Mineralens egenskaper

Redaktör: Cecilia Aarnio, Efter Mikko Turunens artikel Mineraalien ominaisuudet.

Inledning

Perfekta mineralkristaller är rätt så sällsynta. Detta beror främst på att det sällan finns tillräckligt med tillväxtutrymme i bergartssmältan för att alla mineral skulle utveckla fulländade kristallformer. Lyckligtvis har mineral andra kännetecknande egenskaper som hjälper oss att identifiera sådana mineral som vi inte känner igen på basis av deras kristallformer.

Till följande behandlas minerales kristallfysiska och optiska egenskaper:

1. Allmänna egenskaper: densitet, glans, magnetism och radioaktivitet.
2. Optiska egenskaper: färg, genomskinlighet, brytningsindex, dubbelbrytning, fluorescens och fosforescens.
3. Mekaniska egenskaper: spaltning och brott, habitus och hårdhet.
4. Andra egenskaper: elasticitet, kemiska egenskaper, lukt och smak.

1. Allmänna egenskaper

Densitet, Specifik vikt

Termen specifik ( G) vikt kan användas för att beskriva mineralens densitet och anger hur mycket vatten ett mineral avsätter. Varje mineral har sin karakteristiska specifika vikt, densitet, som är beroende av; hur tätt ordnade atomerna och jonerna är i kristallgittret, hur tunga de mineralbyggande elementen är och hurudan kristallstruktur mineralet har. Metallrika mineral, malmmineral, har oftast en hög densitet och är därför även tyngre än andra mineral i samma proportioner. Densiteten mäts med hjälp av formeln; d = massa/volym, gram/cm3. De vanligaste mineralens densitet brukar variera mellan 2,1-7,5 g/cm3. Densiteten är väldigt kännetecknande vid identifiering av malmmineral. Ifall ett bergartsprov är tungt för sin storlek kan man ofta dra slutsatsen att provet innehåller malmmineral.

Glans

Många mineral har en typisk glans eller lyster som beror på mineralytornas reflektionsförmåga. Därför anses glansen vara diagnostiskt värdefull gällande mineralidentifiering. Den reflekterande ytans natur ger upphov till olika typer av glans och den mängd ljus som reflekteras bestämmer glansens styrka. Glansen är helt oberoende av mineralets färg och indelas ofta i två huvudgrupper: metallglans (hög glans) och icke-metallisk glans. Metallrika malmmineral har en gedigen metallglans eftersom metaller är kraftigt ljusabsorberande. Ofullständig metallglans kallas halvmetallglans. Bland de icke-metalliska glanserna finns många varierande typer (se tabellen nedan).

[Show slideshow]

Magnetism

Endast ett fåtal mineralspecies kan identifieras utgående från deras magnetiska egenskaper. Mineralet magnetit är det enda mineral som är starkt magnetiskt, medan magnetkisen är svagt eller icke-magnetisk. Magnetismen kan undersökas med en handmagnet och redan små mängder av magnetit i icke-magnetiska mineral kan göra dem svagt magnetiska.  Vid exempelvis malmletning har magnetismen praktiskt taget en stor betydelse eftersom alla mineral som innehåller t.ex. järn är magnetiska. Magnetism kan också iakttas med en kompass. 

Radioaktivitet

Autunit, uraninit och carnotit är uranförande radioaktiva mineral och innehåller instabila element som uran, thorium, rubidium och kalium som faller långsamt sönder. Mineralen kan identifieras med hjälp av en Geigermätare, men eftersom radioaktiva mineral ofta skadar omgivande mineral med sin strålning kan s.k. halos (omvandlingszoner) runt de radioaktiva mineralen skönjas antingen med blotta ögat eller i mikroskop. Mineral som utsatts för en långvarig radioaktiv strålning kan ha en totalt nedbruten struktur och kallas då metamikta.

2. Optiska egenskaper

Färg

Mineralens färg beror på vilka delar av det vita ljusets spektrum de absorberar. Färgerna man upplever härstammar från de minst absorberade våglängderna. Färgen hos mineral är sällan kännetecknande och de flesta mineral kan uppvisa flera olika färger. Vissa mineral, såsom den blå azuriten och den gröna malakiten, kan identifieras tack vare deras distinkta färger. Mineralets färg skall helst iakttas på färska ytor eftersom de ytliga färgerna förändras ofta då mineral oxiderar.

 Ett pulveriserat mineral ger ofta ett annat färgintryck än den fasta substansen och är mer kännetecknande än egenfärgen. Exempelvis har den svarta hämatiten ett blodrött streck, kallas därför även blodsten, och den guldgula pyriten ett svartgrönt streck. Strecket motsvarar mineralets egenfärg och är ganska oberoende av färgvariationer. Genom att repa mineralet mot en oglaserad porslinsbit får man enkelt fram ett färgat streck. Ifall mineralets hårdhet är högre än 5,5 (se hårdhet) används en kniv eller en spik för att söndra mineralets yta.

Genomskinlighet

Mineral kan vara genomskinliga, genomlysande eller ogenomskinliga (opaka). Alla metaller och de flesta malmmineral (sulfider och oxider) är ogenomskinliga. Nästan alla övriga mineral är genomskinliga, genomlysande eller halvgenomskinliga i tunna stycken. Fastän t.ex. hornbände är svart i tjockare stuffer är det halvgenomskinligt i mycket tunna tunnslip.

Brytnigsindex

Brytningsindex beskriver mineralens förmåga att bryta ljuset. Då en ljusstråle träffar mineralets kristallytor bryts ljuset i olika riktningar. Brytningsindex används speciellt vid undersökning av ädelstenar. Högt brytningsindex ger genomskinliga mineral större glans.

Dubbelbrytning

Samtliga mineral (förutom de som tillhör det kubiska kristallsystemet) bryter ljuset i två riktningar. Detta kallas dubbelbrytning. Mineralet kalcit kan särskilt vackert visualisera dubbelbrytning. Lägger man en kalcitkristall på ett papper med bokstäver, syns de dubbla genom kristallen. De flesta mineralen har för svaga dubbelbrytningsförmågor för att synas med blotta ögat.

Fluorescens och fosforescens

Fluorescens uppstår hos vissa mineral då röntgen eller UV-ljus absorberas. Fluorescenta mineral, t.ex. scheelit, kalcit och fluorit, kan bäst betraktas i mörker då de ”lyser” vid bestrålning av en UV-lampa. Medan ljusemissionen hos fluorescenta mineral upphör i takt med att ljuskällan avtar i styrka, fortsätter fosforescenta mineral att utsöndra ljus efter att röntgen- eller UV-lampan slocknat. Fosforescensen syns svagare än fluorescensen men kan pågå upptill flera timmar efter att ljuskällan slocknat.

3. Mekaniska egenskaper

Spaltning och brott

Atomerna i mineralgittret är orienterade enligt olika mönster för att bibehålla inbördes lägen och motstå förändringar. Därför låter många mineral sig lättare spjälkas efter en eller fler riktningar än andra. Vid slag sönderdelar vissa mineral sig enligt plana, någon gång spegelblanka, ytor s.k spaltytor. Spaltbarheten framträder bäst vid brottställen och mineral kan ha mellan 1-3 olika spaltriktningar. Spaltytan är alltid parallell med en möjlig kristallyta men bör inte förväxlas med kristallytor. Alla mineral tillhörande gruppen spater har god spaltbarhet.

Många mineral saknar spaltbarhet fullkomligt. Dessa mineral uppvisar oregelbundna brottytor vid slag. Också mineral med spaltbarhet ger oregelbundna brottytor då klyvningen inte sker längs med spaltytorna. Brottytorna kan ha olika karaktär hos olika mineral. Det finns: mussliga, ojämna, hackiga, splittriga och jordiga brott.

[Show slideshow]

Habitus

En mer allmän beskrivning på utseendet av mineral ges med termen habitus.  Mineralens habitus är starkt beroende av förhållandena de bildas i och kan exempelvis vara fibrigt, granulärt, bladigt, stråligt eller massivt (derbt).  Ett och samma mineral kan ha fler än en habitus.

[Show slideshow]

Hårdhet

Hårdheten hos mineral är en viktig diagnostisk egenskap vid mineralidentifiering och betyder ett minerals motståndskraft mot mekaniskt slitage. Genom att använda olika metoder för bestämning av hårdheten erhålls olika typer av hårdhet.  Den sk. rep- eller ritshårdheten används vanligen för att bestämma motsåndet ett mineral uppvisar mot repning, t.ex repning med en kniv. Mohs hårdhetsskala uppkom på 1800-talet då mineralogen Friedrich Mohs föreslog att mineral skulle indelas i en tiogradig skala på basis av sina hårdheter. Hårdhetsskalan är uppbyggd av tio mineral som är arrangerade så att mineral repar dem med lägre hårdhet och repas själva av dem med högre hårdhet. Det mjuka mineralet talk är nummer 1 på hårdhetsskalan medan det hårdaste mineralet diamant är nummer 10. Skalan är relativ och fastställer endast vilket mineral som repas av ett annat. För att erhålla en mer absolut hårdhetsbestämning definieras hårdheterna som yt- eller sliphårdhet och avtryckshårdhet. Sliphårdheten mäter viktminskningen av ett material som slipas av ett hårdare slipmedel. Avtryckshårdheten anger det motstånd ett mineral gör mot en inträngning av t.ex en kula.

4. Andra mineralegenskaper

Elasticitet

Glimmermineralen biotit och muskovit är typiska exempel på elasticitet. Till skilnad från oelastiska , spröda, mineral  kan elastiska mineral böjas utan att de går sönder. Efter böjningen återgår de elastiska mineralen till sin ursprungliga form.

Kemiska egenskaper

Genom att göra ett s.k. syratest kan man avgöra ifall ett okänt mineral är ett karbonatmineral.  Det räcker med en liten droppe utspädd saltsyra (HCl) på vissa karbonatmineral, såsom kalcit , för att få en reaktion. Saltsyran börjar fräsa p.g.a en avgång av koldioxid. Alla mineral, såsom dolomit, reagerar inte med utspädd saltsyra medan flera mineral reagerar med outspädd saltsyra.

Den kemiska föräningen dimetylglyoxim avslöjar nickelrika mineral såsom pentlandit. Vissa mineral, såsom bergssaltet halit, kan identifieras på smaken. Lukten kan också någon gång hjälpa oss vid mineralbestämningen. Till exempel luktar arsenikbärande mineral vitlök vid slag med hammare.