Introduction
Kalliot koostuvat mineraaleista. Mineraali on luonnossa esiintyvä aine, joka on yleensä kiinteä, kiteinen, huoneenlämmössä stabiili ja epäorgaaninen.
Tunnettuja mineraalilajeja on lähes 5000, mutta suurin osa kivistä muodostuu kuitenkin muutaman yleisen mineraalin yhdistelmistä, joita kutsutaan ”kiviä muodostaviksi mineraaleiksi”. Kalliota muodostavia mineraaleja ovat: maasälpä, kvartsi, amfibolit, mikaalit, oliviini, granaatti, kalsiitti, pyrokseenit.
Kallion sisällä pieniä määriä esiintyviä mineraaleja kutsutaan ”liitännäismineraaleiksi”. Vaikka liitännäismineraaleja esiintyy vain pieniä määriä, ne voivat antaa arvokasta tietoa kiven geologisesta historiasta, ja niitä käytetään usein kiven iän määrittämiseen. Yleisiä liitännäismineraaleja ovat: zirkoni, monasiitti, apatiitti, titaniitti, turmaliini, pyriitti ja muut opaakit.
Mineraalien runsaus ja monimuotoisuus riippuvat niiden alkuaineiden runsaudesta maankuoressa, joista ne koostuvat. Maapallon kuoresta 98 % koostuu kahdeksasta alkuaineesta: hapesta, piistä, alumiinista, raudasta, magnesiumista, kalsiumista, natriumista ja kaliumista. Kallioperäisissä prosesseissa muodostuneiden mineraalien koostumusta ohjaa suoraan emäkappaleen kemia. Esimerkiksi magma, jossa on runsaasti rautaa ja magnesiumia, muodostaa oliviinin ja pyrokseenin kaltaisia mineraaleja (kuten basaltissa). Piipitoisempi magma muodostaa enemmän piitä sisältäviä mineraaleja, kuten maasälpää ja kvartsia (kuten graniitissa). On epätodennäköistä, että mineraali löytyy kivestä, jonka bulkkikemia poikkeaa sen omasta; näin ollen on epätodennäköistä, että andalusiittia (Al2SiO5) löytyisi alumiiniköyhästä kivestä, kuten kvartsiitista.
Mineraalien fysikaaliset ominaisuudet
Jotkut mineraalit ovat helposti tunnistettavissa; toiset taas voidaan tunnistaa vain petrografisella mikroskoopilla tai monimutkaisilla analyysimenetelmillä. Seuraavia kriteerejä käytetään mineraalien erottamiseen käsinäytteestä. Useimpia mineraaleja ei voida tunnistaa yhden tietyn ominaisuuden perusteella, joten on suositeltavaa käyttää useita jäljempänä esitettyjä diagnostisia kriteerejä. Käsinelinssi on suureksi avuksi.
Väri
Väri on yksi mineraalin ilmeisimmistä ominaisuuksista, mutta se ei yleensä ole hyödyllisin diagnostinen ominaisuus. Epäpuhtauksista riippuen yksittäiset mineraalilajit voivat olla hyvin erivärisiä. Esimerkiksi rubiini ja safiiri ovat korundimineraalin (Al2O3) erivärisiä tyyppejä. Rubiinin punainen väri johtuu kromin sisältämästä alkuaineesta. Safiireja voi olla hyvin monenvärisiä; sininen on tunnetuin väri, mutta myös keltaisia, oransseja, vihreitä, vaaleanpunaisia, oransseja ja ruskeita lajikkeita tunnetaan. Granaatteja voi myös olla monenlaisia, riippuen niiden koostumuksesta. Niitä voi löytyä lähes minkä tahansa värisinä tahansa, vaikka siniset granaatit ovatkin poikkeuksellisen harvinaisia. Siksi mineraalin tunnistamisessa ei kannata luottaa pelkästään väriin.
Kiteiden asu
Kiteiden asu viittaa mineraaliyksikön (joko yksittäisen kiteen tai kiteiden muodostaman kokonaisuuden) tyypilliseen muotoon. Kiteistä, joilla on hyvin kehittyneet pinnat, käytetään nimitystä ”eudeedriset”; esimerkiksi granaattikiteet ovat usein eudeedrisiä. Mineraalit voivat esiintyä myös kiteiden aggregaatteina; esimerkiksi asbestia esiintyy yleensä hyvin hienojen kuitujen aggregaatteina. Seuraavassa luettelossa on esimerkkejä erilaisista kideasennoista ja esimerkkejä tavallisista mineraaleista, joilla voi esiintyä kutakin asentoa.
Acicular – neulamainen, esim. natroliitti, rutiili
Bladed – teräväkulmainen, hoikka ja litistynyt, esim. kyaniitti
Botryoidal – viinirypälemäisen kaltaisia massoja, esim. hematiitti, malakiitti
Columnar – pitkiä, hoikkia prismoja, esim. kalsiitti, kipsi
Cubic – kuution muotoisia, esim. pyriitti, galeniitti, halliitti
Dendriittisiä – puumaisia, moniin suuntiin haarautuvia, esim. pyrolusiitti, natiivikupari, natiivihopea
Fibroosisia – hyvin hoikkia prismoja, esim. asbesti, tremoliitti
Lehtimainen tai lamellimainen – kerroksellinen rakenne, jakautuu helposti hyvin ohuiksi levyiksi, esim. muskoviitti, biotiitti
Granulaarinen – kiteiden aggregaatteja, esim. borniitti, scheeliitti
Heksagonaalinen – kuusisärmäinen – kuusisärmäinen, esim. kvartsi, hanksiitti
Massiivinen – ei selväpiirteinen muoto, esim. turkoosi, realgar
Oktaedrinen – kahdeksanpuoleinen, esim. timantti, magnetiitti
Platy – litteä, tabletin muotoinen, esim. wulfeniitti
Prismaattinen – pitkulainen, prisman kaltainen, esim. turmaliini, berylli
Radiaalinen tai tähtimäinen – säteilevästi keskipisteestä ulospäin suuntautuva, tähtipisteen kaltainen, esim. wavelliitti, pyrofylliitti