Mineral

Beryll

Mineraler er homogene, naturlig forekommende, faste, uorganiske stoffer med en definert krystallstruktur og en bestemt kjemisk sammensetning eller kjemiske forbindelser med konstante kjemiske og fysiske egenskaper. Den kjemiske formelen kan i visse tilfeller variere mellom kjente endepunkter i et mineralsystem. Mineraler blir dannet gjennom geologiske og biologiske prosesser.

Studiet av mineraler kalles mineralogi. Hittil er det beskrevet over 4 600 ulike mineraler, med rundt 10-20 tusen undergrupper/ varianter, og det oppdages hvert år flere nye.

Berggrunnen og løsmassene som dekker berggrunnen (de organiske komponentene unntatt) er bygd opp av mineraler. De mineralene som inngår i vanlige jordarter og bergarter (bergartsdannende mineraler) utgjør kun et fåtall av alle kjente mineraler. Det finnes også faste, ikke-krystallinske stoffer som dannes ved geologiske prosesser (f.eks. vulkansk glass), og som pr. definisjon ikke er mineraler.

De to vanligste mineralene i jordskorpa er feltspat og kvarts. I mantelen er det pyroksen og olivin som er vanligst, og siden mantelen er mye tykkere enn jordskorpa så er det nok disse to som er de vanligste på jorda selv om vi ikke ser så mye til dem i det daglige.

Mange mineraler er viktige råstoffer i kjemisk og metallurgisk industri, og kalles da industrimineraler. Mineraler som inneholder tungmetaller – dvs. metaller med tetthet >5 – kalles ertsmineraler.

Fysiske egenskaper

Apatitt

Topas

Diamant

Følgende begrep brukes til å bestemme et mineral:

• Krystallstruktur. Den regelbundne oppbygginga av mineralene gjør at de danner krystaller som er avgrensa av plane flater. Antall flater og vinkelen mellom dem kan brukes til å bestemme et krystall. F.eks. danner kvarts (bergkrystall) sekskanta prismer med en sekskanta pyramide i den ene enden. Under spesielle betingelser – f.eks. når mineraler får vokse uhindra i hulrom i en bergart (druser) – kan de utvikle perfekte krystaller. Vanligvis vil imidlertid krystallene være skjeve og fortrukne fordi noen flater har hatt anledning til å utvikle seg bedre enn andre, og i en størkningsbergart vil krystallformen til de mineralene som inngår i bergarten ikke være gjenkjennelig. Vinklene mellom krystallflatene vil likevel overalt være de samme for samme mineral.
• Hardhet, vurderes etter en skala med ti nivåer. Den tidelte hardhetsskalaen ble utarbeidd av østerrikeren Friedrich Mohs på 1800-tallet, og kalles derfor Mohs skala.
  • 1 Talk risses lett med negelen.
  • 2 Gips risses mindre lett med negelen.
  • 3 Kalkspat risses lett med kniv.
  • 4 Flusspat risses mindre lett med kniv.
  • 5 Apatitt risses vanskelig med kniv.
  • 6 Feltspat risser så vidt glass og kan ripes med stålfil.
  • 7 Kvarts risser letter glass.
  • 8 Topas risser med letthet glass og riper kvarts.
  • 9 Korund risser med letthet glass og riper topas.
  • 10 Diamant risser med letthet glass og kan ikke ripes.
• Spaltbarhet eller kløv er hvordan et mineral kløver. Noen kløver lett i lengden, men vanskelig på tvers. Overflaten i et kløv eller i spalten kan være karakteristisk. Kløv kan spenne fra meget fullkomment kløv – som hos glimmer – til mineraler som slett ikke lar seg spalte – som kvarts.
• Brudd er de uregelmessige flatene som oppstår når prøver av dårlig spaltbare mineraler slås i stykker.
  • Muslig brudd med motsvarende forhøyninger og fordypninger på hvert bruddstykke. Muslig brudd er typisk for kvarts.
  • Jevnt brudd med glatte bruddflater.
  • Ujevnt brudd med ujevne (uregelmessige) bruddflater.
  • Splintrig brudd med bruddflater som er splintret, fliset eller knast i stykker.
• Farge – noen mineraler har bestemte gjenkjennelige farger (egenfarge). Men mange kan ha ulik farge etter graden av forurensing fra andre mineraler.
• Strekfarge er fargen i et riss med en skarp gjenstand (kniv) eller fargen på en finknust prøve av mineralet.
• Glans er hvordan bruddflata eller krystalloverflata reflekterer lys. Glansen kan beskrives som metallisk, glassaktig, matt eller fettet. Diamant har en egen glans som kalles adamantinglans.
• Tetthet regnes i g/cm³. Dette er mineralets egenvekt, som er hvor mange ganger det er tyngre enn vann. Mineraler i bergarter har en egenvekt mellom 2 og 3. Metaller er tyngre. Gull har egenvekt 19,3.
• Elektrisk ledningsevne
• Magnetisme. Av vanlige mineraler finnes bare et par som er magnetiske – magnetitt og magnetkis.
• Radioaktivitet. Noen mineraler er naturlig radioaktive fordi de inneholder radioaktive grunnstoffer som uran eller thorium.
• Oppløselighet

Kjemiske egenskaper

Mineralogi er nær beslektet med uorganisk kjemi, som danner basis for klassifisering av mineralene i følgende grupper:

Grunnstoffer

Noen grunnstoffer forekommer i ren (gedigen) form i naturen, og er samtidig mineraler. De viktigste er gull (Au), sølv (Ag), diamant (C) og grafitt (C).

Silikater

De vanligste bergartsdannende mineralene er alle silikater. Alle silikatmineraler inneholder såkalte SiO₄-tetraedere, dvs. et silisiumatom omgitt av fire oksygenatomer. Avhengig av om SiO₄-tetraedrene opptrer alene eller er bundet til hverandre på ulike måter, taler vi om

• enkeltsilikater – f.eks. granat, olivin og zirkon
• dobbeltsilikater
• kjedesilikater – f.eks. amfibol og pyroksen
• sjiktsilikater – leirmineraler
• ringsilikater – f.eks. turmalin
• nettverkssilikater – f.eks. kvarts og feltspat

Sulfider

Sulfider er metallatomer bundet til svovel. Silikatene er ugjennomsiktige (opake), har høg tetthet, er forholdsvis bløte og har en metallisk glans. Mange av dem – som svovelkis, kopperkis og sinkblende – er råstoff for metallframstilling, og er derfor økonomisk viktige mineraler.

Sulfater

Sulfater er mineraler som inneholder sulfatanionet SO₄^2-. De er ofte danna ved hydrotermale prosesser eller som saltavleiringer (evaporitter). Et vanlig sulfatmineral er gips.

Karbonater

Karbonater er mineraler som inneholder karbonationet CO₃^2-. De mest kjente er kalkspat og dolomitt, som begge er viktige industrimineraler i Norge.

Fosfater

Fosfater er mineraler som inneholder fosfatanionet PO₄^3-. Det vanligste fosfatmineralet er apatitt.

Oksider

Oksider inneholder ulike metaller bundet til oksygen. De fleste av dem er tunge, harde og ugjennomsiktige. Mange oksider er viktige ertsmineraler, f.eks. hematitt (jernglans), ilmenitt, magnetitt og uraninitt. En undergruppe av oksidene er hydroksidene, som i stedet for oksygen inneholder ei OH-gruppe (OH⁻).

Halogenider

Halogenidene er forbindelser med halogenene fluor og klor. De fleste er lette og bløte. De er lettløselige og derfor lite utbredt i naturen, men halitt og flusspat er relativt vanlige mineraler.

Geologiske prosesser

De prosessene og forholdene som mineralene dannes under, er svært forskjellig arta. Vi skiller mellom følgende mineraldannende prosesser:

Størkning

Mineraler dannes når bergartssmelter (magma) størkner på eller under jordoverflata (magmatiske prosesser). Dette skjer ved temperaturer på mellom 600 og 1200°C, avhengig av trykk og kjemisk sammensetning. Etter hvert som temperaturen i smelta synker, utfelles ulike mineraler ved krystallisering.

Metamorfose

Når en bergart utsettes for høgt trykk eller høge temperaturer (200-800°C), kan det skje en omdanning av mineralene i bergarten, enten ved at to eller flere mineraler inngår i en kjemisk reaksjon, og/eller at mineralene reagerer med vann eller karbondioksid. Rekrystallisering, der det dannes større krystaller enn i utgangsbergarten, er også svært vanlig ved metamorfose.

Hydrotermale prosesser

Ved magmatiske prosesser og metamorfose er det svært vanlig at det frigjøres varme vannløsninger – hydrotermale løsninger. Disse løsningene kan bevege seg gjennom omkringliggende bergarter og reagere med mineralene i dem (metasomatose). Løsningene kan også bli overmetta med oppløste stoffer, slik at mineraler felles ut direkte. Ofte finnes slike mineraler som årer eller ganger i berget.

Forvitring

Mineraler som er danna ved størkning, metamorfose eller ved hydrotermale prosesser er ustabile når de blir eksponert for atmosfæriske forhold på jordoverflata. De reagerer kjemisk med vann eller med stoffer i lufta, som karbondioksid eller svoveldioksid. De mineralene som da dannes er særlig leirmineraler, hydroksider, karbonater og sulfater.

Diagenese

Diagenese er de prosessene som foregår når sedimenter kittes sammen til sedimentære bergarter under stort trykk, der også ulike løsninger inngår. Under diagenesen reagerer de mineralene som tidligere er danna ved forvitring med hverandre.

Se også

• Liste over mineraler

Eksterne lenker

• Noregs geologiske undersøking
• Institutt for geovitenskap på Universitetet i Bergen, instituttet er det største akademiske fagmiljøet i Norge innen geologi.
• Institutt for geologi og bergteknikk på Norges Teknisk-Naturvitenskapelege Universitet
• Institutt for geofag på Universitetet i Oslo
• Mindat.org – The mineral database
• Webminderal.com – Mineralogy database

Denne geologirelaterte artikkelen er dessverre kort eller mangelfull, og du kan hjelpe Wikipedia ved å utvide den.
Det finnes mer utfyllende artikkel/artikler på  .