Kemisk sammansättning

Den kemiska sammansättningen av ett mineral är av grundläggande betydelse eftersom dess egenskaper är starkt beroende av den. Sådana egenskaper bestäms dock inte bara av den kemiska sammansättningen utan även av geometrin hos de ingående atomerna och jonerna och av arten av de elektriska krafter som binder dem. För en fullständig förståelse av mineraler måste man därför ta hänsyn till deras inre struktur, kemi och bindningstyper.

För att få fram ett minerals kemiska sammansättning kan man använda sig av olika analystekniker. Kvantitativa kemiska analyser använder huvudsakligen så kallade våta analysmetoder (t.ex. upplösning i syra, flamtester och andra klassiska tekniker inom bänkkemi som bygger på observation), där mineralprovet först löses upp. Olika föreningar fälls sedan ut ur lösningen, vilka vägs för att erhålla en gravimetrisk analys. Ett antal analysmetoder har införts som ger snabbare men något mindre exakta resultat. De flesta analyser använder instrumentella metoder som optisk emission, röntgenfluorescens, atomabsorptionsspektroskopi och elektronmikrosondanalys. Relativt väletablerade felområden har dokumenterats för dessa metoder, och proverna måste förberedas på ett specifikt sätt för varje teknik. En tydlig fördel med våtanalytiska förfaranden är att de gör det möjligt att kvantitativt bestämma oxidationsstegen hos positivt laddade atomer, s.k. katjoner (t.ex. Fe2+ jämfört med Fe3+), och att fastställa vattenmängden i vattenhaltiga mineraler. Det är svårare att ge denna typ av information med instrumentella tekniker.

För att säkerställa en noggrann kemisk analys görs det utvalda provet, som kan innehålla flera mineraler, ofta till ett tunt snitt (ett snitt av sten som är mindre än 1 mm tjockt och som för undersökning cementeras mellan genomskinliga glasplattor). För att minska effekten av föroreningar används ofta en instrumentell teknik, t.ex. elektronmikrosondanalys. Med denna metod kan kvantitativ analys in situ utföras på mineralkorn med en diameter på endast 1 mikrometer (10-4 centimeter).