Mineraal

Minerale is stowwe, en veral vastestowwe, wat op 'n natuurlike wyse in die aardkors voorkom. Hulle kom net gedeeltelik met sintetiese vastestowwe ooreen wat chemies vervaardig word. Daar is talle sintetiese vastestowwe wat nie in die aardkors aangetref word en daar is minerale wat moeilik of ontmoontlik is om chemies te vervaardig. Verder bevat minerale gewoonlik onsuiwerhede. Minerale is gewoonlik kristallyne elemente of verbindings van elemente, maar hulle is gewoonlik mengkristalle deur die teenwoordigheid van opgeloste onsuiwerhede en die hoeveelheid en die aard van die onsuiwerhede kan van vindplek tot vindplek verskil.

'n Verskeidenheid minerale

Minerale vorm in hidrotermale are, in vulkaniese en metamorfe gesteentes, en ook as die produk van verdamping. Minerale word geïdentifiseer op grond van hul kristalstruktuur, habitus, kleur, streep, glans, deursigtigheid, fluoressensie, hardheid, vastheid, splyting, breuk en relatiewe digtheid. Minerale word hoofsaaklik geklassifiseer as silikate, gedeë elemente, sulfiede, oksiede, haliede, karbonate of sulfate. Van die belangrikste minerale word hier bespreek.

Inleiding

Minerale is elemente of kristallyne verbindings van elemente wat op 'n natuurlike wyse in die aardkors voorkom. Minerale is anorganies (word nie deur biologiese prosesse gevorm nie) en besit besliste chemiese samestellings wat slegs binne sekere grense varieer.

Gesteentevormende minerale is die bestanddele van die gesteentes waaruit die aarde se kors bestaan. Ertsminerale word ontgin en verwerk vir hulle metaalinhoud en ook bloot vanweë die bruikbaarheid van die mineraal self. Sommige minerale word as juwele gebruik en word sierstene genoem.

Sowat 2 500 verskillende minerale is al geïdentifiseer, maar hiervan kom net 50 tot 60 algemeen voor en is minder as twintig volop.

Mineraalvorming

• Hidrotermale are

Die beste mineraalmonsters kom gewoonlik in hidrotermale are voor. Hidrotermale are ontstaan wanneer baie warm vloeistowwe deur krake in die aardkors vloei. Hierdie vloeistowwe bevat die elemente wat minerale vorm. Die aar kan óf heeltemal deur minerale gevul word, óf die minerale kan om gebreekte stukkies rots (breksies) kristalliseer.

• Vulkaniese gesteentes

Minerale ontwikkel in vulkaniese gesteentes wanneer gesmelte magma afkoel en hard word. Die digste minerale, soos olivien en pirokseen, vorm eerste, by die hoogste temperature, terwyl minder digte minerale, soos veldspaat en kwarts, later in die afkoelproses kristalliseer.

• Metamorfe gesteentes

Talle minerale word gevorm wanneer reeds bestaande gesteentes se minerale vanweë metamorfe prosesse herkristalliseer. Temperatuur- en drukveranderinge kan veroorsaak dat nuwe minerale uit reeds bestaande gesteentes kristalliseer. Verder kan die sirkulasie van sterk chemiese vloeistowwe ekstra elemente byvoeg, sodat nuwe minerale uit ou rotse kristalliseer.

Eienskappe van minerale

Minerale het sekere eienskappe wat help om hulle van mekaar te onderskei en hulle te klassifiseer. Dit sluit in:

Kristalstruktuur

Die kristalstruktuur van 'n mineraal word bepaal deur die wyse waarop die atome waaruit die mineraal se elemente bestaan, aanmekaar gebind is. Die kristalstruktuur van 'n spesifieke mineraal is oral dieselfde en is glad nie gebonde aan waar die mineraal vandaan kom nie. Die geometriese vorme waarin minerale kristalliseer, kan in ses hoofgroepe verdeel word wat kristalstelsels genoem word. Hulle is: monoklinies, triklinies, kubies, tetragonaal, ortorombies en heksagonaal. In elk van dié kristalstelsels is verskillende kristalvorme moontlik, wat bepaal word deur die simmetrie van die stelsel. Alle kristallyne minerale behoort tot 'n spesifieke kristalstelsel en kristalklas, wat beteken dat hulle daarvolgens geïdentifiseer en geklassifiseer kan word. Voorbeelde van minerale wat vry algemeen in die natuur goedgevormde kristalle vorm, is piriet en loodglans, wat kubiese kristalvorme vertoon.

Daar is party klassifikasies van kristalstrukture van altwee minerale en sintetiese vastestowwe. Een van die klassifikasies is die strukturbericht-klassifikasie.

Dubbelbreking

Dubbelbreking is 'n eienskap wat van die kristalstelsel afhang. Kubiese minerale is nie dubbelbrekend nie. Tetragonale en heksagonale kristalle is eenassig dubbelbrekend, die res is tweeassig dubbelbrekend. Die grootte van die verskil in optiese eienskappe in die kristal se verskillende rigtings is kenmerkend vir die mineraal. Kalsiet is sy Yslandspaat-vorm is bekend vir sy sterk dubbelbreking.

Habitus

Sommige minerale kan in meer as een kristalvorm kristalliseer. Die habitus (manier van voorkoms) van 'n mineraal word bepaal deur die kristalvorm wat die beste ontwikkel is en dus die grootste kristalvlakke vertoon. Die omgewing waarin kristallisasie plaasgevind het, bepaal ook die habitus van 'n mineraal. Dus dra die temperatuur, druk en chemiese samestelling van die medium waaruit kristallisasie plaasgevind het, by tot die habitus van 'n mineraal. Die habitus van 'n mineraal word ook dikwels deur algemene byvoeglike naamwoorde beskryf, soos "naaldvormig" vir byvoorbeeld die dun, naaldagtige kristalle van toermalyn. Nog 'n voorbeeld is die byvoeglike naamwoord "dendritiese" vir die beskrywing van koper wat 'n plantaardige vorm vertoon.

Kleur

Die kleur van 'n mineraal is sy opvallendste enkele eienskap, maar kan ongelukkig nie as 'n besliste eienskap aanvaar word nie, omdat 'n spesifieke mineraal in meer as een kleur kan kristalliseer. Kwarts is byvoorbeeld gewoonlik kleurloos, maar wanneer klein hoeveelhede onsuiwerhede in dié mineraal vasgevang word, kan dit in verskeie kleure kristalliseer, soos die pers ametis of pienk rooskwarts.

Streep

Een manier om 'n mineraal se kleur vir seker te bepaal, is om die mineraal tot 'n fyn poeier te vergruis. Die mineraal se ware kleur kom dan te voorskyn en kleure wat as gevolg van onsuiwerhede veroorsaak is, word verloor. Die kleur van 'n fyn, verpoeierde mineraal staan bekend as sy streep.

'n Mineraal se streep kan dikwels verskil van sy algehele kleur. Chalkopiriet, wat 'n diep bronsgeel kleur het, het byvoorbeeld 'n groenerige swart streep.

Glans

Die manier waarop lig van 'n mineraal se kristalvlakke weerkaats word, word sy glans genoem. Ons onderskei tussen minerale met 'n metaalglans en dié met 'n niemetaalglans. Minerale met 'n metaalglans weerkaats lig soos wat gepoleerde metale soos yster of koper dit doen en is gewoonlik ondeurskynend (of opaak). Minerale met 'n niemetaalglans is gewoonlik ligkleurig en deurskynend. Hul glans word gewoonlik met selfverklarende woorde soos glasagtig, harsagtig, pêrelagtig, vetagtig, syagtig, diamantagtig en wasagtig beskryf.

Deursigtigheid

Die deursigtigheid van 'n mineraal verwys na hoe maklik lig deur 'n mineraalmonster kan beweeg. Indien voorwerpe deur 'n mineraal gesien kan word, word dit as deursigtig geklassifiseer, byvoorbeeld yslandspaat. Indien lig deur 'n mineraal kan beweeg, maar voorwerpe is onduidelik daardeur, is die mineraal deurskynend, byvoorbeeld akwamaryn. Lig beweeg glad nie deur ondeursigtige minerale soos piriet nie.

Fluoressensie

Sommige minerale, soos scheeliet en fluoriet, fluoresseer wanneer hulle met ultraviolet lig bestraal word.

Hardheid

Die hardheid van 'n mineraal is nog 'n manier waarop dit geïdentifiseer kan word. Dit word bepaal deur waar te neem in watter mate die mineraal weerstand bied as dit met 'n harde voorwerp gekrap word. Dit is betreklik maklik om 'n mineraal se hardheid te bepaal, omdat 'n harder mineraal 'n sagter een sal krap. Die hardheidskaal wat vandag deur geoloë gebruik word, is deur Friedrich Mohs saamgestel en staan bekend as Mohs se hardheidskaal. Hy het tien minerale geneem en hulle van sag na hard gerangskik. Hoewel die minerale numeries harder word, is die spasiëring tussen hulle nie gelykmatig nie.

Minerale se hardheid kan ook met alledaagse voorwerpe getoets word. 'n Mens se vingernael het byvoorbeeld 'n hardheid van ongeveer 2,5, terwyl die lem van 'n knipmes 'n hardheid van ongeveer 5,5 op Mohs se skaal het.

Vastheid

Wanneer 'n mineraal se hardheid getoets word, word ook 'n idee van sy vastheid verkry. 'n Mineraal se vastheid gee 'n aanduiding van hoe sterk sy atome aan mekaar gebind is. Dit word getoets deur te bepaal hoe maklik die mineraal vervorm. 'n Bros mineraal, soos fluoriet, verpoeier maklik as dit gekrap word,terwyl 'n mineraal wat as mild geklassifiseer word, se splinters teen 'n mespunt bly lê, byvoorbeeld dié van loodglans. Gedeë goud is 'n voorbeeld van 'n snybare mineraal, omdat dit gekerf kan word sonder dat 'n poeier ontstaan. Pletbare minerale, soos goud en platinum, is snybaar, maar kan ook met 'n hamer tot 'n dun plaatjie vervorm word. Asbes se vesels keer na hul oorspronklike vorm terug nadat dit gebuig is en dus word asbes as elasties buigbaar geklassifiseer. Indien 'n mineraal se vesels egter gebuig kan word maar nie na hul oorspronklike vorm terugkeer nie (soos gips), is die mineraal onelasties buigbaar.

Indien 'n mineraal glad nie met 'n hamer stukkend geslaan kan word nie en baie moeilik vervorm, word dit as taai bestempel, byvoorbeeld nefriet ('n soort asbes).

Splyting

Splyting is die neiging wat sommige minerale toon om langs duidelike plat vlakke te breek. Atoombindings is langs dié vlakke die swakste. Splytingsvlakke is ewewydig aan moontlike kristalvlakke en is dus afhanklik van die kristalstruktuur. Die splyting van 'n mineraal word geklassifiseer as uitermate perfek, baie perfek, perfek, duidelik, of onvolkome. Dié klassifikasie word bepaal deur die ruheid van die gevolglike splytingsvlak. Sommige minerale word gekenmerk deur net een stel splytingsvlakke (splyting vind net in een rigting plaas), terwyl ander twee, drie, vier of in baie seldsame gevalle selfs ses kan hê.

Breuk

Die ruwe, onegalige oppervlakke wat agtergelaat word wanneer sommige minerale met 'n geologiese hamer gekap word, word hul breuk genoem. Dit sluit nie die mineraal se splytingsvlakke in nie. 'n Bekende soort breuk word verkry wanneer glas gebreek word. Die breekvlak lyk soos 'n skulp en word dus as 'n skulpvormige breuk geklassifiseer. Ander tipes breuke is splinterig, hakerig en ongelyk.

Tweelingvorming

Tweelinge word gevorm wanneer twee of meer kristalle van dieselfde soort simmetries, maar nie parallel nie, ten opsigte van mekaar vorm. Tweelinge raak aan mekaar of dring mekaar binne.

Relatiewe digtheid

Die relatiewe digtheid van 'n mineraal word bepaal deur die massa van die mineraal te vergelyk met die massa van dieselfde volume water. Die relatiewe digtheid bepaal hoeveel keer die mineraal digter is as water. Relatiewe digtheid word numeries uitgedruk: 'n mineraal wat 'n relatiewe digtheid van 2,6 het, is dus 2,6 keer digter as water. Relatiewe digtheid is baie nuttig by die identifikasie van sommige minerale, veral van dié wat nie deur toetse beskadig mag word nie. Dit word bepaal deur die atoommassas van al die elemente waaruit die mineraal bestaan, asook deur hoe stewig dié atome in die kristalstruktuur vasgepak is.

Klassifikasie van minerale

Meer as 2 500 minerale is reeds geïdentifiseer. Baie van hul name kom uit Grieks of Latyn. Mineraalname kan ook ontstaan na aanleiding van die mineraal se chemiese samestelling, soos fluoriet, of sy fisiese kenmerke, byvoorbeeld ortoklaas. 'n Mineraal kan ook vernoem word na sy plek van herkoms (byvoorbeeld labradoriet) of na die persoon wat dit eerste ontdek het, soos boehmiet. Minerale kom nie oral ewe volop voor nie. Sommiges is volop, maar die meeste minerale is skaars. Slegs tien elemente kom volop in die aardkors voor. Die twee elemente suurstof en silikon, wat saam silika (silikondioksied) vorm, maak twee derdes uit van die inhoud van die rotsmateriaal waaruit vastelande bestaan. Die ander derde bestaan hoofsaaklik uit die metale aluminium, yster, kalsium, natrium, kalium, magnesium en titaan, terwyl die tiende element wat relatief volop voorkom, waterstof is.

• Silikate

Silikate is verbindings wat silika en 'n metaal bevat. Aangesien suurstof en silikon die volopste elemente in die aardkors is, is dit logies dat die silikate die grootste groep minerale sal vorm. Silikate is die hoofbestanddele van vulkaniese en metamorfiese gesteentes. Hulle is gewoonlik hard, deursigtig tot deurskynend en het 'n gemiddelde digtheid.

Sien ook

• Lys van minerale
• Strukturbericht-klassifikasie
• PGE-mineraal

Eksterne skakels

• Wikiwoordeboek het 'n inskrywing vir mineraal.