Mineral



Mineraler er homogene, naturlig forekommende, faste, uorganiske stoffer med en definert krystallstruktur av atomer av bestemte grunnstoffer som sitter i bestemte posisjoner[1]. Mineraler har videre en bestemt kjemisk sammensetning eller kjemiske forbindelser med konstante kjemiske og fysiske egenskaper, og de ordnede krystall-strukturene ordner atomene i bestemte posisjoner.[2] Dette skiller dem fra bergarter, som ikke har en fast kjemisk sammensetning men snarere utgjør en tilfeldig mineralblanding. Mineralers kjemiske formel kan i visse tilfeller variere mellom kjente endepunkter i et mineralsystem. Det er omstridt hvorvidt mineraler må være anorganiske og ha en ordnet atomstruktur.[3]. Mineraler blir dannet gjennom geologiske og biologiske prosesser. Innenfor geologien kalles studiet av mineraler for mineralogi. Mineraler er grunnlagsmaterialet for bergarter.

Berggrunnen og løsmassene som dekker berggrunnen (de organiske komponentene unntatt) er bygd opp av mineraler. Det er beskrevet mer enn 5 070 ulike mineraler gjennom International Mineralogical Association, med 10-20 000 undergrupper eller varianter, og det oppdages hvert år flere nye. Silikatmineraler utgjør 90 % av jordskorpa, grunnstoffene silisium og oksygen utgjør 75%. 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 de er sjeldne på overflaten. Mineraler som er særlig viktige og tallrike i en bergart, kalles bergartsdannende mineraler. De vanligste av de om lag 150 bergartsdannende mineralene er silikatmineralene kvarts, feltspat, glimmer, amfibol, pyroksen og olivin, og dessuten kalsitt. Det finnes også faste, ikke-krystallinske stoffer som dannes ved geologiske prosesser (for eksempel vulkansk glass), og som pr. definisjon ikke er mineraler.

Mineraler defineres av sin kjemiske sammensetning ved hjelp av enten Dana-klassifikasjon, eller Strunz-klassifikasjon. Silikatmineralene har et [SiO4]4- tetraeder-molekyl som base, som enten opptrer enkelt (ortosilikat) eller danner strukturerte polymerer med to baser (disilikat), ringstruktur (cyclosilikat), kjedestruktur (inosilikat), lagstruktur (fyllosilikat), eller kompliserte tredimensjonale strukturer (tektosilikat). En gruppe mineraler består av bare ett grunnstoff, er malmer og omfatter blant annet sølv, gull, kobber, jern, bly, sink, tinn, kvikksølv og karbon (diamant). Andre grupper omfatter sulfitter, oksider, halider, karbonater, sulfater, og fosfater.

Identifikasjon av mineraler kan gjøres med avanserte instrumenter, men også med feltvurdering av utseende, hardhet, vekt, kløv, strek, glans, spalting, krystallform, lysbryting, magnetisme, lukt, osv. Radioaktivitet og reaksjon med syre er også viktige indikatorer. Mineraler må være stabile ved 25°C, med noe unntak av mineralene kvikksølv og is.

Mange mineraler er viktige råstoffer i kjemisk og metallurgisk industri, og kalles da industrimineraler. Malmene er viktige, men også sammensatte mineraler slik som glimmer-mineralet muskovitt som brukes i glassproduksjon og isolasjon. Mineraler som inneholder tungmetaller – dvs. metaller med tetthet høyere enn 5,0 – kalles ertsmineraler. Mange mineraler er verdifulle smykkesteiner, eller populære samleobjekter. Av de om lag 35 smykkesteinene er om lag 20 enkeltstående mineraler, resten er sammensatte bergarter.[4]

Mineralenes navn er oftest hentet fra person, fulgt av funnsted, kjemisk innhold, og egenskaper. Navneendelsen -itt kommer av det greske [-ites], som betyr «forbundet med» eller «tilhørende».

Innhold

Mineraldannelse


Mineraler kan dannes når bergartssmelter (magma) størkner på eller under jordoverflaten (magmatiske prosesser). Dette skjer ved temperaturer på mellom 600 og 1200 °C, avhengig av trykk og kjemisk sammensetning. Etter hvert som temperaturen i smelten synker, utfelles ulike mineraler ved krystallisering. Ved magmatiske prosesser og metamorfose er det også svært vanlig at det frigjøres varme vannløsninger – såkalte hydrotermale løsninger. Ved slike hydrotermale prosesser kan løsningene bevege seg gjennom omkringliggende bergarter og reagere med mineralene i dem (metasomatose). Løsningene kan også bli overmettet med oppløste stoffer, slik at mineraler felles ut direkte («utfelling»). Ofte finnes slike mineraler som årer eller ganger i berget. Ved forvitring reagerer bergarter kjemisk med vann eller med stoffer i lufta, som karbondioksid eller svoveldioksid. De mineralene som da dannes er særlig leirmineraler, hydroksider, karbonater og sulfater.

Identifikasjon etter egenskaper


Mineraler kjennetegnes blant annet av sin farge, strek, kløv, glans, hardhet, tetthet, ytre og indre krystallstruktur. De kan være kubiske, pyramideformede, sekskanter, eller ha andre former.

Følgende begrep brukes til å bestemme et mineral:

Kjemisk sammensetning er viktig for klassifikasjonen, Selv grunnstoffmineraler har som regel en blandingsstuktur på grunn av «forurensing» under dannelsen. Et enkelt mineral som olivin består av (Mg, Fe)2SiO4 - en blanding av magnesiumrik forsteritt og jern-rik fayalitt. Mineraler kan også etter moderne definisjon ha organisk opphav, slik som urea, rav, en rekke salter, og mineraler av hydrokarbon-struktur. Det er klart at organismer kan danne en del mineraler som ikke kan oppstå anorganisk.[5] Enkelte organismer danner også mineralisert vev gjennom utfelling av kalsium, fosfat, silikat (alger, diatomer) eller karbonat (virveldyr).[6]

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. For eksempel danner kvarts (bergkrystall) sekskanta prismer med en sekskanta pyramide i den ene enden. Under spesielle betingelser – for eksempel 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 utarbeidet av østerrikeren Friedrich Mohs på 1800-tallet, og kalles derfor Mohs skala.

Klassifikasjon og kjemiske egenskaper


Se også: Liste over mineraler.

Mineralogi er nær beslektet med uorganisk kjemi, som danner basis for den dominerende Dana-klassifikasjonen fra 1837, som tilordner hver art et firesifret nummer. Strunz-klassifiseringen fra 1941 tar også hensyn til mineralenes strukturelle, kjemiske bindinger. Mineraler tilordnes, i stigende orden, som varianter, arter, serier og grupper. Varianter er ulike utseender av samme art, eksempelvis er ametyst en fiolett variant av kvarts. Arten er en sentral tilordning og kjennetegnes av kjemisk sammensetning og struktur (formel), eksempelvis defineres kvarts ved formelen SiO2 kombinert med en krystallstruktur som atskiller kvarts fra andre mineraler som deler den samme kjemiske formel. En serie er en mengde av ulike strukturer som dannes av de samme mineralene, eksempelvis er biotitt en serie av ulike blandinger av mineralene flogopitt, siderofyllitt, annitt og eastonitt. En gruppe er en mengde av ulike mineraler som har de samme kjemiske egenskapene og lik krystallinsk struktur, eksempelvis pyroksen-gruppen med formel XY(Si, Al)2O6.

Vi kan ordne mineralene i følgende åtte grupper, i vanlig nummerert rekkefølge:[2]

  1. Grunnstoffer kan forekomme i mer eller mindre ren (gedigen) form i naturen, og utgjøre malmer. De viktigste er gull (Au), sølv (Ag), kassiteritt (Sn, SnO2), sfaleritt (Zn), jern (Fe), kobber (Cu), bly (Pb), sinober (Hg, HgS), diamant (C) og grafitt (C). Dette er mineraler som bare består av ett grunnstoff.[7]
  2. Sulfider er metallatomer bundet til svovel. Silikatene er ugjennomsiktige (opake), har høy tetthet, er forholdsvis bløte og har en metallisk glans. Mange av dem – som svovelkis, molybdenitt, kopperkis og sinkblende – er råstoff for metallframstilling, og er derfor økonomisk viktige mineraler.
  3. 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).
  4. Halogenider eller halider er forbindelser med halogener, nærmere bestemt 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.
  5. Karbonater er mineraler som inneholder karbonationet CO32-. De mest kjente er kalkspat og dolomitt, som begge er viktige industrimineraler i Norge.
  6. Sulfater er mineraler som inneholder sulfatanionet SO42-. De er ofte dannet ved hydrotermale prosesser eller som saltavleiringer (evaporitter). Et vanlig sulfatmineral er gips.
  7. Fosfater er mineraler som inneholder fosfatanionet PO43-. Det vanligste fosfatmineralet er apatitt.
  8. Silikater inneholder en forbindelse med silisium og minst et annet grunnstoff, og er de vanligste bergartsdannende mineralene. Eksempelvis består molekylene i bergarten kvarts av ett silisiumatom og to oksygenatomer (SiO2). Alle silikatmineraler inneholder såkalte SiO4-tetraedere, dvs. et silisiumatom omgitt av fire oksygenatomer. Under meget stort trykk kan silikatet være seks- eller åttefallig forbundet med oksygen, som i perovskitt, rutil, osv. Avhengig av om SiO4-tetraedrene opptrer alene eller er bundet til hverandre på ulike måter, taler vi med stigende kompleksitet om:
  • enkeltsilikater (ortosilikat ,nesosilikat) – f.eks. granat, olivin, zirkon, topas, andraditt, tefroitt, spessartin.
  • dobbeltsilikater (disilikat, sorosilikat) - f.eks epidott, metapelitt, lawsonitt, vesuvianitt.
  • ringsilikater (cyclosilikat) – f.eks. turmalin, beryll, cordieritt.
  • kjedesilikater (inoslikater) – f.eks. amfibol, pyroksen, tremolitt, actinolitt.
  • sjiktsilikater (fyllosilikat) – f.eks leirmineraler, glimmer, muskovitt, biotitt, kaolinitt, serpentin.
  • nettverkssilikater (tektosilikat) – f.eks. kvarts, feltspat, feltspatoider, nefelin, rutil, zeolitt.

Mineral i bergarter


Mineralinnholdet av bergarter er normalt sammensatt, men en bergart kan også bestå av bare ett mineral, slik som bergartene kull (karbon), kalkstein (kalsitt), og kvartsitt (kvarts). De fleste bergarter kjennetegnes ved innholdet av visse mineraler. Granitt inneholder en viss blanding av kvarts, alkalifeltspat og plagioklas-feltspat, og alle andre mineraler enn de definerende mineralene er såkalt aksessoriske mineraler - de er ikke en del av den definerende sammensetningen og de påvirker ikke bergartens egenskaper.

Se også


Referanser


  1. ^ Ivar B. Ramberg (red): Landet blir til – Norges geologi, Norges Geologiske Forening 2006, ed 2007, side 31-32.
  2. ^ a b Ivar B. Ramberg (red): Landet blir til – Norges geologi, Norges Geologiske Forening 2006, ed 2007, side 32.
  3. ^ M D Dyar og M E Gunter, Mineralogy and Optical Mineralogy, Mineralogical Society of America, Virginia 2008, side 2-4.>
  4. ^ C W Chesterman og K E Lowe, Field guide to North American rocks and minerals, Toronto 2008, side 14-15.
  5. ^ H A Lowenstam, «Minerals formed by organisms», i: Science, nummer 211 (4487), 1981, side 1126–1131.
  6. ^ H C W Skinner, «Biominerals », i: Mineralogical Magazine, nummer 69 (5), 2005, side 621–641.
  7. ^ Ivar B. Ramberg (red): Landet blir til – Norges geologi, Norges Geologiske Forening 2006, ed 2007, side 31.

Eksterne lenker





Kategorier: Mineraler


Dato: 16.01.2021 02:26:16 CET

Kilde: Wikipedia (Forfattere [Historie])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

Endringer: Alle bilder og de fleste designelementer som er relatert til disse, ble fjernet. Noen ikoner ble erstattet av FontAwesome-Icons. Noen maler ble fjernet (som "artikkel trenger utvidelse) eller tilordnet (som" hatnotes "). CSS-klasser ble enten fjernet eller harmonisert.
Wikipedia-spesifikke koblinger som ikke fører til en artikkel eller kategori (som "Røde lenker", "koblinger til redigeringssiden", "koblinger til portaler") ble fjernet. Hver ekstern lenke har et ekstra FontAwesome-Icon. Ved siden av noen små endringer i design, ble media-container, kart, navigasjonsbokser, talte versjoner og Geo-mikroformater fjernet.

Vær oppmerksom på: Fordi det gitte innholdet automatisk blir hentet fra Wikipedia på det gitte tidspunktet, var og er det ikke mulig å kontrollere den manuelt. Derfor garanterer ikke nowiki.org nøyaktigheten og virkeligheten av det anskaffede innholdet. Hvis det er en informasjon som er feil for øyeblikket eller har en unøyaktig visning, må du gjerne kontakt oss: e-post.
Se også: Om oss & Personvern.