Kapitel 13:

13.1 Der Mineralbegriff13.2 Mineralbestimmung nach

äußeren Kennzeichen

Mineralbestimmung nach äußeren Kennzeichen

Was ist ein Mineral ?Etymologie: lat. „mina“ - Schacht

„minare“ - Bergbau„minera“ - Erzstufe

Ein Mineral ist ein stofflich (d.h. chemisch und strukturell) homogener, natürlicher Bestandteil der Gesteine.

Der Mineralbegriff - Begriffshygiene

Problemfälle:• Minerale sind Festkörper ?

• aber: Quecksilber, CO2, Wasser• Minerale sind irdisch ?

• aber: Taenit (Fe, Ni, Co), Moissanit SiC• Minerale sind kristallin ?

• aber: Lechatelierit SiO2 , Opal• Minerale sind anorganisch ?

• aber: Whewellit Ca[C2O4]•H2O

Mineralbestimmung

Mikroskopische Eigenschaften <-> makroskopische Eigenschaften

z.B. Anordnung der Atome z.B. Mineralfarbe

Untersuchungsmethodenu.a. Röntgenbeugung „Feldmethoden“

Mikroskopie chem. Analyse Mineralbestimmung

nach äußeren Kennzeichen

nach äußeren Kennzeichen

Mineralbestimmung

Härte

Magnetische Eigenschaften

Spaltbarkeit Dichte

Tracht undHabitus

OptischeEigenschaften

nach äußeren Kennzeichen

Härte

Ritzhärte Mohssche Härteskala nach Mohs (1822)Sklerometrie

Eindruckhärte Mikrohärte nach Vickers mit Diamantpyramide

Mikrohärte nach Knoopmit rhombisch-pyramidalem Eindruck

Mikrohärte nach Brinellmit Kugel-Eindruck

Schleifhärte nach Rosival (1896)u.a.

Nur die Ritzhärte ist eine Feldmethode !

nach äußeren Kennzeichen

Härte

Mohssche Härteskala nach Mohs (1822) - Ritzhärte

Härtegrad Standardmineral1 Talk2 Gips (Halit)3 Calcit4 Fluorit5 Apatit6 Orthoklas7 Quarz -->„Halbedelsteine“, Schmucksteine8 Topas --> Edelsteine (Gemmologie)9 Korund10 Diamant

nach äußeren Kennzeichen

Vergleich der HärteskalenMohs-Härte Standardmineral Vickershärte HV (Pyramide)1 Talk 32 Gips (Halit) 53 Calcit 134 Fluorit 205 Apatit 606 Orthoklas 807 Quarz 1108 Topas 1509 Korund 21010 Diamant 800

Weitere Härteverfahren

Brinell - Kugel bis 200HB=200HV

Rockwell - Kegel, Tiefe der Eindrücke

Universalhärte (GPa)

Mikrohärte - Lastabhängigkeit!

Härtenach äußeren Kennzeichen

„Massen“dichte d = m/V in Kg/m3 oder g/cm3

Methoden:Hydrostatische Wägung d = (m df )/ (m-mi)

Feldmethode: Mohr-Westphalsche-Waage

Pyknometrie

Schwebemethode u.a. Clerici-Lösung bis d=4200 kg/m3

m- und V-Messung streng geometrische Probekörper oderFlüssigkeitsverdrängung

Die Röntgendichte dient als Vergleich !

Härtenach äußeren Kennzeichen

Dichtewerte (in g/cm3):

- metallische Minerale haben meist eine Dichte zwischen 8 und 22

- Erzminerale (Sulfide, Oxide)haben meist eine Dichte zwischen 4 und 8

- gesteinsbildende Minerale (Silikate)haben meist eine Dichte zwischen 2 und 4

Dichtenach äußeren Kennzeichen

Magnetische Eigenschaften

Magnetische Suszeptibilität ƒ : M = µ0 ƒ H (Tensorcharakter !) Ursache liegt in der Orientierung der Elektronenspins.

Magnetischer Charakter Mineral Suszeptibilität (in 10-6)

ferromagnetisch Magnetit 50 000 --> geomagnetische (Permanentmagnete) Pyrrhotin 5 000 Prospektionparamagnetisch Ilmenit 200

(Anziehung) Almandin 100Biotit 50Muskovit 5

diamagnetisch Fluorit - 0,3(Abstoßung) Quarz, Calcit - 0,4

nach äußeren Kennzeichen

Optische Eigenschaften

Optische Eigenschaften: TransparenzGlanzFarbeLumineszenzStrichDoppelbrechungu.a. (s. mikroskopische Analyse, Polarisationsmikroskopie)

nach äußeren Kennzeichen

Transparenz:- durchsichtig: Bergkristall

- halbdurchsichtig: Glimmer, Smaragd

- durchscheinend: dunkle Zinkblende

- opak: Galenit (u.v.a. Erze)

Optische Eigenschaftennach äußeren Kennzeichen

Glanz:- Glasglanz: Quarz

- Diamantglanz: Diamant

- Metallglanz: Pyrit

- weitere Bezeichnungen: Fettglanz, Seidenglanz

Anlauffarben:- Oberflächeninterferenzen: Buntkupferkies

(Bornit)Schiller:

- Opaleszieren, Labradorisieren, Aventurisieren, ...

n, R

Optische Eigenschaftennach äußeren Kennzeichen

Mineralfarbe:- Eigenfarbe (Idiochromasie),

d.h. selektive Absorption bzw. Reflexionhat verschiedene Ursachen (z.B. Farbzentren, Dotierung)

- Fremdfarbe (Allochromasie)durch Einschlüsse(z.B. Hämatitschüppchen in Halit u. Orthoklas)

Optische Eigenschaftennach äußeren Kennzeichen

Typische Mineralfarben:

Azurit - blauMalachit - grünGold - goldgelbChalkopyrit - messinggelbLimonit - ocker, gelbbraunCinnabarit - rotAmethyst - violettMagnetit - eisenschwarzMolybdänit - bleigrauArsenopyrit - zinnweiß

Optische Eigenschaftennach äußeren Kennzeichen

Lumineszenz:

- Fluoreszenz: Leuchten nur während der Anregung- Phosphoreszenz:Leuchten auch nach der Anregung

- nach der Anregungsart unterscheidet man:

- Photolumineszenz: Fluorit (Fl.), Calcit (Ph.)- Radiolumineszenz: Halit- Thermolumineszenz: Diamant- Tribolumineszenz: Sphalerit

Optische Eigenschaftennach äußeren Kennzeichen

Pleochroismus:

Anisotropie der Dispersion der Absorption

Beispiel: Turmalin mit Biotit

Optische Eigenschaftennach äußeren Kennzeichen

Die für ein Mineral typische Strichfarbe entsteht durch Reiben auf einer unglasierten Porzellanplatte.

Farblose Minerale haben wegen der Lichtstreuung einen weißen Strich.Kleinste Teile zerriebener opaker Minerale können farbig durchscheinend werden.

Beispiele:Hämatit - rot Magnetit - schwarzIlmenit - schwarzbraunSchwefel - weiß

Optische Eigenschaftennach äußeren Kennzeichen

Tracht und Habitus

Die Tracht eines Kristalls ist die Menge aller an einem Kristall auftretenden Kristallformen.

Gleiche Tracht - aber verschiedener Habitus

Angabe derKristallformenin geschweiftenKlammern: {hkl}

nach äußeren Kennzeichen

Unter Habitus versteht man das relative Größenverhältnis der Flächen an einem Kristall.

Man unterscheidet 3 Grundtypen:isometrisch planar (taflig) prismatisch (nadlig)

Üblich sind Bezeichnungen wie: dicktafelig, kurzsäulig, körnig, würfelig, radialfaserig, rhomboedrisch-pseudowürflig, ...

Tracht und Habitusnach äußeren Kennzeichen

WichtigeKristallformen:Prismen undPyramiden

Grundflächen von Prismen bzw. Pyramiden :a) rhombisches oder monoklines Prisma bzw. rhombische Pyramideb) Rechtecksäule bzw. Rechteckpyramide bilden keine Formc) trigonales Prisma bzw. trigonale Pyramided) ditrigonales Prisma bzw. ditrigonale Pyramidee) tetragonales Prisma bzw. tetragonale Pyramidef) ditetragonales Prisma bzw. ditetragonale Pyramideg) hexagonales Prisma bzw. hexagonale Pyramideh) dihexagonales Prisma bzw. dihexagonale Pyramide

a b c d

e f g h

Tracht und Habitusnach äußeren Kennzeichen

Galenitkristallenach äußeren Kennzeichen

Unter Habitus versteht man das relative Größenverhältnis der Flächen an einem Kristall.

Man unterscheidet 3 Grundtypen:isometrisch planar (taflig) prismatisch (nadlig)

Beispiel:prismatischer Sanidin

Beispiel:isometrischer Granat

Tracht und Habitusnach äußeren Kennzeichen

Man unterscheidet 3 Grundtypen von Kornformen:idiomorph hypidiomorph xenomorph

Beispiel:idiomorpher Granat

Beispiel:hypidiomorpher Olivin

Tracht und Habitusnach äußeren Kennzeichen

SpaltbarkeitViele Minerale lassen sich durch äußere Krafteinwirkung so zerteilen, daß die Begrenzungsflächen der Mineralteile glatt und eben sind: Spaltbarkeit

Spaltbarkeit erfolgt entlang dichtbesetzter Ebenen.

Manche Minerale zeigen keine Spaltbarkeit. Bei mechanischer Belastung tritt dann Bruch auf (z.B. muschliger Bruch beim Quarz).

nach äußeren Kennzeichen

Spaltbarkeit

Zeichen: # (z.B. # {111} beim Fluorit)

Spaltbarkeitsgrade sind nicht exakt meßbar.

Man unterscheidet:

s - schlechtd - deutlichg - gutv - vollkommenvv - „very vollkommen“

nach äußeren Kennzeichen

SpaltbarkeitSpaltbarkeitswinkel sind oft mineraltypisch.

Amphibol senkr. [001] Pyroxen senkr. [001]Spaltwinkel: 124° Spaltwinkel: 88°

nach äußeren Kennzeichen

Spaltbarkeit

Spaltbarkeitswinkel sind oft mineraltypisch.

Amphibol senkr. [001]Spaltwinkel: 124°

nach äußeren Kennzeichen