V15

Kapitel 15:
Gesteinsbildende Minerale
15.1
15.2
15.3
15.4
15.5
15.6
15.7
15.8
15.9
Feldspatgruppe
Quarz
Pyroxen-Reihe
Amphibol-Reihe
Glimmer-Reihe
Olivin-Reihe
Tonminerale
Calcit
Magnetit
Gesteinsbildende Minerale
Von der IMA (International Mineralogical Association) waren
1999 ca. 4000 Minerale anerkannt. Nur wenige davon sind
häufig bzw. gesteinsbildend.
In der Erdkruste am häufigsten (in Vol.%) sind:
Plagioklas
Alkalifeldspat
Quarz
Pyroxene
Amphibole
Glimmer
39 %
12 %
12 %
11 %
5%
5%
Olivin
Tone (+ Chlorit)
Calcit (+Aragonit)
Magnetit (+Ti-Magnetit)
Dolomit
andere Minerale
3 %
4,6 %
1,5 %
1,5 %
0,5 %
4,9 %
(u.a. Granat, Disthen, Andalusit, Apatit, ...)
1. Feldspatgruppe
Wichtigste Mineralgruppe, da sie 58% der Erdkruste ausmacht.
Chemismus:
3 Endglieder : Kalifeldspat
Albit
Anorthit
Kristallographie:
Eigenschaften:
(Or)
(Ab)
KAlSi3O8
NaAlSi3O8
CaAl2Si2O8
(Or)
(Ab)
(An)
triklin oder monoklin (nur Or)
Gerüstsilikate
typische Zwillinge
(Karlsbader-, Manebach-, Albit-Gesetz)
H  6, niedrige Brechzahl, # unter90°
r = 2,5...2,7gcm-3, meist helle Eigenfarbe
(An)
Dreistoffsystem der Feldspäte
Orthoklas
Perthit
Antiperthit
(TT-)
10
30
Kalifeldspäte:
- Mikroklin (TT-Modifikation)
- Orthoklas
- Sanidin (HT-Modifikation)
- Entmischungen: Perthite
(HT-)
Mischungslücke
50
70
90
Plagioklase
Albit
Albit
Andesin
Bytownit
Oligoklas
Labradorit
Anorthit
Feldspäte
Mikroklin
prismatischer Sanidin
im Dünnschliff
Labradorit
2. Quarz
Wichtiges Mineral mit 12,5% Anteil an der Erdkruste.
Chemismus:
SiO2
Kristallographie:
trigonal-trapezoedrisch, enantiomorph
Polymorphie u.a. zu Cristobalit, Tridymit
typische Zwillinge:
(Brasilianer-, Dauphineer-, Japaner-Gesetz)
Modifikationswechsel bei 573° zu Hochquarz
Eigenschaften:
H = 7, Brechzahl  1,55, keine #
r = 2,65 gcm-3, vielfältige Färbungen zahlreicher
Varietäten, optisch aktiv, piezoelelektrisch
Strukturprinzip von
Tief- und Hoch-Quarz
SiO2-Modifikationen
Kryptokristallin:
Chalcedon (Achat, Onyx,
Karneol,...), Jaspis
Amorph:
Opal (mit Wasser),
Lechatelierit
Quarzvarietäten
Bergkristall mit Rutil (Univ. Köln)
Rauchquarz
(TUBA Freiberg)
Achatmandel
3. Pyroxene
Wichtige Mineralgruppe mit 11% Anteil an der Erdkruste.
Chemismus und Kristallographie:
AB[Si2O6 ]
2 Untergruppen:
- Orthopyroxene (orthorhombisch)
Enstatit
Mg2 [Si2O6 ]
Bronzit
(Mg,Fe)2 [Si2O6 ]
Hypersthen
(Mg,Fe)4 [Si2O6 ] 2
- Klinopyroxene (monoklin)
Diopsid
CaMg [Si2O6 ]
Hedenbergit
CaFe [Si2O6 ]
Jadeit
NaAl [Si2O6 ]
Ägirin
NaFe [Si2O6 ]
Augit
(Ca,Mg,Fe,Ti,Al) [(Si,Al)2O6 ]
Pyroxene sind Kettensilikate mit Zweiereinfachkette.
Pyroxene
Eigenschaften:
H = 5-7, hohe Brechzahl > 1,6, #  90°
d > 3,2, dunkles Mineral (mafitisch)
4. Amphibole
Wichtige Mineralgruppe mit 5% Anteil an der Erdkruste.
Chemismus und Kristallographie:
A B1,5...2,5C [(OH, F) / Si4O11 ]
Amphibole sind meist monoklin (selten rhombisch).
Amphibolminerale sind u.a.
- Anthophyllit
- Tremolit
- Glaukophan
- Aktinolith (Asbest)
- und vor allem Hornblende
(Ca,Na,K)2-3(Mg,Fe,Al)5 [(OH, F)2 / (Si,Al)2 Si6O22 ]
Amphibole sind Kettensilikate mit Zweierdoppelkette.
Hornblende
Eigenschaften:
H = 5-6, hohe Brechzahl: 1,63...1,70, #  124°
d = 3,1...3,3,
dunkles Mineral (mafitisch): grün-schwarz
Amphibole
Amphibol-Spaltbarkeitswinkel sind
mineraltypisch.
Amphibol senkr. [001]
Spaltwinkel: 124°
5. Glimmer-Minerale
Wichtige Mineralgruppe mit 5% Anteil an der Erdkruste.
Chemismus und Kristallographie:
Dunkelglimmer
Es gibt
und
Hellglimmer.
Wichtigste Vertreter sind:
Biotit
und
K(Mg,Fe)3 [(OH, F)2 / AlSi3 O10 ]
Muskovit
KAl2 [(OH, F)2 / AlSi3 O10 ]
Glimmer sind monoklin (pseudohexagonal). Glimmer sind Schichtsilikate.
Winkel:
(a,c)90°
Glimmer-Eigenschaften
Biotit:
Muskovit:
sehr gute # nach (001)
H = 2-3
Brechzahl um 1,6
d=3,1
d=2,7...3,1
schwarz (grün, braun)
transparent
strategischer Isolator
Turmalin mit Biotit im Dünnschliff: Pleochroismus!
6. Olivin-Reihe
Wichtiges Mineral des Erdmantels.
Chemismus:
A2 SiO4
Mischkristalle heißen Olivin, die Endglieder sind
Forsterit (A=Mg) und Fayalith (A=Fe)
Kristallographie:
rhombisch-dipyramidal
häufig isometrische Kristalle
Olivine sind Inselsilikate.
Eigenschaften:
H = 6-7
Brechzahl > 1,64
schlechte #
d = 3,3...3,5
farblos-grün
Olivin-Interferenzfarben unter
gekreuzten Polarisatoren
Olivinmischkristalle
7. Ton-Minerale
Wichtige Mineral-Gruppe der Sedimentgesteine.
Chemismus und
Kristallographie:
beides ist kompliziert
als Zweischichtsilikat A2oder3 [(OH)4 / Si2 O5 ]
als Dreischichtsilikat A2oder3 [(OH)2 / Si2 O5 ]
Minerale:
Kaolinit, Montmorillonit u.v.a.m
Eigenschaften:
geringe Härte
Brechzahl: 1,5...1,6
sehr gute # nach (001)
d < 2,7, oft um 2
farblos, aber oft getönt
sehr feinkörnig
8. Calcit
Wichtiges „Durchläufer“-Mineral.
Chemismus:
CaCO3
Polymorphie mit Aragonit und Vaterit
partielle Mischbarkeit mit Dolomit CaMg(CO3)2,
und Ankerit CaFe(CO3)2
Kristallographie:
rhomboedrisch
häufig isometrische Kristalle
formen- und flächenreichstes Mineral
isomorph mit Rhodochrosit (Mn), Siderit (Fe),
Smithsonit (Zn), Magnesit (Mg)
Eigenschaften:
H=3
oft lumineszierend
hohe Doppelbrechung
sehr gute # nach {10-11}
d = 2,72
farblos-weiß
Calcit bildet monomineralische Gesteine:
Kalkstein, Marmor
Calcit
Ionenanordnung im Spaltrhomboeder nach [10-11]
(Hinweis auf extrem hohe Doppelbrechung)
Calcit - Dolomit
Calcit und Dolomit
sind Industrieminerale.
Calcit - Dolomit
Ätzfiguren auf Calcit (links) und Dolomit (rechts)
8. Calcit
Calcit ist eines der formenreichsten Minerale.
Oft luminesziert Calcit
(SE-Gehalt).
Besonders markant ist der
Isländische Doppelspat.
9. Magnetit
Wichtiges Eisenerz
Chemismus:
Fe3O4
andere Eisenoxidminerale sind Hämatit (-Fe2O3)
und Maghemit ( -Fe2O3 )
Kristallographie:
Kubisch-hexakisoktaedrisch
häufig isometrische Kristalle (Oktaeder)
Eigenschaften:
H = 5-6
Brechzahl = 2,42
starker Ferromagnetismus
muschliger Bruch, keine #
d = 5,2
opak, schwarzer Strich
Hexakisoktaeder