Kemisk sammensætning

Den kemiske sammensætning af et mineral er af grundlæggende betydning, fordi dets egenskaber i høj grad afhænger af den. Sådanne egenskaber bestemmes imidlertid ikke kun af den kemiske sammensætning, men også af geometrien af de bestanddelene atomer og ioner og af arten af de elektriske kræfter, der binder dem. For at opnå en fuldstændig forståelse af mineraler skal man således tage hensyn til deres indre struktur, kemi og bindingstyper.

Der kan anvendes forskellige analysemetoder til at bestemme den kemiske sammensætning af et mineral. Kvantitative kemiske analyser anvender hovedsagelig såkaldte våde analysemetoder (f.eks. opløsning i syre, flammeprøver og andre klassiske teknikker inden for bænkekemi, som er baseret på observation), hvor mineralprøven først opløses. Derefter udfældes forskellige forbindelser fra opløsningen, som vejes for at opnå en gravimetrisk analyse. Der er blevet indført en række analyseprocedurer, som giver hurtigere, men noget mindre nøjagtige resultater. De fleste analyser anvender instrumentelle metoder som f.eks. optisk emission, røntgenfluorescens, atomabsorptionsspektroskopi og elektronmikrosondeanalyse. Der er dokumenteret relativt veletablerede fejlintervaller for disse metoder, og prøverne skal forberedes på en specifik måde til hver enkelt teknik. En klar fordel ved vådanalysemetoder er, at de gør det muligt kvantitativt at bestemme oxidationstallene for positivt ladede atomer, kaldet kationer (f.eks. Fe2+ i forhold til Fe3+), og at fastslå mængden af vand i vandholdige mineraler. Det er vanskeligere at tilvejebringe denne type oplysninger med instrumentelle teknikker.

For at sikre en nøjagtig kemisk analyse fremstilles den udvalgte prøve, som kan omfatte flere mineraler, ofte i et tyndt snit (et snit af en mindre end 1 mm tyk sten, der til undersøgelse er cementeret mellem klare glasplader). For at reducere virkningen af urenhederne anvendes der almindeligvis en instrumentel teknik, f.eks. elektronmikrosondeanalyse. Ved denne metode kan der udføres kvantitativ analyse in situ på mineralkorn med en diameter på kun 1 mikrometer (10-4 centimeter).