Mineraler: definition, egenskaper och vanliga typer
Lär dig allt om mineraler — deras definition, egenskaper och vanliga typer. Upptäck kristallstruktur, bildning och exempel som kvarts och fältspat.
Mineraler är ämnen som bildas naturligt i jorden. De är byggstenar i stenar.
Mineraler är vanligtvis fasta, oorganiska, har en kristallstruktur och bildas naturligt genom geologiska processer.
Studiet av mineraler kallas mineralogi.
Ett mineral kan bestå av ett enskilt kemiskt element eller oftast av en förening. Det finns över 4 000 typer av kända mineraler. Två vanliga mineral är kvarts och fältspat.
Vad kännetecknar ett mineral?
Ett mineral definieras av några grundläggande kriterier:
- Naturens produkt: bildas utan mänsklig påverkan.
- Bestämd kemisk sammansättning: antingen en exakt formel eller ett väl‑definierat intervall (t.ex. i fasta lösningar).
- Kristallstruktur: atomerna är ordnade i ett regelbundet mönster som upprepar sig i rymden.
- Vanligtvis oorganiskt och fast: de flesta mineral är fasta oorganiska ämnen (det finns dock mineraloider som opal som saknar kristallstruktur).
Hur bildas mineral?
Mineral bildas genom olika geologiska processer:
- Magmatiska processer: kristallisation ur smält magma (t.ex. kvarts, fältspat).
- Sedimentära processer: utfällning från vatten eller ackumulering av lösa korn (t.ex. halit, gips).
- Metamorfa processer: omkristallisation under tryck och temperatur (t.ex. garnet, talk).
- Hydrotermala processer: utfällning från varma, mineralrika vätskor i sprickor (t.ex. koppar‑ och zinkmineral).
- Biologiska processer: organismer kan bygga skal och strukturer av mineral (t.ex. kalciumkarbonat i snäckor).
Fysiska egenskaper som används för identifiering
- Färg: synlig färg, men inte alltid pålitlig eftersom föroreningar kan ändra färgen.
- Glans: hur ytan reflekterar ljus (metallic, glasig, matt, pärlemor).
- Streckfärg: färgen på mineralets pulver, testas mot en porslinsskiva.
- Hårdhet (Mohs skala): från 1 (talk) till 10 (diamant); används för enkla rep‑tester.
- Klyvning och brott: hur mineralet splittras längs bestämda plan eller oregelbundet.
- Densitet/specifik vikt: vikt per volymenhet, viktig för vissa malmer.
- Kristallform/habitus: synliga kristallformer eller vanliga växtsätt.
- Övriga tester: reaktion med syra (karbonater brusas upp av HCl), magnetism, elektrisk ledningsförmåga, smak (t.ex. halit smakar salt).
Kemisk och strukturell variation
Mineral kan vara enkla element (t.ex. guld, grafit) eller kemiska föreningar (t.ex. kisel‑ och aluminiumsilikater). Samma kemiska sammansättning kan förekomma i olika kristallstrukturer — dessa kallas polymorfer (t.ex. diamant och grafit är båda kol). Många mineral bildar fasta lösningar där joner kan ersätta varandra i kristallgittret (t.ex. plagioklas‑fältspatsserie).
Kristaller grupperas även efter sju kristallsystem (kubisk, tetragonal, ortorombisk, hexagonal, trigonal, monoklin, triklin), vilket påverkar mineralens form och klyvning.
Vanliga mineral och deras användningsområden
- Kvarts (SiO2): mycket vanligt; används i glas‑ och keramtillverkning, elektronik (kvartsoscillatorer) och som smyckessten.
- Fältspat: viktig i glas och porslin samt som byggnadsmineral.
- Mica (glimmer): används för isolering och i elektronik; har bra klyvning till tunna skivor.
- Calcit (kalciumkarbonat): råvara till cement och kalk, förekommer i sedimentära bergarter.
- Hematit och magnetit: järnmalmer som används för stålproduktion.
- Halit (NaCl): koksalt, både livsmedel och industriell användning.
- Gips (CaSO4·2H2O): används i byggmaterial som gips och tavelputs.
- Pyrit: ofta kallad ”fool's gold”, kan indikera sulfidhalter i malmer.
- Talc: används i kosmetika, papper och plast som mjukgörare.
- Diamant och ädelstenar: både industriell användning (skärverktyg) och smycken.
Skillnaden mellan mineral och bergart
En bergart är en samling av ett eller flera mineral. Till exempel består granit huvudsakligen av kvarts, fältspat och glimmer. Bergarters egenskaper beror på vilka mineral de innehåller och i vilken mängd.
Hur studerar man mineral?
Mineralogi kombinerar fältstudier och laboratorieanalys. Vanliga metoder inkluderar optisk mikroskopi, röntgendiffraktion (XRD) för att bestämma kristallstruktur, elektronmikroskop (SEM), kemiska analyser (t.ex. ICP‑MS) och fysiska tester i fält.
Avslutande anmärkningar
Mineral är grundläggande för förståelsen av jordens uppbyggnad och spelar en central roll i samhällsekonomin — från byggmaterial och industriella råvaror till ädelstenar och högteknologiska komponenter. Att känna till mineralens egenskaper hjälper både geologer och alla som arbetar med jordens resurser att identifiera, utvinna och använda dessa naturresurser på ett hållbart sätt.
Ett sortiment av mineraler.
Egenskaper hos mineraler
Ett mineral är ett ämne som vanligtvis
- är ett oorganiskt fast ämne (elementärt kvicksilver är ett undantag).p184
- Har en bestämd kemisk sammansättning.
- har vanligen en kristallstruktur; vissa har inte det
- bildas naturligt genom geologiska processer
En nyare definition är följande:
"Ett mineral är ett homogent (dvs. sammansatt av delar eller element som alla är av samma slag) naturligt förekommande ämne med en bestämd men inte nödvändigtvis fast kemisk sammansättning. De flesta mineraler är fasta ämnen med ett ordnat atomarrangemang, och de flesta är oorganiska i den kemiska betydelsen av det ordet".
Alternativt är ett mineral ett mineral som är listat som sådant av International Mineralogical Association.
Mineraler och stenar
Mineraler skiljer sig från stenar. Ett mineral är en kemisk förening med en given sammansättning och en definierad kristallstruktur. En sten är en blandning av ett eller flera mineraler i varierande proportioner.
En sten har bara två av de egenskaper som mineraler har - den är fast och bildas naturligt. En sten innehåller vanligtvis två eller flera typer av mineraler. Två prover av samma typ av sten kan innehålla olika typer av mineraler. Mineraler består alltid av samma material i nästan samma proportioner. En rubin är ett mineral. Därför har en rubin som hittas i Indien samma sammansättning som en rubin som hittas i Australien.
Bildas i naturen
Mineraler bildas genom naturliga processer. Några ämnen med samma kemiska sammansättning som mineraler kan produceras av levande varelser som en del av deras skal eller ben. Blötdjurens skal består av antingen kalcit eller aragonit, eller båda.
Traditionellt betraktas kemikalier som produceras av levande organismer inte som mineraler. Det är dock svårt att se varför ett organiskt ämne inte skulle kallas mineral om dess kemiska natur och kristallstruktur är identisk med dess oorganiska tvilling. Denna fråga diskuteras nu: se Railsback del II.
Mineraler bildas på många olika sätt. Mineralet halit, som används som bordssalt, bildas när vatten avdunstar i en varm, grund del av havet och lämnar kvar saltet som det innehöll. Många typer av mineraler bildas när smält berg, eller magma, svalnar och förvandlas till ett fast ämne. Talk, ett mineral som kan användas för att göra babypuder, bildas djupt inne i jorden när högt tryck och hög temperatur orsakar förändringar i fast berg.
Det märkliga är att de flesta mineraler har bildats i samband med livet, eller åtminstone under den stora syretillförseln. "Robusta mineraler snarare än bräckliga organiska rester kan ge de mest robusta och bestående tecknen på biologi".
Solid
Ett mineral är ett fast ämne, det vill säga det har en bestämd volym och en grov form. Volym avser det utrymme som ett föremål tar upp. En golfboll har till exempel en mindre volym än en baseboll, och en baseboll har en mindre volym än en basketboll.
Ett ämne som är en vätska eller en gas är inte ett mineral. I vissa fall är dock dess fasta form ett mineral. Flytande vatten är till exempel inte ett mineral, men is är det.
Labradoritfältspat med typisk labradorescens.
Esquel-skiva. Det är en sten-järnmeteorit av typen pallasit.
Korund
Fysiska egenskaper
Dessa egenskaper används oftast:
- Kristallstruktur: se nedan
- Hårdhet: på Mohsskalan, en tiopunktsskala som sträcker sig från det mjukaste, talk, till det hårdaste, diamant.
- Lustre: utseende i ljuset
- Färg
- Streck: färg hos ett mineral när det har malts till ett fint pulver. Testas ofta genom att gnugga provet på en oglaserad platta.
- Klyvning: hur mineral delar sig längs olika plan.
- Brott: hur den bryts mot sina naturliga klyvningsytor.
- Specifik vikt: densitet jämfört med vatten
- Andra egenskaper
Kristallstruktur
De ispartiklar som utgör frost har släta, plana ytor. Dessa plana ytor bildas på grund av atomernas placering i isen, som är ett mineral. Ett sådant internt arrangemang är ett kännetecken för mineraler. Det är strukturen hos en kristall, ett fast ämne där atomerna är ordnade i ett ordnat, upprepande tredimensionellt mönster.
Varje mineral har sin egen typ av kristallstruktur. I vissa fall har två mineral samma kemiska sammansättning men olika kristallstrukturer. Till exempel består både diamant och grafit av ett enda grundämne - kol. Men kolatomernas placering i dessa två mineral är inte densamma, så de har olika kristallstrukturer och mycket olika egenskaper. Diamanter är extremt hårda och har en strålande gnist. Grafit är mjuk, grå och matt.
I naturen är en perfekt kristall sällsynt. De flesta kristaller har ofullkomliga former eftersom deras tillväxt begränsades av andra kristaller som bildades bredvid dem.
Kemiska egenskaper
Definitiv kemisk sammansättning
Varje mineral har en bestämd kemisk sammansättning: det består av en specifik kombination av atomer av vissa grundämnen. Ett grundämne är ett ämne som innehåller endast en typ av atom.
Forskare kan klassificera mineraler i grupper utifrån deras kemiska sammansättning. Även om det finns tusentals olika mineraler är endast ett 30-tal vanliga i jordskorpan. Dessa 30 mineraler utgör de flesta stenar i jordskorpan. Av den anledningen kallas de stenbildande mineraler.
- Silikater är den vanligaste gruppen. Alla mineraler i denna grupp innehåller syre och kisel - de två vanligaste grundämnena i jordskorpan - som är förenade med varandra. Silikater kan innehålla andra grundämnen som aluminium, magnesium, järn och kalcium. Kvarts, fältspat och glimmer är vanliga silikater.
- Karbonater är den näst vanligaste gruppen av bergartsbildande mineraler. Alla mineraler i denna grupp innehåller kol och syre som är förenade med varandra. Kalcit, som är vanligt förekommande i snäckor, är ett karbonatmineral.
- Oxider är de mineraler från vilka de flesta metaller, t.ex. tenn och koppar, raffineras. En oxid består av ett grundämne, vanligtvis en metall, som är förenat med syre. I denna grupp ingår hematit, en järnkälla.
- Sulfater innehåller sulfatgruppen SO4 . Sulfater bildas vanligen i evaporiter där mycket salt vatten sakta avdunstar, vilket gör att sulfater och halogenider fälls ut där vattnet avdunstar. Sulfater uppstår också där varmt vatten pressas genom berget, som i gejsrar.
Det finns många andra mineralgrupper.
Brazilianit
Några användningsområden för mineraler
Människor använder mineraler för många vardagliga ändamål. Varje gång man sätter igång en mikrovågsugn eller en TV används mineraler. Kopparn i ledningarna som transporterar el till maskinen är tillverkad av ett mineral. Bordssalt eller halit är ett annat mineral som människor använder i sin vardag.
- Grafit används för att tillverka blyertspennor
- Bergsalt används i matlagning
- Mineraliska malmer är källan till metaller.
Relaterade sidor
- Förteckning över mineraler
Sök