Praktfulla kristaller
Mineralen är uppbyggda av ett eller (vanligen) flera olika grundämnen i bestämda proportioner. Bergarterna i sin tur består av blandningar av ett eller flera mineral.
Kristallstrukturen kan avspegla sig i den yttre kristallformen, särskilt hos stora praktfulla kristaller som fått växa fritt i sprickor eller hålrum i berget. Normalt bildar dock de mineral som bygger upp själva berggrunden en mosaik av mer eller mindre oregelbundna korn av olika färg, och endast hos de mineral som kristalliserat tidigast kan kristallformen anas. Kristallstrukturen avspeglas också i plana spaltytor som uppträder hos många mineral när kristallerna klyves.
Modeller av kristallstrukturer
Modell av kristallstrukturen hos mineralet biotit (mörk glimmer).
Rött markerar kiselatomer omgivna av fyra syreatomer, blått magnesium- eller järnatomer omgivna av sex syreatomer, grönt är enskilda kaliumatomer.
Hos biotit och andra glimmermineral bildar atomerna väl avgränsade skikt med starka bindningar inom varje skikt och svaga bindningar mellan skikten, vilket medför att glimmerkristaller lätt spaltas upp i tunna flak.
Modell av kristallstrukturen hos mineralet pyrop, en typ av granat.
Rött markerar kiselatomer omgivna av fyra syreatomer, blått aluminiumatomer omgivna av sex syreatomer, gult är enskilda magnesiumatomer.
I granater bildar atomerna ett tredimensionellt nätverk (atomgitter) med starka bindningar åt alla håll.
De flesta mineral är silikater
Det finns över 6 000 kända mineral, och varje år tillkommer ett 100-tal nyidentifierade och nybeskrivna mineral, oftast av mikroskopisk storlek. Dock är det endast en handfull mineral som är vanligt förekommande och bygger upp de vanliga bergarterna.
De flesta av dessa är silikater, föreningar som innehåller kisel (Si) och syre (O). Dessa två grundämnen är därför de vanligaste i jordskorpan.
Förutom kisel och syre innehåller många silikatmineral aluminium, natrium, kalium, kalcium, magnesium och järn, vilka också är vanliga grundämnen i jordskorpan.
Exempel på vanligt förekommande silikatmineral är kvarts, fältspater (kalifältspat och plagioklas), glimmer (muskovit och biotit), amfiboler (som hornblände) och pyroxener (som diopsid). Det är dessa mineral som bildar de olikfärgade kornen i vanliga bergarter.
De flesta bergarter består av en mosaik av olikfärgade mineralkorn.
Bilden visar ett ca 2 x 3 mm stort utsnitt från ett tunnslip av bergarten amfibolit, sett genom mikroskopet. De olika mineralkornen är några tiondels millimeter stora.
Färglösa korn är kvarts eller fältspat, korn i olika gröna nyanser består av amfibol, och de långsträckta brunfärgade kornen är biotit (mörk glimmer).
Samma mikroskopbild av bergarten amfibolit, sedd i polariserat ljus (korsande nicoler).
Pga ljusets polarisering fås här mer dramatiska färgeffekter.
Det underlättar vid identifiering av de olika mineralen.
Andra mineralklasser
Andra mineralklasser förutom silikaterna är oxider (som magnetit, hematit), sulfider (som pyrit, kopparkis, blyglans, zinkblände), sulfater (som gips), karbonater (som kalcit, dolomit) och halider (som halit/stensalt och fluorit/flusspat).
Vissa metaller, som guld och silver, kan uppträda i gedigen form som enskilda element. Detsamma gäller grundämnet kol, som i naturen uppträder dels som grafit, dels som diamant, två mineral med samma sammansättning men olika kristallstruktur och därmed olika egenskaper.
Grafit är mjuk och används som smörjmedel och i blyertspennor. Diamant bildas endast under mycket högt tryck, och är därför mycket ovanlig vid jordytan. Det är det hårdaste av alla mineral, och används förutom som smyckesten som slipmedel och i borrkronor.
Viktiga råvarukällor
Många mineral är viktiga som råvarukällor. De oxid- och sulfidmineral som uppträder koncentrerade i malmkroppar utgör källor för de flesta metaller vi använder, kvarts kan användas för glasframställning och fältspat till porslin.
Andra mineral har olika fysikaliska egenskaper som kan utnyttjas inom industrin, som den hårda diamanten. Slutligen är många mineral, i synnerhet de som bildar klara kristaller med vacker färg och hög ljusbrytning och hårdhet, uppskattade som smycke- och ädelstenar. Till dessa hör diamant, korund i varieteterna safir och rubin, och beryll i varieteterna smaragd och akvamarin.
Mineral i museets utställningar
Skatter från jordens inre är en utställning med praktfulla och ovanliga mineralstuffer och kristaller. Där ryms också en mer omfattande systematisk mineralutställning.
Några vanliga mineral
Nedan visas och beskrivs de vanligaste bergartsbildande mineralen, liksom några vanliga och viktiga malmmineral.
Kvarts
SiO2
Kvarts är ren kiseldioxid. Den är oftast vit eller färglös, med oregelbundet "mussligt" brott. Kvarts utgör dominerande beståndsdel i sandsten och kvartsit, och en viktig beståndsdel i graniter och gnejser av olika slag.
Klara, friväxande, färglösa kristaller av kvarts kallas bergkristall. Andra färgvarianter är ametist (violett), citrin (gul) och rökkvarts (rökfärgad). Extremt finkristallina former, bildade som utfällningar ur olika vattenlösningar, kallas kalcedon, agat (bandad), jaspis och flinta. Opal är en amorf (icke-kristallin) form av kiseldioxid, liksom agat användbar som smyckesten.
.jpg)
Plagioklas (Na-Ca-Fältspat)
(Na,Ca)AI(AI,Si)Si208
Bildar en kemisk serie från albit (Na-fältspat) till anortit (Ca-fältspat). Vanligen vit till gråvit, med spaltytor i två riktningar. Utgör en viktig beståndsdel i de flesta magmatiska och metamorfa bergarter, decimeterstora kristaller vanliga i pegmatitgångar.
Kalifältspat
KAISi308
Förekommer som de tre mineralen sanidin, ortoklas och mikroklin, vilka har samma sammansättning men olika kristallstruktur. Vit eller röd, med spaltytor i två riktningar. Utgör en viktig beståndsdel i många magmatiska och metamorfa bergarter, decimeterstora kristaller vanliga i pegmatitgångar.
Muskovit (ljus glimmer)
KAI2(Si3AI)O1O(OH)2
Ljust flakigt mineral med en perfekt spaltriktning. Ingår i en del graniter liksom i gnejs och glimmerskiffer. I sistnämnda fall är det glimmerflakens parallella orientering som ger upphov till bergartens skiffrighet. Stora packar av muskovit kan påträffas i många pegmatitgångar.
Biotit (mörk glimmer)
K(Mg,Fe)3Si3AlO10(OH)2
Mörkt flakigt mineral med en perfekt spaltriktning. Ingår i många magmatiska och metamorfa bergarter, och kan liksom muskoviten bidra till en bergarts skiffrighet.
Amfibolgruppen (Ex. Hornblände)
NaCa2(Mg,Fe,Al)5(Si,Al)8 O22(OH)2
Amfibolerna utgör en hel grupp mineral med komplicerad sammansättning, vanligen mörk färg och avlång, ibland fibrös (ex. asbest), kristallform. Den vanligaste amfibolen är hornblände, som uppträder i många magmatiska och metamorfa bergarter
Pyroxengruppen
(Na,Ca,Fe,Mg,Al)2Si2O6
Grupp av mineral, med vanligen mörkgröna till svarta prismatiska kristaller. Förekommer i basiska (kiselfattiga) magmatiska bergarter (basalt, diabas, gabbro) och i en del metamorfa bergarter bildade vid högt tryck.
Olivin
(Fe,Mg)2SiO4
Vanligen olivgrönt mineral, som utgör en dominerande beståndsdel i jordens mantel. I jordskorpan förekommer olivin främst i kiselfattiga basiska och ultrabasiska bergarter som har en sammansättning som liknar mantelns och som härstammar från denna.
Granatgruppen
(Ca,Fe,Mg,Mn)3(Al,Fe,Cr)2Si3O12
Grupp av mineral, med vanligen blodröd färg och månghörnig kristallform (ofta nästan runda mineralkorn). Vanlig i många metamorfa bergarter. Klara, välutbildade kristaller kan användas som smyckestenar. De brunröda uppstickande kristallerna i stenen t.h. är granater.
Kalcit (Kalkspat)
CaCO3
Dolomit
CaMg(CO3)2
Kalcit är det vanligaste karbonatmineralet, och är dominerande beståndsdel i kalksten och marmor. Släktingen dolomit är dominerande beståndsdel i bergarten dolomit. Båda mineralen är färglösa eller vita, med perfekt rombisk spaltning i tre riktningar.
Stora, välutbildade kalcitkristaller kan påträffas i sprickor och hålrum i berggrunden. Stora, klara spaltstycken av dessa visar på det optiska fenomenet dubbelbrytning.
Kalcit
Dolomit
Magnetit
Fe3O4
Hematit
Fe2O3
Magnetit är svart och starkt magnetisk, hematit är metalliskt blågrå (röd i finfördelad form; pigmentet i Falu rödfärg) och omagnetisk. Dessa två oxidmineral förekommer i små mängder i många magmatiska bergarter, och i koncentrerad form som kroppar av järnmalm (svartmalm respektive blodstensmalm).
Magnetit
Hematit
Sulfidmineral
Nedanstående sulfidmineral uppträder ofta tillsammans i sulfidmalmer, bildade genom utfällning från varma vattenlösningar, och utgör viktiga källor för koppar, bly och zink.
Pyrit (Svavelkis)
FeS2
Pyriten är blekt gul till färgen och bildar täta massor eller större kubiska kristaller.
Kopparkis
CuFeS2
Kopparkisen är kraftigare gul, utan några tydliga kristallformer.
Blyglans
PbS
Blyglansen ofärgat metallisk med perfekt kubisk spaltning.
Zinkblände
ZnS
Zinkbländet kan variera från nästan färglös till mörkt brun i färgen. Till skillnad från de andra sulfidmineralen, som är helt opaka (ogenomskinliga) med metallisk glans, är zinkblände halvgenomskinligt.
