Die Entstehung von Mineralien kann man in magmatische, sedimentäre und metamorphose Prozesse einteilen. 1. Die Entstehung von Mineralien Aus einer silikatischen Schmelze (Magma) , das in der Erdkruste bzw. im Erdmantel entsteht, kommt es zur Bildung von Mineralien. Unter komplizierten tektonischen Vorgängen gelangt das Magma in höhere Schichten um dort abzukühlen und langsam zu erstarren. In der Aufwärtsbewegung nimmt das Magma Teile des Nebengesteins mit und schmilzt es auf und verändert so seine chemische Zusammensetzung. Kühlt das Magma ab kommt es langsam zur Trennung von flüssigen und festen Stoffen was man als magmatische Differentiation bezeichnet. Das bedeutet, das die leichteren Mineralien in den höheren Partien verbleiben und die schwereren absinken. Die zuerst entstehenden Minerale, kristallisieren in der Schmelze vollkommen aus, während nachfolgende, sich den bereits bestehenden anpassen müssen. Bei der magmatischen Differentation entstehen Gesteine von unterschiedlicher chemischer und mineralogischer Zusammensetzung und es kann zur Anhäufung verschiedener nutzbarer Mineralien kommen. Zum Ende der Erstarrung des Magmas kommt es oft zur Abspaltung silikatischer Restschmelzen in Form von Linsen oder Gängen mit grobkörnigem Aussehen, den sogenannten Pegmatiten. An diesen Pegmatiten sind eine Reihe von Mineralien gebunden die von großer wirtschaftlicher Bedeutung sind. Manche Minerale werden aus Gasen oder Dämpfen ausgeschieden was man pneumolytische Bildung nennt. (z.B Turmalin, Topas) Bei der frühen postmagnatischen Mineralbildung spielen flüchtige Stoffe wie Bor, Flour oder andere Restlösungen die Hauptrolle. Mit Gasen und Dämpfen gelangen sie in Klüfte und Spalten und kristallisieren dort aus. Solch eine Bildung wird als hydrothermal bezeichnet. So entstehen Quarz, Dolomit oder Calcit. Sind in diesen Lösungen Schwermetalle vorhanden kommt es zur Bildung von Erzgängen. Wirken Gase und Dämpfe auf das Nebengestein ein entstehen Kontaktmetosomatische Minerale wie etwa Granat und Magnetit. Wenn das Magma (jetzt Lava) an die Erdoberfläche gelangt erstarrt es sehr schnell da es zur Abkühlung und Druckminderung kommt. Hier findet man nur noch feinste Kristalle mit einigen Einsprenglingen vor. Durch das entweichen von Gas können Hohlräume entstehen die sich mit einer Reihe von Mineralen ausfüllen können. An der Erdoberfläche liegende Minerale sind der Einwirkung der Atmosphäre ausgesetzt. Durch Sonne, Wasser, usw. werden sie zersetzt oder abgebaut bzw. in neue Mineralien umgewandelt. Dieser Vorgang wird als Verwitterung bezeichnet. Durch Schwerkraft und Wind kann es zur Anreicherung solcher Mineralien kommen. Verwitterte Mineralien können von Wasser oder Wind transportiert werden wobei die Teilchen nach Größe und Gewicht sortiert und abgelagert werden. (äolische und alluviale Seifen) Mineralablagerungen die durch strömendes Wasser angereichert werden nennt man fluviatile Seifen. Bei der Einwirkung von Wasser oder atmosphärischen Gasen kommt es zur chemischen Verwitterung. Vorhandene Mineralien werden dabei umgewandelt oder gelöst und neue Mineralien entstehen. Manche Lagerstätten werden ausgelaugt und die nutzbaren Mineralien können durch Oberflächenwasser weggeführt werden, so das es zu einer Anreicherung, gelöster und unlöslicher Mineralien kommt. Bei der Verwitterung von Mineralien ist die lebendige Natur vielfach beteiligt. Aus gelösten Stoffen bilden sich mit Hilfe von Organismen neue Mineralien. Kalkstein, Diatomit, Phosphorit oder Schwefellagerstätten können auf diese Weise entstehen. Aufgrund innerer und äußerer Faktoren können Mineralien auch nach ihrer Entstehung verändert werden. So werden z.B in sedimentären Lagerstätten durch Dehydrierung oder Carbonatisierung bzw. Silicifizirung wasserhaltige Oxide oder organische Überreste verändert. Dies nennt man Diagnese und solche Prozesse finden nahe der Erdoberfläche statt. Zu intensiveren Umwandlungen kommt es wenn sich physikalische und chemische Bedingungen in tieferen Schichten der Erde verändern. Durch erhöhten Druck, erhöhter Temperatur oder chemischen Reaktionen werden Gesteine verändert. Dabei wandelt sich ihr Aussehen, und chemische sowie physikalische Eigenschaften verändern sich. Dieser Vorgang wird Metamorphose genannt. Bei der Kontaktmetamorphose werden Gesteine die unmittelbar vom Magma berührt werden verändert. Die regionale Metamorphose kann unter Umständen ein sehr großes Gebiet erfassen. Ereignisse regionaler Bedeutung können z.b große Eisen- oder Mangan- Lagerstätten entstehen lassen. 2. Die wesentlichen Eigenschaften der Mineralien 2.1 Härte Beim Begriff Härte ist der Widerstand gemeint das ein Mineral einem eindringenden Körper entgegen bringt. In der Praxis gibt es Härtevergleichsskalen die durch bestimmte Minerale repräsentiert werden. Am bekanntesten ist die Mohssche Härteskala. ( Mohs, Friedrich 1773-1839 ) Bei der Vergleichsmethode wird mit der Spitze eines Minerals, der Härteskala, ein zu untersuchendes Mineral geritzt. Ein Mineral das ritzt und selbst nicht geritzt wird ist das Härtere und man muß zur nächst niedrigen Stufe übergehen, bis es zum gegenseitigen ritzen kommt. Im Gelände hat sich diese Methode nicht bewährt und mit verschiedenen Hilfsmitteln sind bessere Ergebnisse zu erzielen. (siehe unterstehende Tabelle) Die Härtebestimmung ist in gewissen Sinne eine subjektive Angelegenheit. Um Fehler zu vermeiden sind gewisse Regeln zu beachten. Zur Prüfung empfielt es sich nur frische Proben zu verwenden. Die Flächen an der die Härteprüfung durchgeführt wird sollten eben sein. Angewitterte Minerale besitzen eine geringere Härte. Zu beachten ist das verschiedene Minerale (nadelige, faserige usw.) scheinbar unterschiedliche Härteergebnisse aufweisen können. Dieses rührt von Kohäsionsstörungen her. Bei manchen Mineralien gibt es auch Unterschiede je nach der Richtung in der die Fläche geritzt wird. Im Zweifel müssen Mineralien eventuell auf verschiedenen Flächen und in verschiedenen Richtungen geprüft werden. 2.2 Farbe Die Farbe ist ein wesentliches Merkmal von Mineralien die aber nicht immer zur zuverlässigen Bestimmung herangezogen werden kann, da ein Mineral verschiedene Farbtöne oder sogar verschiedene Farben haben kann. (Fluorit-farblos, weiß, blau, grün, gelb usw.) Bei anderen Mineralien führen verschiedene Farbvarianten zu selbständigen Varietäten. Bei vielen Mineralien ist die Farbe jedoch typisch so das sie vielfach ihr Name darauf bezieht. (Azurit-himmelblau, Albit-weiß, Chlorit-grün) Je nach der Ursache für eine Mineralfarbe werden in der klassischen Mineralogie 4 Gruppen unterschieden: 1.Farblose (achromatisch) Ein Lichtstrahl geht ohne Absorbation durch den Kristall. (Bergkristall, Diamant) 2.Eigenfarbige (ideochromatisch) Die Atome eines kongreten Elements sind Bestandteil des Minerals. ( Kupfer-blau-Azurit, Cobalt-rosa-Erythrin) 3. Fremdfarbige (allochromatisch) Die Färbung beruht auf der Anwesenheit der Atome von Elementen die nur spurenhaft im Mineralien vorhanden sind. 4. Scheinbar gefärbt (pseudochromatisch) Farben entstehen durch optische Erscheinungen wie Beugung, Brechung oder Reflexion des Lichts. Will man die Farbe eines Minerals bestimmen, insbesondere ob Eigen-oder Fremdfärbung vorliegt, ist große Behutsamkeit geboten. Unterschiedliche Ergebnisse entstehen oftmals schon wenn man ein Mineral bei Tages- oder Kunstlicht betrachtet. Farbe sollte man nur an frischen Flächen studieren da verwitterte Mineralien Anflüge entwickeln kann der die Originalfarbe verdeckt. Eine Reihe von Mineralien verändern im Licht ihre Farbe. Im Gegensatz dazu können andere Mineralien durch Lichteinwirkung eine Farbauffrischung erhalten. 2.3 Strichfarbe Ein gutes Mittel um farbige und gefärbte Mineralien zu unterscheiden ist die Strichfarbe. Die Strichfarbe ist die eigentliche Farbe des Minerals in Pulverform. Durch das Reiben eines Minerals auf einer Porzellantafel erhält man den nötigen Abrieb um eine genaue Farbbestimmung durchzuführen. Die Strichfarbe weist oftmals eine andere Farbe aus als die vom Mineral ausgehende. Grund dafür ist das ein Mineral von chemischen Beimengungen farblich verändert wurde. Ist nach dem Reiben auf der Porzellantafel kein Rückstand zu erkennen spricht man von einem farblosen bzw. weißen Strich. Alle farblosen Minerale haben immer einen weißen Strich. Porzellan hat nach der Mohsschen Skala die Härte 6 bis 6,5. Härtere Mineralien muß man pulverisieren und dann auf der Porzallantafel zerreiben. Dies kann man erreichen indem man das Mineral auf einer Stahlunterlage zerreibt oder im Mörser zerstampft. Die Strichfarbe ist ein gutes und objektives Kriterium zum bestimmen einen Minerals. Für dunkle Mineralien nimmt man eine weiße Porzellantafel während für helle Mineralien eine Schwarze zu empfehlen ist. 2.4 Transparenz Unter Transparenz ist die Lichtdurchlässigkeit eines Minerals gemeint. Es wird je nach Grad der Durchlässigkeit wie folgt unterschieden: 1. Durchsichtige Mineralien Durch eine dicke Mineralienschicht kann eine darunter liegende Schrift gelesen werden. (Calcit ,Topas) 2. Halbdurchsichtige Mineralien Eine Schrift erscheint durch das Mineral unklar. 3. Durchscheinende Mineralien Durch eine dickere Mineralschicht ist ein Lichtdurchgang zu beobachten. (Schwefel) 3.Undurchsichtige Mineralien Eine dünne Mineralschicht läßt kein Licht hindurch. Pulver und Dünnschliffe sind meist durchscheinend bis durchsichtig. (Hornblende) 4. Opake Mineralien Das Mineral läßt kein Licht durch weder als Pulver noch als Dünnschliff. (Pyrit) 2.5 Glanz Ist die Fähigkeit Licht zu reflektieren. Es wird im allgemeinen in folgende Stufen klassifiziert: 1. Metallglanz Ist ein Hochglanz der typisch für undurchsichtige Minerale ist. (Galenit, Chalkopyrit) 2. Diamantglanz Sehr starker Glanz von durchsichtigen und durscheinenden Mineralien. (Zirkon, Diamant) 3. Glasglanz Erinnert an den Glanz von Glas und ist typisch für duchsichtige und durchscheinende Mineralien. (Fluorit, Quarz) 4.Fettglanz Erinnert wie der Glanz auf fettigen Papier was oftmals von der Unebenheit der zu betrachtenden Fläche kommt. (Opal) 5.Perlmutglanz Typisch für durchsichtige oder halbdurchsichtige Mineralie mit einer guten Spaltbarkeit in dünne Blättchen. (Gips, Stilbit) 6. Seidenglanz Typisch für faserige Mineralien wie Asbest oder Krokydolith. 7. Mattigkeit Für Minerale mit erdiger Ausbildung wie z.b Kaolinit oder Pyrolusit. 2.6 Spaltbarkeit Ist die Fähigkeit eines Minerals bei der Anwendung von Druck in festgelegten Richtungen zu zerfallen. Sie ist abhängig vom Gitteraufbau der Kristalle. In der Praxis hat sich folgende Einteilung durchgesetzt: 1. Ausgezeichnet/höchst vollkommen Das Mineral läßt sich in feine Blättchen teilen. (Gips, Glimmer) 2. Vollkommen Bei einem Schlag spaltet sich das Mineral in regelmäßige von Spaltflächen umgrenzte Gebiete. (Calcit ,Galenit) 3. Gut Spaltflächen nicht mehr deutlich und nicht immer gerade. (Hornblende, Pyroxene) 4. Unvollkommen/deutlich Eine Spaltbarkeit zeigt sich nur undeutlich. Die Bruchflächen sind meist uneben. (Schwefel, Apatit) 5. Sehr unvollkommen Keine Spaltbarkeit. Man spricht vom Bruch. (muscheliger, unebener, hakiger Bruch) 2.5 Löslichkeit Einige Minerale sind wasser- und säurelöslich. Manchmal kann die Löslichkeit zur Bestimmung eines Minerals herangezogen werden. So löst sich z.B Calcit in verdünnter Salzsäure heftig brausend auf. Siehe auch Löslichkeit im Lexikon 2.6 Morphologie Ist die Lehre von der Gestalt und Form der Kristalle. Siehe auch unter Habitus , Tracht , Kristallsystem , Aggregat im Lexikon. Verwandte Themen Begriffserklärung amorph Feldspat
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