Vanadinit, Taous, Marocko.
©2003 GeoNord.

VAD ÄR ETT MINERAL?

Av Carl-Johan Lindén
Skånes Geologiska Sällskap
© Skrivkritan nr. 1 1996.

Frågan kan förefalla enkel för en mineralsamlare.Vem bestämmer vad som skall definieras vara ett mineral eller inte? Dessa frågor är utgångspunkten för en artikel av Emst Nickel i september-oktobernumret 1995 av Mineralogical Record. Jag skall här referera huvudinnehållet i uppsatsen. Eftersom förslag till nya mineral och mineralnamn framkastas av olika forskare och författare på ett osystematiskt sätt har man enats om att definitionen på ett nytt mineral är en kemisk substans som godkänts som mineral av International Mineralogical Associations (IMAs) Commission on New Minerals and Mineral Names (CNMMN).

Den allmänna definitionen av ett mineral ar följande. "Ett mineral är ett element (=grundämne) eller en kemisk förening av olika grundämnen som normalt är kristallin till sin uppbyggnad och som har bildats genom geologiska processer". Denna definition täcker de allra flesta kemiska substanser som accepterats vara mineral. Det finns dock substanser där det inte är helt lätt att avgöra om substansen skall anses vara ett mineral eller ej. Riktlinjerna som beskrivs här är i första hand avsedda som rättesnöre för CNMMN när de skall avgöra om ett förslag till mineral uppfyller alla krav för att kunna godkännas som mineral.

Begreppet kristallin är centralt i mineralbegreppet. Med detta menas att det finns sådan ordning på atomerna att ämnet blir indexerbart dvs ger kristaller som kan beskrivas med Miller index, att diffraktions (avböjnings) mönster bildas då substansen bestrålas med röntgen-, elektron- och neutron-strålar etc som då uppvisar regelbundna avböjningsmönster tydande på regelbunden lagring av atomer och molelylstrukturer.

Vissa naturligt forekommande ämnen ar emellertid ickekristallina. Sådana icke-kristallina ämnen indelas i två kategorier; dels amorfa (ämnen som aldrig varit och inte är kristalliserade och som således ej ger regelbundna spridningar av elektromagnetiska strålar beroende på att atomerna inte ligger ordnade på ett regelbundet sätt, en förutsättning för att strålar skall kunna avböjas regelbundet; dels metamikta (ännen som varit kristallina en gång men vars kristallstruktur förstörts av joniserande strålning, dvs lagringen av atomerna har förstörts av strålbombardemang).

Vissa fack-mineraloger är ovilliga att acceptera amorfa substanser som mineral eftersom det är svårt att avgöra om det rör sig om en verklig kemisk bindning eller om det bara är en blandning av olika molekyler. Vidare är dessa ämnen svåra att exakt karakterisera kemiskt. För dessa substanser har därför ibland använts termen "mineraloid". Några amorfa substanser har dock accepterats av CNMMN såsom mineral exempelvis georgeit och calciouranoit.

Med modern teknik är det numera möjligt att studera amorfa faser mer ingående än tidigare. Spektroskopiska metoder (analys av elektromagnetisk strålning från atomer och molekyler) kombinerade med fullständig kemisk analys kan ofta karakterisera en amorf fas otvetydigt. I själva verket kan lämpliga spektroskopiska metoder kartlägga den närmaste strukturella omgivningen kring varje atom (dvs påvisa kemiska bindningar och lägen dem emellan). Naturligtvis utan möjligheten att erhålla en fullständig kristallanalys, som kan ge koordinater och information om atomernas exakta inbördes lägen. Kravet på en fullständig kemisk analys är därför betydligt starkare för en amorf substans (fas) än för ett kristallint ämne.

Kraven och basen för att acceptera ett naturligt förekommande amorft ämne (fas) som ett mineral är:

a) Att det finns en serie kompletta kvantitativa kemiska analyser genomförda som är tillräckliga för att avslöja den kemiska sammansättningen av alla partiklar som utgör den amorfa fasen.

b) Fysikaliskt-kemiska data (normalt spektroskopiska) som bevisar fasens unika särställning (den måste på något sätt skilja sig från alla andra amorfa ämnen).

c) Bevis för att ämnet inte kan producera ett regelbundet diffraktionsmönster, både i sitt naturliga tillstånd och efter behandling med någon fysikaliskkemisk process (exempelvis genom upphettning).

Metamikta substanser, som bildats genom geologiska processer accepteras nu som mineral om det med godtagbar säkerhet kan bevisas att den ursprungliga substansen var ett kristallint ämne med samma mass-sammansättning. Bevis för detta inkluderar återställande av kristallstrukturen genom lämplig värmebehandling och jämförbart diffraktionsmönster av det uppvärmda ämnet med det yttre utseendet av den ursprungliga kristallen. (exempelvis fergusonit-Y).

Naturligt förekommande substanser i vätskeform vid normal omgivningstemperatur och vanligt atmosfärstryck utgör ett specialfall av icke-kristallina ämnen. Vatten är i sitt flytande vätsketillstånd inte att anse som ett mineral, medan däremot dess fasta form is är ett mineral (hexagonala systemet - sexkantiga kristallstjärnor). Kvicksilver uppfattas däremot som ett mineral även om det inte förekommer i fast kristallint tillstånd på jorden. Petroleum och dess icke kristallina bituminösa substanser betraktas däremot inte som mineral.

Stabilitet under rådande omgivningstillstånd: Många mineral bildas under hög temperatur och/eller tryck och är metastabila under vanligt omgivningstillstånd (tryck/temperatur), åter andra tenderar att hydreras eller dehydreras när de avlägsnas från sin bildningsmiljö. Sådana mineral kan kräva specialbehandling för att förhindra att de bryts ned eller förändras innan de hinner undersökas. Användandet av särskilda procedurer för att undersöka dem utesluter däremot inte att de kan accepteras som mineral även om de är metastabila eller ostabila substanser. Uppfyller de i övrigt kraven på ett mineral accepteras de som mineral.

Extraterrestra substanser (utomjordiska) såsom meteoriter och "riktiga månstenar" bildades troligen av samma processer som förekommer på jorden och kan därför anses ha bildats av geologiska processer, även om mineraldefinitionen från början endast avsåg naturligt på jorden bildade ämnen. Följaktligen betraktas naturligt förkommande beståndsdelar av utomjordiska bergarter och kosmiskt damm som mineral, exempelvis det äkta mån-mineralet tranquillityit (jfr mare tranquillitatis = lugnets hav på månytan) !

Antropogena ämnen är sådana som skapats av människan. Dessa betraktas normalt inte som mineral. Om ett sådant ämne är identiskt med ett i naturen förekommande ämne (mineral) kan man beteckna det som en syntetisk ekvivalent (motsvarighet) till det äkta mineralet i fråga (exempelvis diamant).

Geologiska modifieringar av antropogena ämnen. Kemiska ämnen bildade genom geologiska processers påverkan på antropogena ämnen har i några fall accepterats såsom mineral; exempelvis Laurion mineraler som bildats genom en reaktion mellan saltvatten och gamla metallurgiska rester från mänsklig aktivitet under antiken. När det gäller mera modern tid, då många exotiska ämnen har skapats av människan uppkommer möjligheten att sådana substanser kan ha placerats i en geologisk omgivning för att producera en reaktionsprodukt som skulle kunna uppfylla kraven på ett nytt mineral i övrigt. CNMMN har därför beslutat att man i framtiden inte kommer att godkänna sådana ämnen som mineral. Vissa kemiska ämnen som bildats av geologiska processers inverkan på bergarter eller mineral som har exponerats för geologiska processer genom människans aktiviteter exempelvis gruvöppningar, malmvarpar, vägskärningar etc har accepterats som mineral (exempelvis gips vid sulfidmalmsgruvor) och om expositionen för de geologiska processerna varit oförutsedd dvs inte iscensatt med syftet att skapa ett nytt mineral kan ett sådant ämne accepteras såsom ett nytt mineral. Kemiska ämnen som bildats genom eldsvådor i gruvor anses vara ett specialfall, eftersom det där inte alltid står klart om det har varit mänsklig inblandning i igångsättandet av branden och sådana ämnen accepteras inte som mineral.

Biogena substanser är kemiska ämnen helt producerade av biologiska processer utan någon geologisk process inblandad exempelvis njurstenar, gallstenar, oxalatkristaller i växtvävnad, skatet i marina snäckor och pärlor. Sådana ämnen betraktas inte som mineral. Om emellertid geologiska processer har medverkat till bildningen av ämnet kan det accepteras som ett mineral. Exempel på detta är mineral bildade ur organiska ämnen såsom svart alunskiffer, fladdermusguano i grottor och beståndsdelarna i kalkstenar eller fosforiter som alla härstammar från tidigare levande organismer.

Referens: Nickel EH. Definition of a mineral. Mineralogical Record 1995;26(5):437-438.

Carl-Johan Lindén
Veterinärvägen 17
237 32 Bjärred




©2001- GeoNord