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Kapitel 16 16.1Teilgebiete der Mineralogie 16.2Gesteinskreislauf 16.3Magmatite 16.4Geochemie 16.5Mineralische Rohstoffe Gesteine.

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2 Kapitel Teilgebiete der Mineralogie 16.2Gesteinskreislauf 16.3Magmatite 16.4Geochemie 16.5Mineralische Rohstoffe Gesteine

3 Teilgebiete der Mineralogie I Die Petrologie (Gesteinskunde) widmet sich Mineral- bestand, Gefüge, Chemismus, Genese und Vorkommen der Gesteine. ( Der Begriff Petrographie ist enger gefaßt.) Die Geochemie untersucht die Verteilung der chemischen Elemente und Isotope in den Mineralen und Gesteinen. Die Lagerstättenkunde widmet sich Bildung, Verteilung, Prospektion und Exploration von Lagerstätten. (ohne Kristallographie)

4 Teilgebiete der Mineralogie II Die spezielle Mineralogie umfaßt die Mineralsystematik. Industrielle Anwendungen sind Gegenstand der technischen/angewandten Mineralogie. Die Biomineralogie behandelt Vorgänge, bei denen mineralische Stoffe in Lebewesen gebildet oder abgeschieden werden (u.a. Korallen, Kieselalgen, Kakteen, Nierensteine, Zähne, Asbestose, Sklerodermie) (ohne Kristallographie)

5 Teilgebiete der Mineralogie III Die Archäometrie untersucht historische mineralische Werkstoffe (u.a. Keramiken, Gläser, Münzen, Pigmente, Schmuck). Die Meteoritenkunde beschäftigt sich mit Herkunft und Zusammensetzung der auf die Erde treffenden Himmelskörper. Die Gemmologie (Edelsteinkunde) umfaßt Methoden der Bestimmung, Synthese, Gewinnung und Bearbeitung von Schmucksteinen. (ohne Kristallographie)

6 Der Kreislauf der Gesteine MagmaAufschmelzen Verwitterung

7 Gesteinsgruppen Nach ihrer Genese werden drei Gesteinsgruppen unterschieden: 1. Magmatische Gesteine (Magmatite)65 Vol.% 2. Sedimentgesteine (Sedimentite) 8 Vol.% 3. Metamorphe Gesteine (Metamorphite)27 Vol.% Sie sind über den Gesteinskreislauf miteinander verbunden !

8 Gesteinsbildende Minerale Von der IMA (International Mineralogical Association) waren 1990 ca Minerale anerkannt. Nur wenige davon sind häufig bzw. gesteinsbildend. In der Erdkruste am häufigsten (in Vol.%) sind: Plagioklas39 %Olivin3 % Alkalifeldspat12 %Tone (+ Chlorit) 4,6 % Quarz12 %Calcit (+Aragonit) 1,5 % Pyroxene11 %Magnetit (+Ti-Magnetit) 1,5 % Amphibole 5 %Dolomit0,5 % Glimmer 5 %andere M.4,9 % (u.a. Granat, Disthen, Andalusit, Apatit,...)

9 Gliederung der Erde Vol.%Masse%Dichte (g/cm 3 ) Erdkruste 0,8 0,4 2,8 Erdmantel83,067,2 4,5 Erdkern16,232,4 11,0 Ø5,52 innerer Erdkern: feste Fe-Ni-Legierung äußerer Erdkern:flüssige Fe-Ni-Schmelze unterer Erdmantel:MgO, FeO, Korund, Stishovit, (Perowskit) Übergangszone:zahlreiche Hochdruckmodifikationen: u.a. Olivin (Mg 1.8 Fe 0.2 SiO 4 ) in Spinellstruktur Granat in Ilmenitstruktur oberer Mantel:Peridotit-Zusammensetzung, z.B. in Kimberlit-Pipes:64 Vol.% Olivin 27 Vol.% Orthopxroxen 3 Vol.% Klinopyroxen 6 Vol.% Granat (Pyrop) Erdkruste:gesteinsbildende Minerale

10 Magmatite Magmatite (auch. Eruptivgesteine, engl. igneous rocks) sind Kristallisationsprodukte aus silikatischen ( seltener sulfidischen, karbonatischen ) Schmelzen, dem sog. Magma. Man unterscheidet zwei Arten: PlutoniteundVulkanite (mittel- bis grobkörnige (feinkörnigere bis glasige Tiefengesteine) vulkanische Gesteine)

11 Magmatite Helle Minerale/Gesteine nennt man felsisch. Dunkle Minerale/Gesteine nennt man mafisch (Mafite), z.B. Biotit, Amphibol, Pyroxen, Olivin. Opake Minerale sind lichtundurchlässig, z.B. Magnetit, Ilmenit. Es gibt ca. 900 Gesteinsnamen für Magmatite. Die Übergänge sind oft fließend.

12 Plutonite Q-A-P-F-Diagramm (vereinfacht): nach Streckeisen 1976 bzw. IUGS Granitoide Syenitoide Dioritoide Gabbroide Anorthosite Foidolithe Plagio- klase Alkalifeldspäte Quarz Foide: u.a. Leucit, Sodalith, Nephelin, Nosean,...

13 Vulkanite Q-A-P-F- Diagramm (vereinfacht): nach Streckeisen 1976 bzw. IUGS Foide Trachytoide Foidi- toide Phono- litoide Daci- toide Rhyolitoide Tephri- toide Basaltoide Andesitoide Plagio- klase Alkalifeldspäte Quarz

14 Granit Schriftgranit, runitische Verwachsung von Mikroklin als Wirtskristall und Quarz, Bodenmais, Bayerischer Wald, nach Matthes.

15 Magmatische Differentiationsreihe Vol% GabbroDioritGranit basischintermediärsauer BasaltAndesitRhyolith Olivin Pyroxen Biotit Amphibol Plagioklas Alkali- feldspat Quarz felsisch mafisch

16 Dreistoffsysteme

17 Hydrothermales Stadium T = °C Beispiel - Erzgang aus der Freiberger Edlen Braunspatformation: Nebengestein: Gneis, Zinkblende (schwarz), Arsenkies (längsgestreift), Quarzsäulen, Rhodochrosit (zonar), Bleiglanz (gekreuzt), Kupferkies (punktiert) und Calcit (weiß).

18 Geochemie Teilgebiete Isotopengeochemie Geochronologie Hauptelement- Geochemie Spurenelement- Geochemie REE-Geochemie Kosmochemie Umweltgeochemie z.B. Radiocarbonmethode ( 14 C: 5700 a HWZ, in Atmosphäre: 12 C: 14 C=10:1)

19 Geochemie Die 8 häufigsten chemischen Elemente der Erdkruste: (nach B. Mason, Principles of Geochemistry) Masse%Atom%Volumen% O46,6062,5593,77 Si27,7221,22 0,86 Al 8,13 6,47 0,47 Fe 5,00 1,92 0,43 Ca 3,63 1,94 1,03 Na 2,83 2,64 1,32 K 2,59 1,42 1,83 Mg 2,09 1,84 0,29

20 Mineralische Rohstoffe Minerale finden als Roh- und Werkstoffe vielfältige Anwendung. Besondere industrielle Bedeutung haben sie : im Bergbau im Hüttenwesen in der keramischen Industrie in der Feuerfestindustrie in der Zementindustrie in der Baustoffindustrie in der optischen Industrie in der Düngemittelindustrie in der chemischen Industrie in der Schleifmittel- und Hartstoffindustrie als Werksteine als Schmuck- und Edelsteine.

21 Ende


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