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Mineral


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Handstück mit ineinander verwachsenen Pyritkristallen 11 cm

Als Mineral (Mehrzahl Minerale auch Mineralien) definieren Geologen natürlich vorkommende Feststoffe mit einer eindeutigen stöchiometrischen Verbindung und einem eindeutigen Kristallgitter . Die meisten der heute bekannten ca. Minerale sind anorganisch es sind aber auch organische Minerale bekannt. Die Lehre von den ist die Mineralogie .

Alle Gesteine der Erde und anderer Himmelskörper sind aus Mineralen aufgebaut. Häufig sind nur etwa dreißig Minerale die so genannten Der spezifische Mineralinhalt eines Gesteins liefert Informationen die Bildung und Entwicklungsgeschichte eines Gesteins und damit zur Kenntnis des Ursprungs und der des Planeten Erde bei.

Nach ihrer Entstehung lassen sich Primärminerale Sekundärminerale unterscheiden: Erstere entstehen zur selben Zeit das Gestein dessen Teil sie sind zweitere dagegen erst durch Erosion oder Metamorphose aus den Primärmineralen gebildet.

Inhaltsverzeichnis

Struktur und Form

Viele Minerale treten in der Natur kristalline Feststoffe auf manche dagegen als amorphe die dem Glas vergleichbar sind.

Die kristallinen Minerale zeigen äusserlich eine geometrische Form mit wohldefinierten natürlichen Flächen die festen Winkeln zueinander stehen. Diese symmetrische Anordnung Ausdruck der inneren Struktur eines kristallinen Minerals: zeigt eine wohlgeordnete Atomstruktur die durch vielfach Aneinanderreihung so genannter Einheitszellen entsteht die die Struktureinheit des Minerals ausmachen. Man unterscheidet aufgrund inneren Symmetrie sechs bis sieben Kristallsysteme nämlich das kubische das hexagonale und das monokline das orthorombische das tetragonale und trikline System.

Durch ungleichmässiges Wachstum können so genannte entstehen das sind zwei aus einem Urkristall Kristalle die sich wie Spiegelbilder zueinander verhalten.

Mineral-Erkennung und Eigenschaften

Die Erkennung eines Minerals kann in Fällen auf Grund einiger weniger Eigenschaften wie Härte Farbe Bruchverhalten usw. erfolgen. In manchen sind jedoch weitergehende chemische Analysen optische Tests Röntgenstrukturuntersuchungen zur Identifikation eines Minerals notwendig. Eine Analysemethode der Mineralogie ist die Durchleuchtung eines im Polarisationsmikroskop wo sich die unterschiedlichen chemischen strukturellen Eigenschaften des Minerals im optischen Verhalten

Wichtige Eigenschaften eines Minerals sind:

  • die Farbe : Sie wird durch die chemische Zusammensetzung Minerals insbesondere auch durch kleinere Verunreinigungen beeinflusst. lässt sich beispielsweise Zinnober an seiner blutroten Färbung erkennen.
  • die Strichfarbe : Sie ist die Farbe des pulverförmigen die sich oft von der Färbung seiner unterscheidet. Hämatit lässt sich immer an seiner eisenroten erkennen.
  • der Glanz : Durch die Art wie Licht an Oberfläche eines Kristalls reflektiert oder absorbiert wird sich sein Glanz. Beim metallisch glänzenden Bleiglanz ist er sogar namensgebend.
  • die Transparenz : Manche Minerale sind für Licht vollkommen wie die Bergkristall genannte Quarz -Varietät. Viele metallische Erze wie z.B. die Zinkblende sind dagegen undurchsichtig.
  • die Dichte : Sie hängt von der chemischen Zusammensetzung Struktur ab. So lässt sich Zinnober von Realgar durch seine durch den Gehalt an Quecksilber wesentlich höhere Dichte unterscheiden.
  • die Härte : Sie wird durch die Stabilität der Bindungen im Mineral bestimmt und durch ihre ermittelt. Angegeben wird sie in der Mineralogie ihren Wert auf der Mohs-Skala die von (sehr weich Beispiel Talk ) bis zehn (sehr hart Beispiel Diamant ) reicht.
  • die Spaltbarkeit : Sie beschreibt Kristallebenen zwischen denen nur Kräfte bestehen und an denen daher der gespalten werden kann. Beispielsweise hat Kalzit drei Spaltebenen und ist so sehr spaltbar. Quarz besitzt dagegen gar keine Spaltebene.
  • das Bruchverhalten : Bricht ein Mineral nicht entlang seiner Spaltebenen treten oft charakteristische auf. Beispiele sind der muschelige Bruch von Dolomit und der faserige Bruch von Kyanit .
  • die Lumineszenz : Sie ist ein Sammelbegriff für die Arten des Aufleuchtens einer Substanz unter Einwirkung Strahlung mit Ausnahme der reinen Wärmestrahlung (z. Fluoreszenz Phosphoreszenz).
  • der Magnetismus : Das magnetische Verhalten von Mineralen ist Es gibt selbst anziehende Minerale (z. B. von Magneten angezogene Minerale (z. B. Magnetkies) magnetisch neutrale Minerale. Bestimmt wird diese Eigenschaft einer Kompassnadel.
  • die Zähigkeit : Fachsprachlich auch Tenazität genannt versteht man bei Mineralen die Sprödigkeit Dehnbarkeit und Elastizität . Für einzelne Minerale kann die Zähigkeit Bestimungsmerkmal sein ist jedoch meist dem Spezialisten
  • die Flammenfärbung : Einige Elemente verfärben eine Flamme. Diese wird in der Flammenprobe verwendet um auf chemische Zusammensetzung eines Minerals zu schließen. Gasbrenner in abgedunkelten Räumen dazu am Besten geeignet.
  • die Radioaktivität : Dies ist die Eigenschaft hochenergetische Strahlung Energiezufuhr auszusenden. Man unterscheidet traditionell drei Arten Strahlen: Alpha- Beta- und Gammastrahlen. Die Strahlenmessung mit einem so genannten Geiger-Zähler. Radioaktive Strahlung auch in niedrigen Dosen potentiell gesundheitsschädlich.
  • der Pleochroismus : Bei einigen durchsichtigen Mineralen sind die und Farbtiefen in verschiedenen Richtungen unterschiedlich. Erscheinen Farben nennt man dies Dichroismus bei drei Trichroismus bzw. Pleochroismus. Die Bezeichnung wird auch Sammelbezeichnung für beide Arten der Mehrfarbigkeit verwendet.
  • die Schmelzbarkeit: Sie beschreibt das Verhalten vor Lötrohr d.h. die Schmelzreaktion.

Gesteinsbildende Minerale

Die meisten Gesteine setzen sich zum Großteil aus einer relativ kleinen Anzahl von Mineralen zusammen den dreißig Gesteinsbildnern enthalten daneben aber noch kleinere an selteneren Bestandteilen. So werden mehr als Prozent der Erdoberfläche von Silikatmineralen wie Olivin Pyroxen Amphibol Feldspat oder Quarz gebildet. Sie finden sich in magmatischen metamorphen und auch in tonreichen Sedimentgesteinen . Weitere bedeutende Mineralgruppen sind die Karbonate die ebenfalls in wichtigen Sedimentgesteinen wie Kalkstein enthalten sind und die Oxide darunter z. B. Hämatit .

Erzlagerstätten

Mineralablagerungen die zur Metallgewinnung wirtschaftlich abgebaut können bezeichnet man als Erze . Der Begriff ist somit ökonomisch nicht geprägt: Ob eine gegebene Lagerstätte kommerziell ausgebeutet kann hängt von den Abbaukosten und dem des enthaltenen Metalls ab - während der Eisenanteil von Mineralablagerungen bei bis zu 50 liegen muss um einen finanziellen Gewinn zu reichte im Jahr 2003 bei dem wesentlich Platin bereits ein Anteil von 0 00001 dazu aus.

Erzlagerstätten können auf sehr verschiedene Weise

  • Riesige Ablagerungen von Eisenerz die so genannten gebänderten Eisenerzformationen wurden 3650 bis 1800 Millionen Jahren in der des Archaikums und frühen Proterozoikums vermutlich durch den Einfluss von Bakterien als Sedimente abgelagert.
  • Durch Verwitterungsprozesse können Minerale aus ihrem ursprünglichen Entstehungsgebiet werden und sich konzentriert als Sedimente ( Seifen ) am Grund von Flüssen Seen oder Meere absetzen. Ein Beispiel sind Ablagerungen von genanntem Seifengold das traditionell durch Waschen aus Flusssand wird.
  • Wenn heißes Grundwasser das sich in der Tiefe beim mit magmatischer Schmelze mit Mineralen angereichert hat durch und Spalten zur Oberfläche vordringt lagern sich sinkender Temperatur und sich veränderndem pH-Wert im umgebenden Gestein nacheinander verschiedene Mineralformationen die auf diese Weise die so genannten bilden.
  • Auf ähnliche Weise nur oberirdisch entstehen Erze das mineralreiche Wasser an Thermalquellen zu Tage

Minerale als Schmuck

Seltene Minerale die aufgrund ihrer Härte oder ihres Glanzes als schön empfunden werden deshalb als Schmuck dienen sind als Schmucksteine umgangssprachlich auch als Halbedelsteine bekannt. Mit befasst sich wissenschaftlich die Gemmologie. Die wertvollsten wie zum Beispiel Diamant Rubin Smaragd oder Saphir heißen auch Edelsteine. (Unter diesen Begriff allerdings auch Nicht-Minerale wie Perlen oder Bernstein .) Aufgrund ihres hohen Preises werden sie teilweise synthetisch hergestellt.

Um die durch Farbe und Glanz Schönheit eines Schmucksteins zur Geltung zu bringen er beschliffen werden. Dazu existieren zahlreiche verschiedene bei denen meist in festen Winkelbeziehungen zueinanderstehende die so genannten Fazetten in den Stein und dann poliert werden um die Lichtreflexion maximieren. Der für Diamanten so bedeutsame Brilliantschliff ihnen ihr "Feuer" verleiht ist erst im 20. Jahrhundert zur Reife entwickelt worden.

Systematik der Minerale

Minerale werden nach ihrer chemischen Zusammensetzung

Gediegene Elemente: Gediegene Elemente sind Minerale die nur aus einem chemischen Element gebildet werden. Hierzu zählen etwa zwanzig davon zehn geologisch signifikant.

Sulfide: Sulfide u. ä. bestehen aus einer Verbindung Schwefel (oder Selen bzw. Tellur ) mit Metallen oder Halbmetallen . Zu den Sulfiden zählen etwa 600

Halogenide: Die etwa 140 Halogenide bestehen aus einer Verbindung von Fluor Chlor Brom oder Jod mit Kationen wie Natrium oder Kalzium .

Oxide und Hydroxide: Aus der Verbindung von Metallen oder Nichtmetallen mit Sauerstoff oder Hydroxylgruppen (OH - -Gruppen) entstehen die etwa 400 Oxide bzw. Hydroxide (auch Oxyde genannt).

Karbonate: Die mehr als 200 Karbonate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ C O 3 ] 2- .

Phosphate Arsenate Vanadate: Phosphate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ P O 4 ] 3- . Hier werden meist auch Arsenate und Vanadate [V0 4 ] 3- eingeordnet. Die Gruppe umfasst etwa 400

  • Beispiele: Apatit (Ca 5 (PO 4 ) 3 (F Cl OH)) Türkis (CuAl 6 (PO 4 ) 4 (OH) 8 .5H 2 0) Carnotit (K 2 (U0 2 ) 2 (V0 4 ) 2 .3H 2 0)

Nitrate: Nitrate sind leicht lösliche Salze mit dem [ N O 3 ] - der meist mit Natrium oder Kalium verbunden ist.

Sulfate: Die etwa 300 Sulfate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ S O 4 ] 2- . Hierher sortiert man auch die Chromate .

Molybdate und Wolframate: Die eng verwandten Molybdate und Wolframate Verbindungen eines Metalls mit dem Anionenkomplex [MoO 4 ] 2- bzw. [WO 4 ] 2- .

Borate: Zu den etwa 125 Boraten zählen jene Minerale die den Boratkomplex 3 ] 3- enthalten.

  • Beispiel: Borax (Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 .8H 2 0)

Silikate: Die Silikate sind etwa 500 Verbindungen in denen [ Si O 4 ] 4- - Tetraeder einen wesentlichen Baustein darstellt.

Organische Minerale: Hierzu zählen Salze der Mellithsäure und Oxalsäure .

  • Beispiele: Honigstein Kleesalz

Siehe auch: Liste von Mineralen Liste der Gesteine Wikiprojekt Minerale

Literatur

  • Deer W.A. Howie R.A. und Zussman J.: Orthosilicates Band 1 aus: Rock-forming minerals . Longman London 2. Ausgabe 1982.
  • Matthes S.: Mineralogie Springer-Verlag Berlin.

Weblinks



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