Mineraal on looduslik tahke aine, mis koosneb ühe või mitme keemilise elemendi aatomitest ning millel on iseloomulik keemiline koostis ja kristalliline struktuur ehk siseehitus. Mineraalid võivad esineda nii lihtainena (näiteks puhas kuld) kui ka keerukamate keemiliste ühenditena (näiteks päevakivid võivad sisaldada alumiiniumi, räni ja hapniku kõrval veel naatriumit, kaaliumit, kaltsiumit ja teisigi keemilisi elemente).

99% maakoores leiduvatest mineraalidest on moodustunud kaheksa põhilise keemilise elemendi (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg) erinevatest kombinatsioonidest. Kõik teised elemendid moodustavad ülejäänud imeväikese osa.

Mineraalid moodustavad kivimeid. Kivimi ja mineraali erinevus seisneb selles, et mineraal on kindla struktuuri ja keemilise koostisega ühend, kivim on aga ühe või mitme mineraali kogum, millel enamasti puudub kindlalt fikseeritud struktuur ning mille koostismineraalide hulk võib üsna suurtes piirides varieeruda.

Maailmas on teada üle 4100 mineraali, kuid vaid sadakond neist on looduses laiemalt levinud. Teised on kas harvaesinevad, nagu näiteks kaunis heleroheline vääriskivina tuntud gaspeiit, või koguni ülimalt haruldased, nagu näiteks teine hinnaline vääriskivi painiit, mida on praeguseks hetkeks maailmas teada vaid kaheksateist eksemplari.

Kõige levinum mineraal koores on kvarts (SiO2) mis moodustab peaaegu 12% kõigist maakoores leiduvatest mineraalidest. Kvartsi laialdase leviku põhjus peitub tema keemilises koostises. Nimelt on kvartsi kristallistruktuur üles ehitatud hapniku ja räni aatomitest, mis on kaks enim levinud keemilist elementi planeedil Maa. Seetõttu leidub kvartsi rohkemal või vähemal määral peaaegu kõigi kivimite koostises. Teised väga levinud kivimeid moodustavad mineraalid on päevakivid, oliviin, pürokseenid, amfi boolid, kaltsiit, dolomiit, erinevad vilgud, savimineraalid, hematiitja püriit.

KUIDAS MINERAALID TEKIVAD

Mineraalid tekivad looduses erinevates keskkondades ja väga erinevate geoloogiliste protesside toimel. Alljärgnevalt on toodud neist peamised. Tuleb siiski silmas pidada, et tegelikult on kivimite tekkeprotsessid üsna keerukad ning pilt pole sugugi nii lihtne, kui siin kirjeldatud. Lisaks võivad mitmed mineraalid, nagu näiteks kvarts, tekkida kõigis allpool kirjeldatud protsessides.

Magmalise tekkega mineraalid moodustuvad tulikuuma magma aeglasel jahtumisel ning tahkestumisel. Üldjuhul leiab see protsess aset kümnete kilomeetrite sügavusel maapõues ning võib kesta isegi sadu tuhandeid aastaid. Aeg-ajalt juhtub, et magma tungib läbi paksude kivimkihtide maapinnale lähemale ja võib vulkaanide laavana otse maapinnale voolata või pursata. Sellisel juhul toimub jahtumine, mineraalide moodustumine ning kivimite teke otse meie silme all. Magmalise tekkega mineraalid on näiteks pürokseenid, kvarts, apatiit, ilmeniit, magnetiit, oliviin, päevakivid, rutiil, tsirkoon, turmaliin, vilgud jpt. Need mineraalid moodustavad tardkivimeid nagu näiteks graniit. Tardkivimid moodustavad peamise osa maakoorest ning on tihti kaetud settekivimitega.

Hüdrotermaalsed mineraalid on kristalliseerunud maapõuest lähtuva soojusallika (nt magmakolde) poolt kuumutatud (kuni 400ºC) vesilahustest või gaasidest. Hüdrotermaalse tekkega on näiteks barüüt, dolomiit, kaltsiit, kaltsedon, kvarts, opaal, püriit, sfaleriit jt. Hüdrotermaalse tekkega mineraalid on seotud näiteks kuumaveeallikate ja geisritega.

Settelisteks mineraalideks loetakse veekogude põhja settinud ainesest tekkinud mineraale. Settelised mineraalid moodustavad kohati kümnetesse kilomeetritesse ulatuvaid settekivimite lasundeid. Tuntumad settekivimid on Eesti rahvuskivi paekivi, aga ka erinevad liivakivid ja savid. Settematerjaliks võib olla teiste murendatud kivimite ja mineraalide puru, samuti vees lahustunud mineraalid või ka veeloomade ja vetikate mineraalsed kehaosad. Vees lahustunud mineraalide settimine leiab aset erinevate keemiliste reaktsioonide toimel. Selliselt on tekkinud näiteks kaltsiit ja dolomiit lubjakivides, aga ka haliit, kips, limoniit jt.

Biogeensed mineraalid tekivad organismide elutegevuse tulemusena. Olulisemad  mineraalide tootjad on bakterid, lubi-, räni-, ja fosfaatse skeletiga vetikad ning kaltsiiti ehitusmaterjaliks eelistavad loomakesed, nagu näiteks korallid, teod, karbid jt. Näiteks markassiit ja püriit on tihti seotud bakterite tegevusega. Ka kvarts, opaal, vivianiit ja väävel võivad olla biogeensete protsesside tulem.

Sekundaarsed mineraalid tekivad esmaste mineraalide lagunemisel maapinna lähedal või nende moondumise toimel maakoore sügavamates osades. Maapinnal tekkinud sekundaarsed murendmineraalid on näiteks anglesiit, hüdrogötiit, götiit, illiit, kaoliniit, kips, kloriit, malahhiit. Mõnikord satuvad maapinnal olevad kivimid uuesti maa sügavustesse, näiteks uute settelasundite pideval lisandumisel vajuvad alumised kihid aina sügavamale, kus neid hakkavad järjest enam mõjutama maa sisemusest tulev soojus ning kõrgenev rõhk. Sellisel juhul tekib magmaliste mineraalide moodustumisele vastupidine protsess: toimub kivimite aeglane sulamine vastavalt sellele, mida sügavamale kivimid Vulkaani purskel paiskub magma maapinnale laavana Soola (haliidi) lasundite settimine Surnumere kallastel mattuvad. Sellistes tingimustes hakkavad esialgsed mineraalid moonduma ja tekivad moondmineraalid, nagu näiteks grafi it, küaniit, sillimaniit, kloriit, kvarts, serpentiniit, disteen, epidoot, granaadid, kaltsiit, kordieriit, korund, magnetiit, päevakivid, stauroliit, talk, topaas, tsirkoon, vilgud jpt.

MINERAALIDE KOOSTIS (KLASSIFIKATSIOON)

Mineraalid jaotatakse klassidesse vastavalt nende negatiivselt laetud keemilisele koostisosale ehk anioonrühmale. Näiteks karbonaatide rühma kuuluvad need mineraalid, mille keemilisest valemist leiame (CO3 2-). Paljud mineraalide omadused, nagu näiteks värvus ja magnetism, tulenevad otseselt mineraali keemilistest omadustest. Keemilise koostise järgi jagunevad mineraalid 10 klassi.

KRISTALLVORMID JA KRISTALLSÜSTEEMID

Igal mineraalil on oma kindel iseloomulik keemiline koostis ning struktuur. Aatomite korrapärane paigutus mineraalis tingib see kristallilise ehituse ning seetõttu võib kristall moodustada siledaid välispindu ehk tahke.

Sama mineraali kristallid ei pruugi alati olla täpselt sama suuruse ja väliskujuga. Kristalli vorm ongi kristalli geomeetriline kuju. Leidub nii lihtvormidest koosnevaid kristalle, näiteks oktaeedreid, kui ka mitme lihtvormi liitumisel tekkinud keerukaid kujundeid.

Lähtudes kristalli vormist jaotatakse mineraalid kristallisüsteemidesse ehk süngooniatesse. Näiteks kuubilisse süngooniasse kuuluvad mineraalid, mille kristallid on nelinurkse ristlõikega (nt püriit), heksagonaalsesse süngooniasse aga kõik kristallid, mille pööramisel ümber pikima telje kordub kristalli ilme kuus korda ühe täistiiru jooksul. Kokku on olemas 7  kristallsüsteemi, mida iseloomustavad kindlad kristallvõre tüübid ning  sümmeetriaelemendid.

KAKSIKUD

Üksikkristallidena leidub mineraale looduses harva. Tavaliselt näeme neid kogumitena, milles üksikkristallid on omavahel liitunud juhuslikult. Kui mitu kristalli on üksteisega korrapäraselt kokku või üksteisest läbi kasvanud, siis on tegemist kaksikutega. Kaksikutes on üks kristall teise suhtes kas 180º või mõne muu kindla nurga all (näiteks 90º või 120º) kaldu või on üks kristall teise peegelpildiks.

AGREGAADID

Lisaks mineraali väliskujule saame rääkida ka erinevatest mineraali agregaatidest ehk kogumitest nende tekkeviisi silmas pidades.

MINERAALIDE VÄLISKUJU

Selgeid, silmaga nähtavaid kristalle moodustavad mineraalid siis, kui neil on olnud kasvamiseks ruumi, näiteks mõnes maakoore praos või koopa õõnsuses. Mõnikord võivad üksikud kristallid kasvada kuni mitme meetri pikkuseks. Seal, kus ruumiga on kitsas käes, on kristalle palju ja nad on väikesed, mõnikord vaid luubiga nähtavad. Kristallivormid ning mineraali kasvutingimused tingivad mineraalide väliskuju. Väliskuju kirjeldamiseks kasutatakse kokkulepitud terminoloogiat.

LÕHENEVUS JA MURDEPIND

Lõhenevust ja murdepinda kasutatakse mineraalide purunemise viiside kirjeldamiseks ning need on olulised omadused mineraalide määramisel. Lõhenevus on kristallide omadus jaguneda siledapinnalisteks osadeks. Lõhenevus võib olla ülitäiuslik kuni halb. Esimesel juhul jagunevad mineraalid peaaegu läbipaistvateks õhukesteks ja siledateks lehekesteks (nt muskoviit, kloriit). Halva lõhenevuse korral on murdepinnad ebatasased ning lõhenevust on raske märgata (nt nefeliin, apatiit, kvarts). Murdepind on lõhenevuspinnaga mitteühtiv pind. Eristatakse tasast, ebatasast, astmelist, pinnulist ning karpjat murdu.

VÄRVUS

Mineraalide värvuse määravad selle koostises esinevad elemendid. Näiteks malahhiit on alati roheline temas leiduva vase tõttu, rodokrosiit aga alati roosa tänu mangaani lisandile. Mõni mineraal võib sisaldada mitmeid lisaaineid, mis annavad sellele iga kord erineva värvuse. Näiteks kvarts võib olla läbipaistev (puhas mäekristall), lillakas (ametüst), pruun (suitsukvarts), piimjas ja veel teisteski toonides. Seetõttu tuleb mineraalide määramisel alati jälgida mitme erineva omaduse koosesinemist.

Üks tuntuim värvi andev lisand mineraalides on raud. Olenevalt hulgast ning keemilisest koostisest annab raualisand mineraalidele õrnkollase kuni punase või pruuni kuni musta värvuse. Oma värvikirevuse võlgnevad rauale näiteks ahhaadid ja jaspised. Vahel võib raua olemasolu anda mineraalile koguni rohelise (glaukoniit), sinise (vivianiit) või suisa musta värvuse (magnetiit). Teistest lisanditest muudab vase lisand mineraalid alati kas roheliseks või siniseks, kroom annab punase (granaat, rubiin), titaan violetse ja koobalt sinise (safiir) värvuse. Rohelisi ja kollaseid toone annab nikli lisand. Tihti ei pea värviandjat lisandit olema mineraalis palju – piisab sajandikust või isegi tuhandikust protsendist, et mineraal omandaks iseloomuliku ja üsna erksa värvuse.

KRIIPSUVÄRVUS

Kriipsuvärvust ehk pulbristatud mineraali värvust kasutatakse eelkõige tumedate, läbipaistmatute ja poolläbipaistvate mineraalide värvuse täpsemaks iseloomustamiseks. Isegi kui mineraali üldilme varieerub, on kriipsuvärvus ühe mineraali puhul alati sama. Näiteks tumehalli hematiidi või selle erimite kriipsuvärvus on alati kirsspunane, püriidil alati must.

Sfaleriidi kriipsuvärvuse järgi saab otsustada mineraali rauasisalduse üle: rauavaba sfaleriidi kriips on helekollane, rauarikka erimi oma aga tumepruun.

Kriipsuvärvust määratakse mineraaliga joone tõmbamisel kriipsuplaadile (valge portselanplaat või keraamilise plaadi glasuurimata tagakülg).

LUMINESTSENTS

Luminestsentsi all mõistetakse mõnede mineraalide omadust helenduda mingi välise mõjutuse, näiteks kuumutamise või ultraviolett-, katood- ja röntgenkiirte toimel. Luminestsents võib mineraalides avalduda ainult välisteguri toimeaja vältel (fluorestsents), või ka mõni aeg pärast seda (fosforestsents).

Viimasel juhul on saadud energia (näiteks valgusenergia) kristallis talletunud ning vabaneb sealt pikkamööda. Fosforestsentsi esineb mineraalidel harva. Seda on tuvastatud pärast kipsi-, fluoriidi- ja barüüdikristallide kuumutamist.

Seevastu fluorestsents on väga laialt esinev. Tüüpiline näide on fl uoriit, mis helendab nii kuumutamisel kui ka tema kristallide hõõrumisel või muljumisel. Fluorestsents on iseloomulik ka heledatele sfaleriidierimitele ja muskoviidile. Fluoriiditerakesed annavad kuumutamisel erksa sinise või lilla helgi. Luminestsentsi kasutatakse mineraalide määramisel ja nende tekkeviisi ning koostise uurimisel.

LÄBIPAISTVUS JA OPTILISED OMADUSED

Visuaalselt jaotatakse mineraalid läbipaistvateks, poolläbipaistvateks ehk läbikumavateks ning läbipaistmatuteks ehk opaakseteks. Paljud mineraalid, mis esmapilgul näivad läbipaistmatuna, on väikeste kildudena täiesti läbipaistvad.

Mineraale läbiv valgus võib tekitada erinevaid optilisi efekte. Valguse ning mineraali ehituse iseärasuste koosmõju põhjustab kalliskivide mitmevärvilise sädelemise neid valguses pöörates. Iselaadi silmamoonutus on seotud aga kaltsiidi rombiga, mille taha asetatud esemed paistavad meile alati kahekordsena. Seda efekti nimetatakse valguse kaksikmurdumiseks.

LÄIGE

Mineraalile langevast valgusest osa läbib seda ning osa peegeldub tagasi. Peegeldumine on seda täielikum, mida siledam on valgust peegeldav pind. Peegeldunud valgus annab mineraalile läike.

KÕVADUS

Mineraali kõvadus sõltub tema aatomite paigutusest ning aatomite vahelistest tõmbejõududest. Mineraalide suhtelise kõvaduse hindamiseks koostas Austria mineraloog F. Mohs 1812 aastal skaala. Selleks valis ta 10 standardmineraali ning reastas need nii, et iga mineraal skaalal saab kriimustada ainult neid mineraale, mis on temast pehmemad. Kui uuritav mineraal kriimustab näiteks kvartsi, ilma et talle endale sellest mingit jälge jääks, kuid topaas jätab uuritavale mineraalile kriipsu, siis on vaadeldav mineraal järelikult kvartsist kõvem, kuid topaasist pehmem – seega kõvadusega 7,5 Mohsi skaalal.

Et tavainimesel pole alati kõiki etalonmineraale käepärast, võib kõvadusest aimu saamiseks kasutada ka mõnda teadaoleva kõvadusega tavaeset. Näiteks sõrmeküüne kõvadus Mohsi skaalal on 2-2,5; vaskrahal 3; nõelal või noateral 5,5; aknaklaasil 5,5 - 6; puurimisel kasutatavad kõvasulamid karborundil ja pobediidil 9,5.

TIHEDUS

Mineraali tihedus sõltub tema struktuurist ja keemilisest koostisest. Tihedus on mineraali massi ja ruumala suhe, mida mõõdetakse grammides kuupsentimeetri kohta. Tihedusest saame seega aimu mineraali kaalu järgi.

Sama suurusega kuid erineva tihedusega mineraali palad võivad olla oluliselt erineva kaaluga. Näiteks sarnase struktuuriga kaltsiidi (CaCO3) ja sideriidi (FeCO3) tihedus on oluliselt erinev, vastavalt 2,71 ja 3,96 kg/m.

Tiheduse erinevus nende mineraalide puhul sõltub kaltsiumi ja raua aatommasside erinevusest. Käes hoides tundub seega sideriit oluliselt raskem sama suurest kaltsiidi palast.

Mineraalide tihedus kõigub suurtes piirides. Enamiku mineraalide (62%) tihedus on 2-4,5. Sõltuvalt selles esinevatest lisanditest võib mõne mineraali tihedus teatud piirides varieeruda: sfaleriidil 3,5-4,2, biotiidil 2,7-3,3, glaukoniidil 2,2-2,9, limoniidil 2,7-4,3 jne. Plaatina võib omada tihedust 13,1 kuni 21,5!

MAGNETISM

Mõned rauda sisaldavad mineraalid on magnetilised ning on seetõttu võimelised mõjutama nende lähedusse asetatud rauast esemeid. Eriti tugev magnetiline mineraal on magnetiit, mis suudab tugevalt enda külge tõmmata rauast või terasest esemeid.

HAPPETEST

Osa mineraalidest reageerib neile iseloomulikul viisil lahjendatud soolhappele (HCl). Näiteks lubjakivi kokkupuutel happega eraldub kaltsiidist süsihappegaas, mistõttu mineraali pinnale tekivad mullid ning see hakkab kihisema. Mõned mineraalid võivad reageerida happetestile värvimuutusega või mõnel muul viisil.

MUUD TUNNUSED

Maitse on omadus, mis võib aidata meid mineraalide määramisel. Näiteks haliit ehk keedusool on soolane. Ka sülviin on soolane, kuid haliidist märksa kibedam. Maitse olemasolu viitab ühtlasi mineraali lahustuvusele vees.

Lõhn on iseloomulik väävlit ja arseeni sisaldavatele mineraalidele. Näiteks püriidi- ja markassiidimugulate või -kristallide purustamisel on tunda iseloomulikku väävlilõhna, arsenopüriidi purustamisel aga küüslaugulõhna meenutavat arseenilõhna.

GEOLOOGILINE ASSOTSIATSIOON EHK KOOSLUS

Mineraalide määramisel on oluline pöörata tähelepanu ka mineraali ümbritsevale kivimile ning teistele kaasnevatele mineraalidele. Mõned mineraalid esinevad alati koos kindlate teiste mineraalidega või leidub neid alati kindlates kivimites. Näiteks esineb ägiriin tihti koos päevakivi või tsirkooni kristallidega, rodokrosiit ning kaltsiit leiduvad settekivimis tihti koos. Mineraalide tihedus kõigub suurtes piirides.

MINERAALIDE KOLLEKTSIONEERIMINE

Mineraalide kogumine on väga paeluv ning populaarne ajaviide nii professionaalsete geoloogide kui ka lihtsalt loodushuviliste hulgas.

GEOLOOGI TÖÖRIISTAD. Kuni 1 kg kaaluv geoloogivasar ja peitel. Geoloogi tööriistad on valatud spetsiaalsest kõrgemargilisest terasest, mistõttu on purunemisele vastupidavamad kui tavaline poest ostetud vasar või peitel. Vigastuste vältimiseks tuleb ennast kaitsta kaitsekiivri, -prillide ning –kinnastega. Välitööl võivad eriti ohtlikud olla vasaraga löömisel tekkivad kivikillud või paljandis kõrgemalt kukkuvad lahtised kivid ja rahnud. Ka vasaraga sõrme pihta löömine pole välistatud.

KIVIMITE MÄÄRAMISEKS välitingimustes võiks alati kaasas olla 10–kordse suurendusega luup ning algajal kogujal ka mineraalide taskuteatmik.

LEIU TRANSPORT JA REGISTREERIMINE. Iga väärtuslik leid tuleb pakkida teistest eraldi. Selleks võib kasutada ajalehte, paberit, riidekotti vm. Mineraalid on enamasti üsna haprad ning kaitsematerjal hoiab ära leiu kriimustamise ja purunemise transportimise ajal. Iga pala tuleb nummerdada ning täpne leiukoht ja muud detailid kindlasti  märkida välipäevikusse.

KOLLEKTSIOONI HOOLDAMISEL tuleb silmas pidada mineraalide omadusi – osa mineraale võib tuhmuda, laguneda või muud moodi rikneda näiteks valguse, niiskuse või liialt kõrge temperatuuri juures. Parim viis kollektsiooni hoidmiseks on sahtlitega kapp, kus iga mineraal on leidnud oma koha eraldi pappkarbis. Iga leiu juures peab kindlasti olema korrektselt täidetud etikett.

TRÜKISE VÄLJAANDMIST TOETAS KIK.

Pildimaterjal pärineb Geokogude Infosüsteemist SARV.

Kui sulle see lugu meeldis, siis toeta sõltumatut rohelist meediat   Anneta