1.01 Wat is een mineraal?
Een mineraal is in deze context (1) een vaste stof, die (2) in de vrije natuur voorkomt en (3) gevormd is door geologische processen, zoals
- vulkanisme, waarbij magma (ondergronds) of lava (bovengronds) afkoelt;
- sedimentatie, waarbij stoffen bezinken in stilstaand water of door stromend water afgezet worden, waarna ze verstenen;
- platentectoniek, waarbij aardplaten op elkaar botsen of onder elkaar schuiven (het proces waardoor bergen ontstaan);
- onder hoge druk kunnen mineralen ook herkristaliseren, op die manier ontstaat b.v. diamant uit grafiet.
Mineralen worden gekenmerkt door hun chemische samenstelling en door hun kristalstructuur.
Afb. 2: Deze steen bestaat uit een mengsel van zwarte toermalijn (schorl), rode jaspis en groene amazoniet en is afkomstig uit China. De standaard is speciaal gemaakt voor deze steen.
Omdat de chemische samenstelling niet altijd even gemakkelijk is vast te stellen, gebruikte (en gebruikt) men naast de kristalstructuur een aantal andere kenmerken om te bepalen om welk mineraal het gaat, zoals:
- kleur;
- glans;
- mate van doorzichtigheid;
- streepkleur: dit is de kleur die achterblijft als je met het mineraal krast op een ongeglazuurd stuk porselein;
- soortelijk gewicht;
- hardheid: hiervoor wordt vaak de hardheidsschaal van Mohs gebruikt, waarbij talk, het zachtste bekende materiaal, een hardheid van 1 heeft en diamant, het (destijds) hardste bekende materiaal, een hardheid van 10.
Friedrich Mohs (1773-1839) construeerde zijn schaal door een aantal mineralen te nemen en die in volgorde van hardheid te zetten. Criterium daarbij was of je met de ene steen de andere kunt bekrassen. Het is daarmee een ordinale schaal. Hieronder een tabel. In de rechterkolom staat ook de absolute hardheid genoemd. In de praktijk is diamant dus 1500 keer zo hard als talk. (Bron: Wikipedia)
| Mohs hardheid | Naam | Chemische formule | Absolute hardheid |
|---|---|---|---|
| 1 | Talk | Mg3Si4O10(OH)2 | 1 |
| 2 | Seleniet | CaSO4ยท2H2O | 2 |
| 3 | Calciet | CaCO3 | 9 |
| 4 | Fluoriet | CaF2 | 21 |
| 5 | Apatiet | Ca5(PO4)3(OH,Cl,F) | 48 |
| 6 | Orthoklaas | KAlSi3O8 | 72 |
| 7 | Kwarts | SiO2 | 100 |
| 8 | Topaas | Al2SiO4(OH,F)2 | 200 |
| 9 | Korund | Al2O3 | 400 |
| 10 | Diamant | C | 1500 |
Overigens noemt Theophrastus in 300 BC deze methode om de relatieve hardheid van mineralen te bepalen ook reeds.
Inmiddels zijn er technieken om de chemische samenstelling en de kristalstructuur preciezer vast te stellen, maar als je met je pikhouweel op een berghelling staat heb je meestal geen laboratorium bij je. En dan zijn de klassieke herkennings-methodes nog steeds handig voor een snelle identificatie.
Afb. 3: Realgar (As4S4, rood) en orpiment (As2S3, oranje) bevatten beide arseen. Afkomstig uit Peru.
Waarschuwing: veel mineralen zijn in meerdere of mindere mate giftig. Behandel ze voorzichtig, adem geen stof of vezels in en was altijd goed je handen, nadat je een mineraal hebt aangeraakt.
De steen links bevat 2 mineralen met arseen, alias arsenicum. Je weet wel, waar die keurige Engelse dametjes hun echtgenoten mee vermoord(d)en.