Chemische samenstelling

De chemische samenstelling van een mineraal is van fundamenteel belang omdat de eigenschappen ervan er sterk van afhangen. Deze eigenschappen worden echter niet alleen bepaald door de chemische samenstelling, maar ook door de geometrie van de samenstellende atomen en ionen en door de aard van de elektrische krachten die hen verbinden. Voor een volledig begrip van mineralen moet dus rekening worden gehouden met hun inwendige structuur, chemie en bindingstypes.

Verschillende analysetechnieken kunnen worden gebruikt om de chemische samenstelling van een mineraal te verkrijgen. Bij kwantitatieve chemische analyses wordt voornamelijk gebruik gemaakt van zogenaamde natte analysemethoden (b.v. oplossen in zuur, vlamtesten en andere klassieke technieken van de tafelchemie die op waarneming berusten), waarbij het mineraalmonster eerst wordt opgelost. Vervolgens worden verschillende verbindingen uit de oplossing neergeslagen, die worden gewogen om een gravimetrische analyse te verkrijgen. Er zijn een aantal analysemethoden ingevoerd die snellere maar iets minder nauwkeurige resultaten opleveren. Voor de meeste analyses worden instrumentele methoden gebruikt zoals optische emissie, röntgenfluorescentie, atoomabsorptiespectroscopie en elektronenmicrosondeanalyse. Voor deze methoden zijn relatief goed vastgestelde foutenmarges gedocumenteerd, en de monsters moeten voor elke techniek op een specifieke manier worden geprepareerd. Een duidelijk voordeel van natte analysemethoden is dat zij het mogelijk maken de oxidatietoestanden van positief geladen atomen, kationen genaamd (b.v. Fe2+ tegenover Fe3+), kwantitatief te bepalen en de hoeveelheid water in gehydrateerde mineralen vast te stellen. Het is moeilijker om dit soort informatie te verkrijgen met instrumentele technieken.

Om een nauwkeurige chemische analyse te verzekeren, wordt van het gekozen monster, dat verscheidene mineralen kan bevatten, vaak een dunne doorsnede gemaakt (een stuk gesteente van minder dan 1 mm dik dat voor onderzoek tussen doorzichtige glasplaten wordt gekit). Om het effect van de onzuiverheden te verminderen, wordt gewoonlijk een instrumentele techniek, zoals elektronenmicrosonde-analyse, gebruikt. Bij deze methode kan een kwantitatieve analyse in situ worden uitgevoerd op minerale korrels met een diameter van slechts 1 micrometer (10-4 centimeter).