Stelt u zich eens voor dat u buiten een mineraal vindt. Je wilt het identificeren, maar je weet niet zeker hoe. Dat is niet erg! Mineralogen gebruiken een aantal fysische en optische eigenschappen om mineralen te identificeren zonder speciale apparatuur. Deze eigenschappen omvatten de kleur van het mineraal, de kristalvorm, de hardheid, de splijting (de manier waarop een mineraal breekt), de streep, de glans, het magnetisme, het vermogen om licht door te laten, en het soortelijk gewicht.
Fysische eigenschappen
Kristalvorm
Kristalvorm verwijst naar de gemeenschappelijke of karakteristieke vorm van het kristal van een mineraal of een aggregaat van kristallen die worden begrensd door een reeks vlakke vlakken die door symmetrie met elkaar in verband staan. Sommige mineralen vertonen herkenbare vormen zoals kubussen of achthoeken die nuttig zijn bij de identificatie van mineralen. Zo vormen granaten vaak dodecaëders (12-vlaks). De meeste mineralen hebben slechts één gemeenschappelijke vorm, maar er zijn er een paar die zich in meerdere vormen kunnen ontwikkelen. Galena wordt meestal gevonden als een kubus, maar het kan ook een octahedrale habitus vormen.
Garnet met dodecahedron kristalvorm.
Twee monsters van galena – een met de kubische vorm (6-kantig) en een met de octahedrale vorm (8-kantig)
De volgende tabel geeft een overzicht van enkele van de meest voorkomende kristalvormen.
| Piramidalen (5 zijden) |
zwavel |
| Kubus (6 zijden) |
Galena |
| Rhomboëder (6 zijden) |
Rhodochrosiet – Het specimen is afkomstig uit de National Mineral Collection in het National Museum of Natural History, Smithsonian Instituut – Rhodochrosiet-NMNH_147520 https://geogallery.si.edu |
| Octaëder (8 zijden) |
fluoriet |
| Dodecaëder (12 zijden) |
Garnet |
Kristalhabitus
De neiging van een mineraal om herhaaldelijk uit te groeien tot karakteristieke vormen wordt een kristalhabitus genoemd. In tegenstelling tot kristalvormen zijn kristalgewoonten niet gebonden aan kristalvlakken of symmetrie. De kristalgewoonte van een mineraal kan worden gebruikt om mineralen te onderscheiden. De omstandigheden en de chemie van de omgeving waarin een mineraal is gevormd, kunnen van invloed zijn op de vraag welke habitus zich ontwikkelt. Sommige mineralen, zoals pyriet, kunnen zich vormen in meerdere kristalgewoonten, waaronder kubisch (een vorm en een habitus) of uitstralend.
| Kristalhabitus | Beschrijving | Beeld van mineraal |
| Massief | mineraal mist kristalvlakken |
Zwavel |
| Granular | kristalkorrels zijn ongeveer even groot; korrels variëren in grootte van ongeveer 2 tot 10 mm |
Pallasietmeteoriet |
| Lamellair | opgebouwd uit lagen |
Molybdeniet |
| Kristalachtig | ook bekend als gefolieerd; kristallen die een plaatvormige of gelaagde structuur vormen; kunnen vaak in dunne platen worden gesplitst |
Mica |
| Gespleten | langwerpige kristallen die langer zijn dan ze breed zijn en hun breedte is groter dan hun diepte; lijken op een recht zwaard of mes |
Stibniet |
| Vezelachtig | komen voor als zeer fijne vezel-als kristallen |
Actinoliet |
| Stralende | aggregaten van kristallen groeien naar buiten vanuit een centraal punt |
Thomsoniet |
| Oolitische | kristallijne aggregaten die afgerond zijn en minder dan vier millimeter groot |
Oloïden |
| Banded | mineralen met smalle lagen of banden van verschillende kleur en/of textuur |
Agate Banded |
| Botryoidal | ook wel globulair of mammillary genoemd; kristalaggregaten die bolvormig of afgerond zijn |
Hematiet |
| Columnair | lange prisma’s met voldoende breedte dat de naam aciculair (naaldvormig) niet van toepassing is | |
| Columnair | lange prisma’s met voldoende breedte dat de naam aciculair (naaldvormig)achtig) niet van toepassing is |
Gips |
| Geodische | clusters van mineralen vormen een afgeronde massa door kristallisatie op de binnenwanden van een holte |
Amethyst geode (kathedraal) |
| Rosette | clusters van tabulaire kristallen in een radiale opstelling die op een roos of bloem lijkt |
Bariet Rozen |
Hardheid
De Mohs schaal van mineraalhardheid is gebaseerd op de moeilijkheid om op het oppervlak van een mineraal te krassen. De schaal werd voor het eerst opgesteld in 1812 door de Duitse geoloog en mineraloog Friedrich Mohs. De schaal heeft 10 niveaus en wordt gebruikt om de hardheid van verschillende materialen of mineralen te vergelijken om te zien welk materiaal de ander bekrast. Talk bijvoorbeeld wordt het meest gebruikt voor Mohs Hardheid 1, en diamant, het hardste mineraal op aarde, wordt gebruikt voor Mohs Hardheid 10. Onderstaande tabel illustreert een mineraal op elk hardheidsniveau en enkele veel voorkomende materialen die ook kunnen worden gebruikt om de hardheid van mineralen te testen.
| Schaalnummer | Mineralenaam | Mineralenfoto | Gemeenschappelijk voorwerp |
| 10 | Diamant |  |
|
| 9 | Corundum |  |
|
| 8 | Topaz |  |
Metselboor (8.5) |
| 7 | Quartz |  |
|
| 6 | Orthoclase |  |
Steel Spijker (6.5) |
| 5 | Apatiet |  |
Mes/Glasplaat (5.5) |
| 4 | Fluoriet |  |
|
| 3 | Calciet |  |
Koperen pennetje (3.5) |
| 2 | Gips | |
Vingernagel (2.5) |
| 1 | Talc |  |
Tabel met de Mohs Schaal van Minerale Hardheid. De afbeeldingen van de specimens van diamant, korund, topaas en orthoklaas zijn afkomstig uit de National Mineral Collection van het National Museum of Natural History, Smithsonian Institute. https://geogallery.si.edu
Splijting
Wanneer mineralen breken, hebben ze de neiging op een bepaalde manier te breken. Dit wordt splijting genoemd. Splijting vindt plaats op vlakken die afhankelijk zijn van de kristalstructuur van het mineraal en waar het mineraal zwakke bindingen heeft die de atomen bij elkaar houden. Mineralen hebben de neiging te breken op deze zwakke punten. Een mineraal kan meerdere splijtvlakken hebben. Als je naar een mineraal kijkt, wordt de vorm meestal bepaald door de splijtvlakken. Soms breken individuele kristallen of vormen ze geen goed gedefinieerde kristallen, waardoor het moeilijk is om de splijtvlakken van een mineraal te zien.
Mica heeft één splijtvlak, dat basale splijting wordt genoemd. Wanneer het mineraal gespleten wordt, kunnen de splijtvlakken van het mineraal “uit elkaar getrokken” worden, zoals de bladzijden van een boek. Galena vormt meestal een kubische splijting. Als je een kubus galena zou breken, dan zou deze in steeds kleinere kubussen breken. Net als kubische splijting kunnen mineralen als calciet met een rhombohedrale splijting in kleinere rhombohedronkristallen uiteenvallen, die er, zoals de naam al aangeeft, als een ruit uitzien.
Illustratie van verschillende veel voorkomende patronen van minerale splijting. Deze tabel geeft definities van verschillende splijtingspatronen, de vorm van het mineraal met een bepaald splijtingspatroon, en diagrammen en foto’s ter illustratie. Afbeelding gewijzigd van een afbeelding in eigendom van Pearson Prentice Hall, Inc, 2006.
Breuk
Sommige mineralen hebben chemische bindingen die in alle richtingen ongeveer gelijk zijn en hebben geen voorspelbaar zwakheidspunt. Wanneer een mineraal niet langs een splijtvlak breekt, wordt dit een breuk genoemd. Wanneer een mineraal breekt, resulteren de meeste in oneffen oppervlakken die worden beschreven als een onregelmatige breuk.
Obsidiaan (een variëteit van kwarts) met conchoïdale breuk – een kenmerkende fysische eigenschap van kwarts. Bron: https://www.sandatlas.org/conchoidal-fracture/
Sommige mineralen, zoals kwarts, breken in gladde, gebogen oppervlakken die lijken op gebroken glas. Dit breukpatroon wordt een conchoïdale breuk genoemd.
Mineralen kunnen ook in andere patronen breken, waaronder vezelig, splinterig, of hackly. Fibreuze en splinterige breuken lijken op de manier waarop hout breekt. Hackly breuk ziet eruit als gekartelde breuken met scherpe randen.
Chrysotiel vertoont een vezelige habitus. Het specimen is afkomstig uit de National Mineral Collection van het National Museum of Natural History, Smithsonian Institute – Chrysotile-NMNH_107854. https://geogallery.si.edu
Zilver dat een hakvormige breuk vertoont.
Streep
Bij het determineren van een mineraal kunt u de “streep” gebruiken als hulpmiddel bij de identificatie. Een streep is de kleur van het verpulverde mineraal dat achterblijft op een ongeglazuurde porseleinen plaat. Deze plaat wordt ook wel streepplaat genoemd. De streepplaat heeft een hardheid van 7 op de hardheidsschaal van Moh, dus elk mineraal met een hardheid hoger dan 7 zal geen streep achterlaten, zoals korund met een hardheid van 9. In plaats daarvan zal het een witte poedervorm achterlaten waar het de plaat bekrast heeft. Wanneer het mineraal een lagere hardheid heeft, kan de streep worden gebruikt om het te identificeren. De kleur van het mineraal is niet altijd de kleur van de streep. Bij mineralen zoals kwarts, die verschillende kleuren kunnen hebben, blijft de kleur van de streep dus dezelfde.
- Mineralen met een metaalglans hebben meestal een donkere streep. Mineralen met een niet-metallische glans hebben meestal een lichtgekleurde streep.
- Hematiet heeft een rode streep
Hematiet geeft een rode streep als het op een streepplaat wordt getest.
Magnetisme
De meeste mineralen worden niet door een magneet aangetrokken. Daarom is magnetisme een nuttige eigenschap voor het identificeren van mineralen, omdat er weinig magnetische mineralen zijn. Mineralen die niet magnetisch zijn, worden diamagnetische mineralen genoemd. De weinige mineralen die magnetisch zijn, worden paramagnetische mineralen genoemd. De meest magnetisch actieve mineralen zijn ferromagnetisch, zoals magnetiet (samengesteld uit ijzer en zuurstof; Fe3O4.)
Magnetiet met ijzersplinters en spijkers die erdoor worden aangetrokken.
Magnetiet met kristalhabitus zichtbaar.
Ferromagnetische mineralen zijn belangrijk voor het begrijpen van het magnetisch veld van de Aarde. Deze mineralen registreren de richting van het magnetisch veld van de aarde en helpen daarom geofysici de beweging van de tektonische platen van de aarde (stukken van de korst en de mantel) te reconstrueren. Geochronologie, waarbij ferromagnetische mineralen worden gebruikt om te meten hoe het aardmagnetisch veld door de tijd heen is veranderd, is de studie van de ouderdom van gesteenten en geologische gebeurtenissen.
Effervescence
Wanneer verdund zoutzuur op het oppervlak van sommige mineralen wordt aangebracht, gaat het mineraal borrelen, of bruisen. Deze reactie is kenmerkend voor mineralen die carbonaat (CO3) bevatten. De mate van bruisen hangt af van hoe oplosbaar de mineralen zijn. Zo bruist calciet (CaCO3) meer dan dolomiet (CaMg(CO3)2).
De chemische reactie die optreedt:
-
- CaCO3 + 2HCl → Ca2+ + H2O + 2Cl + CO2 (gas)
- Wanneer calciumcarbonaat en zoutzuur met elkaar reageren, ontstaan water en kooldioxide (gas). Als het kooldioxide vrijkomt, borrelt het door het water en blijft zoutzuur achter op het mineraal.
Video die de zuurtest voor calciet en dolomiet demonstreert. Toegeschreven aan RockTumbler.com op YouTube.
Video waarin de zuurproef voor calciet en dolomiet wordt gedemonstreerd.
Optische eigenschappen
Kleur
Bij het determineren van mineralen is het belangrijk niet alleen op de kleur af te gaan, omdat die vaak variabel is. De kleur kan misleidend zijn voor mineralen zoals kwarts en calciet. Onzuiverheden in kwarts kunnen het een verscheidenheid van tinten geven, waaronder paars (amethist), geel (citrien), en zwart (rookkwarts). Goud heeft een karakteristieke kleur, maar pyriet, ook bekend als “Fool’s Gold”, heeft een vergelijkbare kleur. Om tussen de twee te kunnen onderscheiden zijn andere optische en fysische eigenschappen van de mineralen nodig.
Goud. Het specimen is afkomstig uit de National Mineral Collection van het National Museum of Natural History, Smithsonian Institute – Gold-NMNH_145644. https://geogallery.si.edu
Native Sulfur – Bij native elementen is de kleur van het mineraal de kleur van het element.
Luster
Luster is het uiterlijk van licht dat wordt weerkaatst door het oppervlak van een mineraal. Er zijn twee soorten glans: metallisch en niet-metallisch.
Metallisch is de glans van gepolijst metaal – bijvoorbeeld het uiterlijk van staal, koper, en goud. Deze glans reflecteert licht zoals metalen en is ondoorzichtig voor doorvallend licht.
Iron meteoriet – Geslepen en gepolijste meteoriet die een kriskras patroon laat zien, gemaakt door de verschillende metalen binnenin.
Niet-metallische glans wordt getoond door veel mineralen die licht doorlaten. Het uiterlijk van niet-metaalglans varieert van een sterk gepolijst glasoppervlak tot een dof aardachtig uiterlijk. Veldspaat bijvoorbeeld heeft een niet-metallische glans die dof en aards is. De meeste mineralen hebben een niet-metallische glans en worden gewoonlijk beschreven met bijvoeglijke naamwoorden als glasachtig, glasachtig, dof, aards, parelachtig, of zijdeachtig. Bij niet-metaalhoudende mineralen wordt de glans vaak veroorzaakt door het breken van chemische bindingen langs splijtvlakken.
-
- Glazige glans
Kwarts
-
- Glazige glans
Obsidiaan (een variëteit van kwarts) met conchoïdale breuk – een kenmerkende fysische eigenschap van kwarts. Bron: https://www.sandatlas.org/conchoidal-fracture/
- Doffe glans
Orthoclaas
- Parelmoerachtige glans
Mica
- Zijdeachtige glans
Gips
- Glazige glans
Mogelijkheid om licht door te geven
Houd een helder glazen kopje vast en, merk op hoe het licht er doorheen gaat. Het licht dat door het glas valt, kan worden omschreven als ondoorzichtig, doorzichtig of doorschijnend. Het vermogen van een mineraal om licht door te laten wordt vaak gebruikt in het identificatieproces van mineralen zoals kwarts. Ondoorzichtige mineralen laten geen licht door. Doorschijnende mineralen laten wel wat licht door, maar geen duidelijk beeld. Wanneer zowel licht als een beeld door het mineraal kan worden doorgelaten, wordt het omschreven als transparant. Een groot monster van muscoviet ziet er op het eerste gezicht ondoorzichtig uit, maar wanneer de lagen langs de splijtvlakken van elkaar worden gescheiden, zijn de afzonderlijke lagen doorzichtig.
Transparant:
Translucent:
Opaque:
Double Refraction
Wanneer licht door een transparant mineraal valt, gaat het er niet altijd als één enkele straal doorheen. Bepaalde mineralen, zoals calciet, splitsen gewoon, ongepolariseerd licht in twee stralen. Wanneer een stuk calciet over een gedrukte tekst wordt geplaatst, zullen deze gesplitste lichtstralen de tekst tweemaal doen verschijnen. Bekijk de video hieronder voor een demonstratie van optisch calciet en wat er gebeurt als het licht gepolariseerd wordt door een filter.
Gecrediteerd aan AZ Geology op YouTube.com
Fluorescentie en fosforescentie
Mineralen, zoals gips, lijken bij belichting met ultraviolet (UV) licht, röntgenstraling en/of elektronenbundels te gloeien in levendige kleuren die niet aanwezig zijn wanneer het mineraal met gewoon licht wordt bekeken. Zo kan bijvoorbeeld calciet, dat er in zichtbaar licht wit uitziet, fluoresceren in een verscheidenheid van kleuren zoals rood, blauw, roze, groen en oranje. De fluorescentiekleur wordt beïnvloed door sporenelementen in het mineraal.
Gesteente met willemiet en calciet in zichtbaar licht.
Gesteente met willemiet en calciet in ultraviolet licht. Willemiet is het groene mineraal en calciet is een oranje mineraal.
Mineralen, zoals fluoriet, kunnen blijven gloeien nadat het aanvankelijke activerende UV-licht is verwijderd. Het optreden van licht dat door een mineraal wordt uitgezonden nadat het UV-licht is verwijderd, wordt fosforescentie genoemd. Bekijk de video van het Sternberg Museum om meer te leren over hoe en waarom mineralen gloeien wanneer ze worden belicht met UV-licht.
In de aflevering Lessen met Ptara komen fluorescerende en fosforescerende mineralen aan bod. Kijk mee met mevrouw Darrah en Penny de Spinosaurus als ze uitleggen hoe en waarom mineralen gloeien. Met dank aan Sternberg Museum op YouTube.