Grundlagen der Geowissenschaften: Minerale und Kristalle

STEOP: System Erde (LV 280001)
Unterstützendes Handoutmaterial zum Themenkomplex 3:
Minerale und Kristalle:
Bausteine der Erde
Dieses Handoutmaterial ergänzt die Vorlesungsinhalte. Zur Prüfungsvorbereitung
wird weiters empfohlen Kapitel 3 „Die Baustoffe der Erde: Minerale und Gesteine“
des Lehrbuchs „Press/Siever - Allgemeine Geologie“ (J. Grotzinger et al.), 5. Aufl.,
Springer Spektrum, 2008 (hier insbesondere die Kapitelzusammenfassung). Dieses
Handout beinhaltet weitere für die STEOP-Prüfung relevante Inhalte, welche im o.g.
Lehrbuchkapitel nicht hinreichend enthalten sind.
Bei Fragen bitte zu kontaktieren:
Prof. Lutz Nasdala, Institut für Mineralogie und Kristallographie der Universität Wien
UZA2 Raum 2A251 / Telefon 4277-53220 / e-mail: [email protected]
Empfohlene Literatur Mineralogie/Kristallographie:
Allgemeines zur Mineralogie / Kristallographie („easy“):
Matthes, Lehrbuch der Allgemeinen Mineralogie (aktuelle Aufl. Okrusch/Matthes)
Rösler, Lehrbuch der Mineralogie
weiter allgemeine Mineralogie-Lehrbücher
zur Mineral-Systematik:
Strunz, Mineralogische Tabellen (nicht notwendig für Studienanfänger bzw. BSc)
Mineralogie („advanced“):
Putnis, Introduction to mineral sciences (ab MSc bzw. PhD)
Kristallographie:
Kleber, Einführung in die Kristallographie
Allgemeines zur Mineralogie
Mineralogie = Naturwissenschaft von den überwiegend kristallinen
Bausteinen der uns umgebenden geologischen Materie, den
Mineralen (Mineralogie = Lehre von den Mineralen)
alter Begriff: Oryktognosie
auch (eher ungebräuchlich): Lithurgik (Lehre von Verwendung und
Bearbeitung von Mineralen und Gesteinen)
Geologie
Chemie
Mineralogie =
materialwiss.
Geowissenschaft
Werkstoffwissenschaft
Physik
Allgemeines zur Mineralogie
Allgemeine Mineralogie = allgemeingültige Gesetzmäßigkeiten vom Bau
der Minerale, ihren physikalische und chemischen Eigenschaften,
ihrer Bildung / Alteration / Vergehen, ihrem Vorkommen /
paragenetischen Verhältnissen und ihrer Nutzung
Spezielle Mineralogie = Beschreibung der einzelnen Minerale (Stellung
im Mineralsystem, Bildung, Eigenschaften, etc.)
Teilbereiche der Mineralogie:
Historische Mineralogie
Regionale Mineralogie
Mineralchemie, Kristallchemie, Geochemie
Mineralphysik, Kristallographie
Mineralanalytik
Technische Mineralogie / Angewandte Mineralogie / Synthesen
Kosmische Mineralogie
Mineralogie der Lagerstätten / genetische Mineralogie
Mineralogie gesteinsbildender Spezies: Petrologie
Mineralsystematik / systematische Mineralogie
Allgemeines zur Mineralogie
Mineraldefinition: Minerale sind stofflich homogene, feste und kristalline
anorganische Körper der natürlichen Materie der Erde
Begriffsherkunft: minera (altdeutsch für Erz, Erzstufe), urspr. von mina
(lat. Schacht); bzw. minare (lateinisch Bergbautreiben)
Beispiele für Abweichungen von der Mineraldefinition:
 stoffliche Homogenität (= definierter Chemismus und definierte
Kristallstruktur): z.B. Zonierungen, Verunreinigungen, Baufehler
 fester Aggregatzustand: z.B. Hg ist flüssig aber dennoch ein Mineral
 Kristallinität: amorphe Minerale (z.B. Opal, Gläser, metamikte Min.)
 anorganische Zusammensetzung: organische Minerale
 natürliche Minerale (= irdisch und kosmisch): z.B. technische
Minerale, Mineralsynthesen
 terrestrische Entstehung: z.B. Minerale in Meteoriten
Allgemeines zur Mineralogie
Mineraldefinition: Minerale sind stofflich homogene, feste und kristalline
anorganische Körper der natürlichen Materie der Erde
Zum Vergleich:
Gestein = feste Vereinigung von Mineralen (sowie von Bruchstücken
anderer Gesteine, Organismenrückständen, etc.); i.d.R. fest,
i.d.R. natürlich auftretend, oft makroskopisch homogen aber
i.d.R. mikroskopisch heterogen
Stein = Körper oder Objekt, bestehend aus einem (oder mehreren)
Mineral(en) oder Gestein(en)
Kristall = homogener Festkörper definierter Zusammensetzung mit
natürlich gewachsener polyedrischer Form, der durch (dreidimensional unendlich) regelmäßige Anordnung der Bausteine
(Atome / Ionen / Moleküle) im sog. Kristallgitter charakterisiert ist
Quasikristall = Körper, bei dem die Bausteine geordnet, aber nicht
periodisch angeordnet sind
Allgemeines zur Mineralogie
Mineralart: Mineralindividuen, deren chemische Zusammensetzung und
Struktur gleich ist
ACHTUNG: Zu vielen Mineralen gibt es neben den anerkannten
Bezeichnungen auch veraltete, wenngleich immer noch gebräuchliche
Begriffe! Beispiele: Kalkspat (= Calcit), Bleiglanz (= Galenit), Zinkblende
(= Sphalerit), Roteisenstein (= Hämatit), Schwerspat (= Baryt)
Mineralvarietät: alle Mineralinidividuen (einer Mineralart), die eine
zusätzliche, spezifische Besonderheit aufweisen
Beispiele: Amethyst = violetter Quarz; Achat = lagig-gebänderter, mikrokristalliner Quarz; Chalkotrichit = nadelig ausgebildeter Cuprit;
Smaragd = grüner Beryll; Aquamarin = blauer Beryll; Rubin =
roter Korund; Amazonit = grüner Mikroklin
Mineralgruppe: umfasst mehrere Mineralarten, welche weitgehende
Ähnlichkeiten (sind oft isostrukturell) aufweisen
Beispiele: Granat-Gruppe; Turmalin-Gruppe; Feldspäte; Zeolithe
(Gerüstsilikate mit strukturellen Kanälen, in denen Wasser
eingelagert wird); Olivine
Allgemeines zur Mineralogie
Polymorphe (bzw. polymorphe Mineralarten) = Minerale mit gleichem
Chemismus, aber unterschiedlichen Kristallstrukturen („Vielgestaltigkeit“)
Beispiele:
C (Graphit, Diamant)
SiO2 (Quarz, Tridymit, Coesit, Stishovit, ...)
KAlSi3O8 (Sanidin, Orthoklas, Mikroklin)
CaCO3 (Calcit, Aragonit, Vaterit)
Isotype Minerale = Minerale mit gleichem Strukturtyp, aber
unterschiedlichem Chemismus
Beispiele:
Strontianit, SrCO3 (im Aragonit-Strukturtyp)
Sylvin, KCl; Galenit, PbS (beide im Halit-Strukturtyp)
Kassiterit („Zinnstein“), SnO2 (im Rutil-Strukturtyp)
Isomorphe Minerale = sehr ähnliche Strukturen, dadurch chemische
Mischbarkeit bzw. Mischkristallbildung („Gleichgestaltigkeit“)
Beispiele:
Fayalit (Fe2SiO4) – Forsterit (Mg2SiO4) = Olivine
Albit (NaAlSi3O8) – Anorthit (CaAl2Si2O8) = Plagioklase
Mineralstruktur
Die Struktur ist i.d.R. bestimmt durch Anordnung von Atomen in einem
dreidimensional unendlichen Kristallgitter mit Translationssymmetrie ;
daraus resultierend Kristalle (= makroskopisch ebenflächig begrenzte
Körper):
Fluorit, CaF2 (Z=4):
kub. Elementarzelle
Translationsgitter
kubische Kristalle
(würfeliger Habitus)
Bau von Kristallen: Beispiel Halit (I)
Anordnung von Na+- (rot)
und Cl--Ionen (blau) im
kubischen Halitgitter
Gleiche Darstellung,
mit Ionenradien auf 25%
reduziert.
Schwarz: Elementarzelle
Gleiche Darstellung, mit
Cl-Koordinationspolyeder
Oktaedrische (6er-)
Koordination: Jedes Cl ist
von sechs Na umgeben)
Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen
(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Bau von Kristallen: Beispiel Halit (II)
Analoge Darstellung, plus hälftige
darüberliegende Elementarzelle
Gleiche Darstellung, mit NaKoordinationspolyeder
Oktaedrische (6er-) Koordination:
Jedes Na ist von sechs Cl umgeben)
Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen
(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Bau von Kristallen: Beispiel Korund
Blick entlang c-Achse
Tetraedrische Koordination O-Al
Blick perspektivisch gekippt
Oktaedrische Koordination Al-O
Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen
(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Bau von Kristallen: Beispiel Diopsid
CaMg[Si2O6]
Anordnung von Ionen im
monoklinen Diopsidgitter:
rot = Ca
grün = Mg
blau = Si
grau = O
Gleiche Darstellung, mit
Koordinationspolyedern
Si-O = 4
Mg-O = 6
Ca-O = 8
Gleiche Darstellung, nur
Koordinationspolyeder
Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen
(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Bau von Kristallen: Beispiel Ca-Zeolith
Mordenit, Ca[AlSi5O12]2 · 6H2O
Anordnung von Ionen im rhombischen
Mordenitgitter: rot & grün = Ca, dunkelblau = Si, hellblau = H, grau = O
Werden nur die Si-O-Tetraeder dargestellt, sind die typischen strukturellen
Kanäle wesentlich besser erkennbar
Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen
(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Bau von Kristallen: Koordination
Interatomare Bindung und Koordination:
Radienverhältnis Koordination
Beispiel
0,155 - 0,225
3
CO3 in Calcit
0,225 - 0,414
4
SiO4 in Olivin
0,414 - 0,732
6
NaCl6 in Halit
0,732 - 1
8
CaO8 in Diopsid
12
KO12 in Muskovit
>1
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(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Mineralchemismus
Klassifikation in zehn Mineralklassen (welche wiederum nach
chemischen oder strukturellen Gesichtspunkten in Abteilungen unterteilt
werden):
1. Element-Minerale (z.B. Eisen, Fe; Diamant, C; Graphit, C)
2. Sulfide (z.B. Pyrit, FeS2; Galenit, PbS; Sphalerit, ZnS)
3. Halide / Halogenide (z.B. Halit, NaCl; Fluorit, CaF2)
4. Oxide / Hydroxide (z.B. Quarz, SiO2; Magnetit, Fe3O4)
5. Karbonate / Nitrate (z.B. Calcit, CaCO3; Malachit, Cu2[(OH)2/CO3])
6. Borate
7. Sulfate (z.B. Gips, CaSO4 · 2H2O; Baryt, BaSO4)
8. Phosphate / Arsenate/ Vanadate (z.B. Apatit, Ca5[PO4]3F)
9. Silikate (z.B. Forsterit, MgSiO4; Pyrop, Mg3Al2[SiO4]3; Topas,
Al2[F2/SiO4]; Muscovit, KAl2[(OH,F)2/AlSi3O10]; Orthoklas, K[AlSi3O8])
10. organische Minerale
Mineralchemismus: Silikate
Sub-Klassifikation der Silikate nach kristallstrukturellen Gesichtspunkten
in Abteilungen: Art der Vernetzung der SiO4-Tetraeder
1. bis 3. Keine unendliche Vernetzung:
Nesosilikate
Sorosilikate
Cyclosilikate
(Insel)
keine direkte Verknüpfung der Tetraeder; daher [SiO4]
(Gruppe) Verknüpfung zweier Tetraeder zu [Si2O7]
(Ring)
Verknüpfung über zwei Ecken (z.B. [Si3O9,], [Si6O18])
4. Unendliche Vernetzung in einer Richtung:
Inosilikate (Kette), weiter unterteilt in Einfachketten / Doppelketten und Einer-, Zweier-,
Dreierketten etc.
Einfachkette: Verknüpfung über zwei Ecken (z.B. [Si2O6], [Si5O15])
Doppelkette: Verknüpfung über zwei oder drei Ecken (z.B. Si8O22])
5. Unendliche Vernetzung in zwei Richtungen:
Phyllosilikate (Schicht), weiter unterteilt in Zweischicht-, Dreischicht-, Vierschicht-silikate
(mit und ohne Zwischenschichten etc.). Verknüpfung über drei Ecken.
6. Unendliche Vernetzung in drei Richtungen:
Tektosilikate (Gerüst). Direkte Verknüpfung der Tetraeder über alle vier Ecken.
Achtung: In manchen Lehrbüchern wird Quarz (Oxid!)
als Tektosilikat behandelt.
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(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Kristallsymmetrie
Klassifikation in sieben (acht) Kristallsysteme (welche wiederum nach
strukturellen Gesichtspunkten in Kristallklassen und Raumgruppen
unterteilt werden)
1. Kubisches System (z.B. Diamant, C; Galenit, PbS; Pyrit, FeS2;
Halit, NaCl; Magnetit, Fe3O4; Fluorit, CaF2)
2. Tetragonales System (z.B. Chalkopyrit, CuFeS2)
3. Rhombisches / orthorhombisches System (z.B. Olivine,
(Mg,Fe)2SiO4; Topas, Al2[F2/SiO4]; Baryt, BaSO4)
4. Hexagonales System (z.B. Apatit, Ca5[PO4]3F)
5. Trigonales System (z.B. Calcit, CaCO3; Korund, Al2O3; Quarz, SiO2)
6. Monoklines System (z.B. Gips, CaSO4 · 2H2O; Malachit,
Cu2[(OH)2/CO3]; Muscovit, KAl2[(OH,F)2/AlSi3O10])
7. Triklines System (z.B. Mikroklin, K[AlSi3O8])
[8. Amorphe Minerale; Beispiele Opal, Bernstein (?), Lechatelierit]
Kristallformen
Geschlossene Formen: “gleichwertige” (besser symmetrieäquivalente)
Kristallflächen können einen geschlossenen Körper aufbauen
Beispiele: Tetraeder, Rhombendodekaeder, Dipyramide, Skalenoeder
Offene Formen: “gleichwertige” (besser symmetrieäquivalente)
Kristallflächen können NICHT einen geschlossenen Körper aufbauen
Beispiele: Prisma (hex., tetrag.), Pinakoid (hex., tetrag.), Doma
Einfache Formen: Kristalle bestehen aus “nur einer Flächenart” (besser:
bestehen aus einer geschlossennen Form)
Beispiele: Rhombendodekaeder, Oktaeder, Würfel, Dipyramide, ...
Kombinierte Formen: Kristalle weisen Flächen mehrerer (geschlossener
und/oder offener) Formen auf
Beispiel 1: Kombination rhombisches Disphenoid und zwei Pinakoide
Beispiel 2: Kombination von sechs Pinakoiden (triklin)
Beispiel 3: Kombination von hexagonalem Prisma und Basis-Pinakoid
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(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Morphologie
Kristallform
idiomorph = eigengestaltig, xenomorph = fremdgestaltig
(Zwischenstufe: hypidiomorph)
Kristalltracht; Tracht
= Gesamtheit der Flächen
(Beispiele: oktaedrisch, würfelig, hexagonal-prismatisch, pyramidal)
Kristallhabitus; Habitus
= äußere Kristallgestalt
(Beispiele: isometrisch, gedrungen, prismatisch, stängelig, nadelig,
faserig, plattig; dabei oft Begriffe, welche die Zahl gleichwertiger
Dimensionen beschreiben)
Aggregatform
= Art der Miteinender-Verwachsung von Kristallindividuen
(Beispiele: massig, radialstrahlig, blättrig, verfilzt, nierig, traubig,
oolithisch, stalaktitisch, gebändert; auch typische Verzwillingungen)
Morphologie: Tracht und Habitus
Beispiel : gleiche Tracht bei unterschiedlichem Habitus
(hier: Kombination des di-trigonalen Prismas
mit Dipyramide)
Quarzkristalle:
oben kurzsäuliger (nahezu isometrischer) Habitus
unten säuliger bzw. prismatischer Habitus
Beispiel : gleicher Habitus (hier: säulig-prismatisch)
bei unterschiedlicher Kristalltracht
links: Quarzkristall (Kombination von Prisma und
„aufgesetzter“ Dipyramide)
rechts: Aragonitkristall (Kombination von Prisma
und Basis-Pinakoid)
Morphologie: Verwachsungen
Reguläre Mineralverwachsungen:
(a) Zwillinge: Individuen einer Mineralart mit unterschiedlicher kristallographischer
Orientierung
(b) Parallelverwachsungen: Individuen einer Mineralart mit übereinstimmender
kristallographischer Orientierung
(c) Epitaxie: Individuen verschiedener Mineralarten mit orientierter Verwachsung
(durch Übereinstimmungen in den Gittersymmetrien bedingt)
Optische Eigenschaften
Farbe
im homogenen Festkörper eine kooperative Eigenschaft von
Chemie und Struktur, verursacht durch wellenlängenspezifische
Licht-Absorption (Wellenlängenbereich 400 – 750 nm)
i.d.R. anisotrop (Pleochroismus, Dichroismus)
Strichfarbe, Strich
im Pulver („Strichfarbe“) reale Streu-/Absorptionsfarbe =
Eigenfarbe, i.d.R. ohne Vorherrschaft kooperativer Effekte des
homogenen makroskopischen Festkörpers
Farbe goldgelb, Strich schwarz
Beispiele:
Pyrit, FeS2
Malachit, Cu2(OH)2CO3 Farbe grün, Strich grün
Farbe grün, Strich weiß/farblos
Amazonit, KAlSi3O8
Transparenz
transparent (durchsichtig), translucent (durchscheinend), trüb,
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milchig, opak (undurchsichtig)
(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Optische Eigenschaften
Lichtbrechung
optische Dichte; erkennbar anhand der Wechselwirkung von
elektromagnetischer Strahlung mit Materie
in kristalliner Materie i.d.R. anisotrop;
beschrieben durch das Snellius´sche Brechungsgesetz
Glanz = visuell erkennbarer Effekt der Lichtbrechung
 sehr hohe Lichtbrechung: metallischer Glanz (bei opaken Festkörpern
incl. Quecksilber; Bsp. Pyrit, Chalkopyrit)
 mittelhohe Lichtbrechung: halbmetallischer Glanz, Diamantglanz,
Fettglanz (Bsp. Sphalerit, Rutil, Titanit)
 niedrige Lichtbrechung: Glasglanz, matter Glanz (Bsp. Halit, Quarz)
 weitere Begriffe für genauere Beschreibung: blendeartiger, harzartiger,
seidiger Glanz (bergmännisch: „Kiese - Glanze - Blenden - Fahle“)
weitere Lichtwirkungen
Doppelbrechung (Beispiel Calcit) sowie besondere Effekte
(Opaleszenz - Labradorisieren - Chatoyance - Asterismus)
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(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Optische Eigenschaften
Doppelbrechung: Vermögen von Mineralen, einen Lichtstrahl in zwei
Teilstrahlen aufzuspalten, welche sich dann hinsichtlich Lichtbrechung,
Ausbreitungsrichtung, Absorption (Farbe), etc. unterschiedlich verhalten. Bei
allen Mineralen, außer kubischen und amorphen Spezies.
zweifach zu sehen.
Calcit (CaCO3): Großer Kristall im
Gegenlicht, naturhistorisches
Museum Wien. Als Resultat der starken
Doppelbrechung ist die Kreuzblende
zweifach zu sehen.
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(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Mechanische Eigenschaften von Mineralen
Härte = Widerstand, den ein Mineral dem mechanischen Eindringen eines
anderen Minerals entgegensetzt; in kristalliner Materie immer
anisotrop
(uneinheitlich: Ritzhärte, Eindruckhärte, Schleifhärte)
Ritzhärte: Mohs´sche Härteskala = 10 Normminerale, bei denen das folgende (härtere) immer das vorhergehende von Einkristall zu Einkristall ritzt
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Talk (mit dem Fingernagel schabbar)
Gips, Halit (mit dem Fingernagel ritzbar)
Calcit
Fluorit
Apatit (mit dem Messer ritzbar)
Orthoklas
Quarz (ritzt Fensterglas)
Topas
Korund
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Diamant
(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Mechanische Eigenschaften von Mineralen
Spaltbarkeit (bzw. Teilbarkeit) bzw. Bruch
Verhalten eines Minerals / Kristalls bei mechanischer Zerstörung;
strukturabhängig, daher in kristalliner Materie immer anisotrop
Spaltbarkeit (bzw. Teilbarkeit) = entlang kristallographisch bestimmter
Schwächezonen in der Struktur
Bruch = Richtung nahezu beliebig, nicht kristallographisch vorbestimmt
 Beschreibung der Spaltbarkeit nach der Form (z.B. würfelig, spätig,
blättrig) bzw. der Richtung (z.B. nach der Oktaederfläche, parallel
zur Basis, senkrecht zum Prisma etc.)
 Beschreibung der Spaltbarkeit nach der Qualität (z.B. sehr vollkommmen, vollkommen, sehr gut, gut, mäßig, schlecht)
 Beschreibung des Bruchs nach der Topographie der
entstehenden Oberfläche (z.B. uneben, muschelig, hakig,splittrig)
Tenazität
(Verformbarkeit) z.B. hämmerbar, schneidbar,
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duktil, flexibel, spröde
(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Mechanische Eigenschaften von Mineralen
Dichte (angegeben in Gramm pro Kubikzentimeter)
- orts- und richtungsunabhängige Konstante, D
- Berechnung D = M/V (M = Masse; V = Volumen)
- bzw. Berechnung als sog. „Röntgendichte“: D = Z×M / N×V
Z = Zahl der Formeleinheiten pro Elementarzelle
M = molekulare Masse bzw. Summe der Atommassen pro
Formeleinheit
N = Loschmidt’sche Zahl: 6,02... × 1023 Atome pro g
V = Volumen der Elementarzelle
Beispiele (Angaben in g/cm3):
Eis
0.9
Graphit
2.22
Quarz
2.65
Biotit
2.98
Topas
3.57
Baryt
4.48
Galenit
7.6
Gold
19.3
Halit
Orthoklas
Calcit
Apatit
Rutil
Hämatit
Quecksilber
Platin
2.17
2.55
2.72
3.18
4.30
5.3
13.5
21.5
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(nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Zusatz zur Terminologie
Organogene Minerale vs. organische Minerale:
- organogen: durch Tätigkeit lebender Organismen entstanden
Beispiele: Muscheln, Radiolarien, Diatomeen (Calcit, Aragonit, auch Strontianit);
Otolithe, Perlen (Aragonit, Vaterit); Knochen, Zahnmaterial (Ca-Apatit)
- organisch: organische chemische Zusammensetzung = C-H-O-Verbindung
Beispiele: Ravatit (C14H10); Whewellit (CaC2O4 ⋅ H2O)
Beispiel für eine organogene sedimentäre Lagerstätte: Muschelkalkabbau bei Shark Bay, WA. Fotos privat.
Mineralgenese
1. Magmatische Bildung: Entstehung aus einem meist silikatischen Magma
(= glutheiße Schmelze, meist silikatisch)
liquidmagmatische Bildungen = Phasen entstehen direkt aus dem
(flüssigen) Magma
Pegmatite = Spätkristallisate, riesenkörnig
postmagmatische Bildungen = Phasen entstehen aus Fluida (Gasen
und/oder Flüssigkeiten), die aus dem Magma entwichen sind
bzw. sich aus diesem entwickelt haben
pneumatolytische Bildungen = aus überkritischen Fluida
hydrothermale Bildungen = aus unterkritischen Fluida
2. Metamorphe / metamorphogene Bildung: Entstehung durch
Metamorphose (= Umwandlung eines Minerals in ein anderes etc.)
Metamorphose (= Umwandlung eines Minerals in ein anderes etc.)
3. Sedimentäre Bildung: Entstehung durch exogene Prozesse
(mechanische, chemische oder biogene Verwitterung)
Seifen = sekundäre sedimentäre Mineralanreicherungen
Mineralgenese
Allgemeine Termini:
Paragenese = typische, weil gesetzmäßige Mineralvergesellschaftung
Assoziation = zufällige Mineralvergesellschaftung
Akzessorien = weit verbreitete, aber in Gesteinen nur in geringen
Konzentrationen vorkommende Minerale (Gegensatz zu
Hauptgesteinsbestandteilen)
genesekritische Minerale = Minerale, welche nur in einem relativ
schmalen Bildungsbereich entstehen (auch Faziesanzeiger)
Bsp.: Diamant, Coesit für HP-HT
Bsp.: Sylvin für Evaporite
Bsp.: Auripigment (As2S3) für niedrigstthermale Hydrothermen
Durchläuferminerale = Gegensatz zu oben: Minerale, die in sehr vielen
Bildungsbereichen entstehen bzw. vorkommen
Bsp.: Quarz (liquidmagmatisch, pegmatitisch, pneumatolytisch,
hydrothermal, biogen, metamorph, etc.)
Mineralalteration
Pseudomorphosen
Pseudomorphose = ein Mineral in der äußeren Gestalt eines anderen Minerals
(durch sekundäre Mineralumwandlung bei Beibehaltung der äußeren Form)
Beispiel: Hämatit pseudomorph nach Magnetit durch Umwandlungsreaktion
2 Fe3O4 + ½ O2 → 3 Fe2O3
Monazit pseudomorph nach Apatit
Paramorphose = Pseudomorphose ohne chemische Änderung (ein Polymorph nach
einem anderen Polymorph der selben chemischen Substanz)
Beispiel: graphitisierter Diamant, Tief-Quarz nach Hoch-Quarz
Perimorphose = Umhüllungs-Pseudomorphose