Mineraal
Allikas: Vikipeedia
Mineraal on kindla, kuid mitte fikseeritud keemilise koostise ja enamasti kristallilise struktuuriga looduslikult esinev anorgaaniline tahke aine. Mineraali mõiste ei ole siiski selgepiiriline: ükski mainitud tunnustest ei ole mineraalidele alati kohustuslik.
Sisukord |
[redigeeri] Sissejuhatus
Mineraale eristab kivimitest see, et neil on kindel või kindlates piirides muutuv keemiline koostis. Kivimid koosnevad mineraalidest. Erandjuhtudel võib kivim koosneda vaid ühest mineraalist, näiteks lubjakivi, mis koosneb kaltsiidist. Mineraalid on homogeensed. See tähendab seda, et mehhaaniliselt saab neid jaotada vaid väiksemateks mineraaliteradeks.
Mineraal peab esinema looduses. Näiteks tööstuslikult toodetud teemante ei loeta mineraalide hulka kuuluvaiks.
Tavaliselt peetakse mineraalidele kohustuslikuks kindlat kristallistruktuuri. Siiski peetakse mineraaliks ka opaali, mis on klaasisarnaselt amorfne aine ehk väga viskoosne vedelik.
Mineraalid peavad olema anorgaanilised ained. Näiteks põlevkivi ei ole mineraal.
Mineraalid peavad olema tahked. Vedel vesi ei ole mineraal, kuid jää täidab kõik mineraalidele esitatavad tingimused.
Mineraale uurivat teadusharu nimetatakse mineraloogiaks.
[redigeeri] Mineraalide struktuur
Mineraalid koosnevad keemilistest elementidest ja nende ühenditest, mida hoiavad koos keemilised sidemed. 90% mineraalidest on tegemist iooniliste sidemetega. Ülejäänud on seotud kovalentse või metallilise sidemega. Enamiku mineraalide struktuuris on esindatud mitu sidemeliiki.
Mineraali keemiline valem on sageli kindlates piirides muutuv. Sel juhul on tegemist isomorfismiga: elemendid asendavad üksteist kristallstruktuuris. Seega muutub isomorfismi korral mineraali koostis, kuid mitte struktuur.
Mineraali kristallstruktuuri muutumist sama koostise juures nimetatakse polümorfismiks. Polümorfsed on näiteks teemant ja grafiit.
Mõnikord võivad aatomid ja ioonid paikneda korrapäratult. Selliseid mineraale nimetatakse amorfseteks. Amorfne mineraal on näiteks opaal.
[redigeeri] Kristallide kuju
Kristalli väliskuju kordab tema siseehituse ehk kristallistruktuuri kuju. Kristallide väliskuju iseloomustatakse näiteks järgmiste sõnade abil:
- Kiudjas
- Leheline
- Tahveljas
- Tulpjas
- Isomeetriline
- Nõeljas
Kristallidel on 32 lihtvormi. Nende omavahelisel kombineerimisel saame praktiliselt lõputu hulga erineva kujuga mineraale.
Kristallstruktuuri uurimise ja kirjeldamisega tegeleb kristallograafia.
[redigeeri] Kristalliagregaatide kuju
Kristalliagregaadid on üksteisega korrapäratult kokkukasvanud mineraalid.
Enamlevinud agregaatide nimetused on:
Peitkristalseteks nimetatakse agregaate, milles mineraali terasuurus on alla 0,1 mm (alla inimsilma lahutusvõime).
[redigeeri] Mineraalide teke
Mineraalide teket jaotatakse sarnaselt teiste geoloogiliste protsessidega endogeenseks ja eksogeenseks. Maakoore osa maapinnast kuni põhjavee alumise piirini nimetatakse eksosfääriks ja seal kulgevaid protsesse eksogeenseiks.
[redigeeri] Endogeensed mineraalitekke protsessid
Endogeensete mineraalide lähteaineks on magma, milles keemilised elemendid ja ühendid esinevad gaasilises, tahkes ja vedelas faasis. Magmas enamlevinud keemilised elemendid, nende sisalduse kahanemise järjekorras on: O, Si, Al, Mg, Fe, Ca, Na ja K. Räni ja hapnik on ainsad elemendid, mis esinevad kõigis tardkivimeis. Erinevad mineraalid kristalliseeruvad magmast erineval temperatuuril. Seda protsessi kirjeldavat skeemi nimetatakse Boweni skeemiks.
Endogeenseid mineraalitekke protsessid jagunevad pneumatolüütiliseks, hüdrotermaalseks ja moondelisteks.
[redigeeri] Eksogeensed mineraalitekke protsessid
Eksogeensete mineraalide tekkele teeb enamasti teed füüsikaline murenemine ehk rabenemine, mis küll ei tekita uusi mineraale, kuid peenestades materjali teeb hõlpsamaks selle porsumise ehk keemilise murenemise. Porsumise käigus tekivad mineraalidest uued mineraalid, mis on antud tingimustes vastupidavamad. Tähtsamad porsumise alaliigid on: oksüdeerumine, hüdrolüüs, hüdratatsioon, karbonatiseerumine ja sulfaadistumine. Kerglahustuvad leelis- ja leelismuldmetallide ühendid kantakse põhjaveega murenemispaigast minema. Rasklahustuvad alumiiniumi, raua, räni jne ühendid, aga ladestuvad murenemispaigas, moodustades murenemiskooriku. Endogeense tekkega mineraalide vastupidavus murenemisele on vastupidine Boweni skeemi kristalliseerumisjärjekorrale. Seega on näiteks oliviin kergemini murendatav kui päevakivid, millest omakorda on kvarts vastupidavam.
[redigeeri] Mineraalide omadused
Mineraali omadused on konkreetsele mineraalile iseloomulikud tunnused, mis aitavad teda identifitseerida.
[redigeeri] Värvus
Värvuse määrab mineraalilt peegeldunud või selle läbinud valguse spekter. Värvus ei ole enamasti hea tunnus mineraali määramiseks, sest üks mineraal võib esineda väga erivärvilisena. Näiteks kaltsedon on tavaliselt helesinist värvi, kuid ta võib olla ka näiteks punane.
Mineraali värvusest vähem varieerub tema kriipsu värvus. Kriipsu all mõistame siin mineraaliga keraamilise plaadi peale tõmmatud joont. Joon ei ole mitte kriimustus plaadil, vaid selle mineraali puru, millega joont tõmmatakse. Näiteks hematiit jätab alati punakaspruuni kriipsu, rohekaskollase pinnaga püriit (kassikuld) rohekasmusta kriipsu. Puru tekib sellepärast, et keraamiline plaat deformeerib mineraali, millega joont tõmmatakse. Keraamilise plaadi kõvadus on Mohsi skaalal 6, seega ei saa kriipsu tõmmata mineraaliga, mille kõvadus seda väärtust ületab, sest ei ole võimalik deformeerida plaadist kõvemat mineraali.
[redigeeri] Tihedus
Mineraali tihedus on tema massi suhe ruumalasse. Erinevate mineraalide tihedused ulatuvad 0,9 g/cm² (jää), kuni 23 g/cm² (iriidiumiühendid).
Tihedus sõltub mineraali moodustavate elementide aatommassidest ning osakeste tihedusest kristallstruktuuris.
Mineraalide tiheduse hindamiseks kasutatav mõõtühik on g/cm³.
[redigeeri] Kõvadus
Kõvadus on mineraali vastupanuvõime välisele deformeerivale mõjule. Suurema kõvadusega mineraaliga saab teisi mineraale kriimustada. Sel põhjusel kasutatakse klaasinugade ja hambapuuride valmistamiseks teemantit, mis on kõige kõvem mineraal. Kõvadus sõltub mineraali keemilistest sidemetest.
Absoluutse ehk mikrokõvaduse mõõtühik on kg/mm²
Suhtelist kõvadust mõõdetakse Mohsi skaalal.
[redigeeri] Läige
Läige tekib mineraali tasaselt pinnalt peegeldunud ja hajunud valgusest. Läige sõltub mineraali absorptsioonist ehk valguse neeldumisest, läbipaistvusest, murdumisnäitajast ning pealispinna omadustest. Mõju on ka kivi värvusel. Eristatakse metalset ja mittemetalset läiget, nende vahele jääb veel ka poolmetalne läige. Mittemetalne läige jaotub omakorda mitmeks eri tüüpi läikeks. Murdepindadel enamasti läige puudub.
Näited:
- Metalliläige (püriit)
- Poolmetalne läige (grafiit)
- Klaasiläige (kvarts)
- Teemandiläige (väävel)
- Pärlmutriläige (plaatjas kips)
- Siidiläige (asbest)
- Vahaläige (opaal)
[redigeeri] Läbipaistvus
Mineraal on läbipaistev, kui osa temale langenud valgusest läbistab mineraali. Läbipaistvus sõltub pealelangeva valguse intensiivsusest.
Läbipaistvad mineraalid on näiteks teemant ja haliit ehk kivisool.
[redigeeri] Lõhenevus
Lõhenevus on mineraalide omadus laguneda löögi toimel tasaste pindadega kildudeks. Lõhenevus sõltub mineraali keemilistest sidemetest. Mineraal lõheneb sealt, kus side on kõige nõrgem. Ülihea lõhenevusega on näiteks muskoviit ja teise vilgud.
Murre on mineraalide omadus laguneda löögi toimel ebatasaste pindadega kildudeks. Murre on omane neile mineraalidele, mille keemilised sidemed on igas suunas võrdse tugevusega. Lõhenevus puudub näiteks kvartsil.
Kuna kovalentne side on tugevam kui iooniline on kovalentsete sidemetega mineraalide lõhenevus halvem ehk murdepind on krobelisem.
[redigeeri] Muud omadused
Peale ülalpool nimetatute on veel omadusi, mida ei ole nii lihtne iseloomustada, kuid mis võivad aidata teatud mineraale identifitseerida.
- Soolane maitse (haliit)
- Kibesoolane maitse (sülviin)
- Kättevõtmisel määrib sõrmi (grafiit)
- Põleb (väävel)
- Magnetilisus (magnetiit)
[redigeeri] Mineraalide klassifitseerimine
Mineraale klassifitseeritakse tavaliselt kas väliskuju ehk haabituse ehk süngoonia, koostise, tekke, omaduste vms. alusel.
[redigeeri] Vaata ka
[redigeeri] Välislingid
[redigeeri] Välislingid
- Eesti keelde tõlgitud animeeritud õppevahend mineraalide kohta Tromsø ülikooli veebilehel webGeology.
- Mineraalide andmebaas
- Mineralogical Society of America
- The Mineral Gallery
[redigeeri] Kirjandus
- Volli Kalm, Juho Kirs, Kalle Kirsimäe, Tiia Kurvits, 1999. Mineraalid ja kivimid. Tartu Ülikooli Kirjastus, Tartu, 96 lk.