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Mineralien und Mineralogie
Mineralogie ist die Wissenschaft, die sich mit den Mineralien beschäftigt. An dieser Stelle muss man
wohl erst einmal Mineralien definieren. Ein Mineral ist ein fester oder auch
selten flüssiger Stoff mit bestimmten chemischen und physikalischen Eigenschaften, der in der Erde vorkommt.
Im Vergleich dazu sind Gesteine Stoffe, die sehr unterschiedlich sind. Mineralien sind etwas was den Menschen
schon seit Jahrtausenden fasziniert. Es gibt ungefähr 3000 bekannte Mineralien doch nur wenige von Ihnen konnten
den Menschen begeistern. Hierbei geht es um das Aussehen der Mineralien die ausschlaggebend dafür sind wie
beliebt sie sind. Besonders schöne Mineralien sind sehr oft durchsichtig und haben auch oft eine schöne Farbe
oder eine schöne Form. Die Beliebtheit eines Minerals entscheidet also darüber, ob er als Edelstein angesehen wird
oder nicht.
Die Entstehung: Es gibt drei große Entstehungsprozesse: den magmatischen Entstehungsprozess, den sedimentären
Entstehungsprozess und den metamorphen Entstehungsprozess. Das Magma dürfte bekannt sein als der Stoff der
aus Vulkanen rauskommt und dann Lava genannt wird. Es ist eine Flüssigkeit im Erdinneren die eine Temperatur
von 1300 Grad Celsius hat. Wenn das Magma nun aus dem Erdinneren zur Erdoberfläche drängt, kühlt es langsam ab
und kristallisiert. Es bilden sich damit die ersten Mineralien, die jedoch noch recht tief liegen. Auf dem weiteren Weg
nach oben wird das Magma immer dünnflüssiger und kristallisiert an verschiedenen Stellen aus. Eine der letzteren
Phasen ist die hydrothermale Phase. In dieser Phase ist es zunächst einmal so, dass aus dem Magma einige Gase
entweichen und auch nach oben strömen. Oft bilden Sie dadurch, im bereits vorliegenden Gestein, Hohlräume.
Diese Hohlräume füllen sich anschließend auch mit Magma. In dieser Phase entsteht vor allem
Quarz (Bergkristall, Amethyst usw.). Das ist auch der Grund warum man Quarz oft in solchen Hohlräumen findet,
die als Geoden bezeichnet werden. Generell wächst Quarz oft an Spalten im Gestein. Bei der sedimentären
Mineralienbildung handelt es sich vor allem um erdnahe Mineralien die vielen Umweltfaktoren ausgesetzt sind und
sich dadurch ständig verändern. Hohe Temperaturen können beispielsweise neue chemische Verbindungen zur Folge
haben. Starker Forst hat z. B. hat auf einige Stoffe eine sprengende Wirkung. Außerdem sollte man die verschiedenen
Säuren und andere Stoffe die vom Regen transportiert werden nicht vernachlässigen. Auch Wasser selbst und der
Luftsauerstoff können mit einigen Mineralien reagieren und dadurch entstehen neue Mineralien. Bei dem metamorphen
Vorgang ist es so, dass das Magma an Stellen wo sich bereits Mineralien gebildet haben noch einmal durchfließt und
somit diese Mineralien z. T. stark verändert. Es gibt auch noch spezielle Entstehungsprozesse für organische Mineralien.
Chemische und physikalische Eigenschaften: Jedes Mineral hat bestimmte chemische und physikalische Eigenschaften.
Chemisch gesehen hat jedes Mineral eine bestimmte Zusammensetzung. Am einfachsten ist die Zusammensetzung,
wenn es sich dabei um Elemente handelt, doch die meisten Mineralien sind Moleküle oder Ionen und haben somit
chemische Formeln. Die genauen Formeln werden bei den entsprechenden Mineralien vorgestellt. Hier wollen wir uns
jedoch die 9 Mineralklassen angucken in die die Mineralien eingeordnet werden.
- Elemente (Diamant, Gold, Silber)
- Sulfide, Selenide, Telluride, Arsenide, Antimonide und Bismutide (Pyrit)
- Halogenide (Fluorit, Steinsalz)
- Oxide und Hydroxide (Korund, Quarz)
- Nitrate, Carbonate und Borate (Calcit, Malachit)
- Sulfate, Chromate, Molybdate und Wolframate (Alabaster)
- Phosphate, Arsenate und Vanadate (Türkis)
- Silikate (Feldspat, Topas)
- Organische Verbindungen (Bernstein)
Wenn es um die Form von Mineralien geht so ist es so, dass die meisten von ihnen Kristalle bilden. Kristalle sind eine
symmetrische Anordnung der Atome, Moleküle oder Ionen. Man nennt das dann Ganze Kristallgitter. Eine willkürliche
Anordnung nennt man amorph. Für Mineralien gibt es 7 verschiedene
Kristallsysteme (trigonal, triklin, rhombisch, tetragonal, hexagonal, kubisch, monoklin). Steinsalz beispielsweise
kristallisiert im kubischen System. Da Steinsalz (NaCl) auch Kochsalz (NaCl) ist, kann man schon im Kochsalz manchmal
ganz kleine Würfel erkennen. Bei größeren Brocken ist es noch deutlicher. Mineralien die also im kubischen System
kristallisieren haben eine Würfelform. Quarz kristallisiert im trigonalen System wie auch der Korund (Rubin, Saphir).
Dadurch, dass z. B. das Material bei der Mineralienentstehung nicht regelmäßig nachkommt oder auch durch viele
andere Einflüsse kann es zu Verformungen kommen, so dass ein Kristall nicht perfekt ist. Auch Platzmangel oder
Fremdstoffe können die Kristallform ändern. Fast nie findet man perfekte Kristalle. Auch ist das Verhältnis vom
Umfang zur Höhe nicht immer dasselbe. Bei Platzmangel kommt es auch oft zur Zwillingsbildung. Ein Kristall wächst
dabei in den anderen hinein. Eine weitere Eigenschaft der Mineralien ist ihre Dichte. Die Dichte ist die Masse pro
Volumeneinheit. Dazu nimmt man normalerweise Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm3). Wasser hat z. B.
eine Dichte von 1 g/cm3. Die meisten Mineralien haben eine höhere Dichte als Wasser und gehen
somit in Wasser unter. Die Härte ist ein weiteres Merkmal. Die Härte ist allgemein die Möglichkeit des Eindringens
in das Mineral. Dazu gibt es die Mohssche Härteskala. Sie geht von 1 bis 10. Ein Mineral mit der Härte 1 ist mit dem
Fingernagel ritzbar während der Diamant mit der Härte 10 nicht mal mehr durch Messer ritzbar ist. Ein Mineral mit einer höheren Härte kann ein Mineral mit einer geringeren Härte ritzen.
|
Mohssche Härteskala
|
| 1 Talk | 2 Gips | 3 Calcit | 4 Fluorit | 5 Apatit |
| 6 Feldspat | 7 Quarz | 8 Topas | 9 Korund | 10 Diamant |
Viele Mineralien
lassen sind z. B. durch einen Schlag mit dem Hammer spalten. Ein Mineral kann sich jedoch in eine Richtung gut
spalten lassen und in eine andere nicht. Es gibt jedoch auch Mineralien ohne eine bestimmte Spaltbarkeit, sondern
sie zerbrechen zufällig. Hier kann man das Aussehen der Bruchstellen betrachten. Die Farbe ist das einfachste
Erkennungsmerkmal. Es gibt erst einmal farblose Mineralien wie z. B. den Bergkristall und den Diamanten. Weitere
Quarze, wie z. B. der Amethyst, verdanken ihre Farbe verschiedenen Beimengungen. Sie werden daher gefärbte
Mineralien bezeichnet. Mineralien die dank ihrer chemischer und physikalischer Eigenschaften eine Eigenfarbe haben werden
farbige Mineralien genannt. Zum feststellen, ob ein Mineral gefärbt ist oder farbig ist, kann man damit über eine
Oberfläche streichen und sich den Abrieb angucken. Dies ist der sogenannte Strich. Der Glanz eines Minerals ist
eine weitere Eigenschaft. Es gibt Diamantglanz, Glasglanz, Fettglanz und Metallglanz. Die Lichtdurchlässigkeit ist
auch sehr wichtig. Besonders saubere Mineralien haben eine hohe Lichtdurchlässigkeit, wobei diese natürlich auch
auf die chemischen und physikalischen Eigenschaften, des Minerals selbst, zurückzuführen ist.
Mineraliendatenbank (sortiert nach Mineralklassen)
- Elemente
- Sulfide, Selenide, Telluride, Arsenide, Antimonide und Bismutide
- Halogenide
- Oxide und Hydroxide
- Nitrate, Carbonate und Borate
- Sulfate, Chromate, Molybdate und Wolframate
- Phosphate, Arsenate und Vanadate
- Silikate
- Organische Verbindungen
Autor und Webmaster: Lukas Czarnecki
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Letzte Änderung: 21.01.2006