Mineralbestimmung nach äußeren Kennzeichen Kapitel 13: Mineralbestimmung nach äußeren Kennzeichen 13.1 Der Mineralbegriff 13.2 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

Untersuchungsmethoden Mineralbestimmung nach äußeren Kennzeichen Mikroskopische Eigenschaften <-> makroskopische Eigenschaften z.B. Anordnung der Atome z.B. Mineralfarbe Untersuchungsmethoden u.a. Röntgenbeugung „Feldmethoden“ Mikroskopie chem. Analyse Mineralbestimmung nach äußeren Kennzeichen

Mineralbestimmung Härte Spaltbarkeit Dichte Tracht und Habitus nach äußeren Kennzeichen Härte Spaltbarkeit Dichte Tracht und Habitus Magnetische Eigenschaften Optische Eigenschaften

Härte Ritzhärte Mohssche Härteskala nach Mohs (1822) Sklerometrie nach äußeren Kennzeichen Ritzhärte Mohssche Härteskala nach Mohs (1822) Sklerometrie Eindruckhärte Mikrohärte nach Vickers mit Diamantpyramide Mikrohärte nach Knoop mit rhombisch-pyramidalem Eindruck Mikrohärte nach Brinell mit Kugel-Eindruck Schleifhärte nach Rosival (1896) u.a. Nur die Ritzhärte ist eine Feldmethode !

Härte Mohssche Härteskala nach Mohs (1822) - Ritzhärte nach äußeren Kennzeichen Mohssche Härteskala nach Mohs (1822) - Ritzhärte Härtegrad Standardmineral 1 Talk 2 Gips (Halit) 3 Calcit 4 Fluorit 5 Apatit 6 Orthoklas 7 Quarz -->„Halbedelsteine“, Schmucksteine 8 Topas --> Edelsteine (Gemmologie) 9 Korund 10 Diamant

Vergleich der Härteskalen nach äußeren Kennzeichen Vergleich der Härteskalen Mohs-Härte Standardmineral Vickershärte HV (Pyramide) 1 Talk 3 2 Gips (Halit) 5 3 Calcit 13 4 Fluorit 20 5 Apatit 60 6 Orthoklas 80 7 Quarz 110 8 Topas 150 9 Korund 210 10 Diamant 800 Weitere Härteverfahren Brinell - Kugel bis 200HB=200HV Rockwell - Kegel, Tiefe der Eindrücke Universalhärte (GPa) Mikrohärte - Lastabhängigkeit!

Härte „Massen“dichte d = m/V in Kg/m3 oder g/cm3 Methoden: nach 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 oder Flüssigkeitsverdrängung Die Röntgendichte dient als Vergleich !

Dichte Dichtewerte (in g/cm3): - metallische Minerale nach 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

Magnetische Eigenschaften nach äußeren Kennzeichen 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 Prospektion paramagnetisch Ilmenit 200 (Anziehung) Almandin 100 Biotit 50 Muskovit 5 diamagnetisch Fluorit - 0,3 (Abstoßung) Quarz, Calcit - 0,4

Optische Eigenschaften nach äußeren Kennzeichen Optische Eigenschaften: Transparenz Glanz Farbe Lumineszenz Strich Doppelbrechung u.a. (s. mikroskopische Analyse, Polarisationsmikroskopie)

Optische Eigenschaften nach äußeren Kennzeichen Transparenz: - durchsichtig: Bergkristall - halbdurchsichtig: Glimmer, Smaragd - durchscheinend: dunkle Zinkblende - opak: Galenit (u.v.a. Erze)

Optische Eigenschaften nach äußeren Kennzeichen Glanz: - Glasglanz: Quarz - Diamantglanz: Diamant - Metallglanz: Pyrit - weitere Bezeichnungen: Fettglanz, Seidenglanz Anlauffarben: - Oberflächeninterferenzen: Buntkupferkies (Bornit) Schiller: - Opaleszieren, Labradorisieren, Aventurisieren, ... n, R

Optische Eigenschaften nach äußeren Kennzeichen Mineralfarbe: - Eigenfarbe (Idiochromasie), d.h. selektive Absorption bzw. Reflexion hat verschiedene Ursachen (z.B. Farbzentren, Dotierung) - Fremdfarbe (Allochromasie) durch Einschlüsse (z.B. Hämatitschüppchen in Halit u. Orthoklas)

Optische Eigenschaften nach äußeren Kennzeichen Typische Mineralfarben: Azurit - blau Malachit - grün Gold - goldgelb Chalkopyrit - messinggelb Limonit - ocker, gelbbraun Cinnabarit - rot Amethyst - violett Magnetit - eisenschwarz Molybdänit - bleigrau Arsenopyrit - zinnweiß

Optische Eigenschaften nach 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 Eigenschaften nach äußeren Kennzeichen Pleochroismus: Anisotropie der Dispersion der Absorption Beispiel: Turmalin mit Biotit

Optische Eigenschaften nach 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 - schwarz Ilmenit - schwarzbraun Schwefel - weiß

Tracht und Habitus nach äußeren Kennzeichen Die Tracht eines Kristalls ist die Menge aller an einem Kristall auftretenden Kristallformen. Gleiche Tracht - aber verschiedener Habitus Angabe der Kristallformen in geschweiften Klammern: {hkl}

Tracht und Habitus 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 Habitus a b c d Wichtige Kristallformen: Prismen und nach äußeren Kennzeichen a b c d e f g h Wichtige Kristallformen: Prismen und Pyramiden Grundflächen von Prismen bzw. Pyramiden : a) rhombisches oder monoklines Prisma bzw. rhombische Pyramide b) Rechtecksäule bzw. Rechteckpyramide bilden keine Form c) trigonales Prisma bzw. trigonale Pyramide d) ditrigonales Prisma bzw. ditrigonale Pyramide e) tetragonales Prisma bzw. tetragonale Pyramide f) ditetragonales Prisma bzw. ditetragonale Pyramide g) hexagonales Prisma bzw. hexagonale Pyramide h) dihexagonales Prisma bzw. dihexagonale Pyramide

Galenitkristalle nach äußeren Kennzeichen

Tracht und Habitus nach äußeren Kennzeichen Unter Habitus versteht man das relative Größenverhältnis der Flächen an einem Kristall. Man unterscheidet 3 Grundtypen: isometrisch planar (taflig) prismatisch (nadlig) Beispiel: isometrischer Granat Beispiel: prismatischer Sanidin

Tracht und Habitus Man unterscheidet 3 Grundtypen von Kornformen: nach äußeren Kennzeichen Man unterscheidet 3 Grundtypen von Kornformen: idiomorph hypidiomorph xenomorph Beispiel: idiomorpher Granat Beispiel: hypidiomorpher Olivin

Spaltbarkeit nach äußeren Kennzeichen Viele 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).

Spaltbarkeit Zeichen: # (z.B. # {111} beim Fluorit) nach äußeren Kennzeichen Zeichen: # (z.B. # {111} beim Fluorit) Spaltbarkeitsgrade sind nicht exakt meßbar. Man unterscheidet: s - schlecht d - deutlich g - gut v - vollkommen vv - „very vollkommen“

Spaltbarkeit Spaltbarkeitswinkel sind oft mineraltypisch. nach äußeren Kennzeichen Spaltbarkeitswinkel sind oft mineraltypisch. Amphibol senkr. [001] Pyroxen senkr. [001] Spaltwinkel: 124° Spaltwinkel: 88°

Spaltbarkeit Spaltbarkeitswinkel sind oft mineraltypisch. nach äußeren Kennzeichen Spaltbarkeitswinkel sind oft mineraltypisch. Amphibol senkr. [001] Spaltwinkel: 124°