Mineral Kristall Gestein

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1 Mineral Kristall Gestein Minerale = Kristalle = Gestein = feste Stoffe, die aus gleichartigen atomaren Bausteinen in gesetzmäßiger und regelmäßiger Anordnung aufgebaut sind.! Minerale sind durch chemische Formeln beschreibbar: z.b. Steinsalz NaCl Kalk CaCO3 Quarz SiO2 Minerale, die von ebenen Flächen gesetzmäßig begrenzt sind. z.b. Steinsalz (NaCl )bildet Würfel aus; Wenn ein Mineral (z.b. Calcit) oder ein gleichartiges Mineralgemenge (z.b. Granit = Feldspat + Quarz + Glimmer) in großen Massen auftritt. Entstehung eines Kristalls: Flüssige Gesteinsschmelze (die atomare Bausteine sind beweglich) " Erstarrung (Die Teilchen verlieren die Beweglichkeit und liegen an bestimmten Stellen des Körpers fest.) a) rasche Erstarrung! feste Körper, in dem die Teilchen gesetzlos angeordnet sind.! Die Begrenzung hängt von zufälligen Außeneinflüsse ab.! gestaltloser Körper = amorpher Körper = Glas Das physikalische Verhalten eines amorphen Körpers ist durch die zufällige Anordnung der Teilchen nach allen Richtungen gleich = isotrop. b) langsame Erstarrung! Die Teilchen haben Zeit und Möglichkeit sich regelmäßig aneinanderzureihen.! kristalline Körper, Kristalle Jeder Kristall ist nach einem Kristallgitter (Abb.122.1) aufgebaut und gehorcht daher auch bestimmten Kristallgesetzen. Das physikalische Verhalten eines kristallinen Körpers ist durch ein gesetzmäßige Anordnung der Teilchen richtungsgebunden = anisotrop z.b. Schwefel rasche Abkühlung langsame Abkühlung! amorph! Kristalle Bei der Entstehung eines Kristalls verbinden sich zuerst einige wenige Elementarteilchen zu einem Kristallkeim. An sie lagern sich gesetzmäßig neue Teilchen an. Liegen die Kristallkeime in großen Abständen! Große regelmäßige Kristalle Bei einseitiger Stoffzufuhr! verzerrte Kristalle (Abb a+b) Bei zu geringer Stoffzufuhr kann das Flächenwachstum des Kristalls nicht mit dem schnellen Wachstum der Kanten mithalten! Kristallskelette (z.b. Schneekristalle) Liegen die Kristallkeime in geringen Abständen! gegenseitige Wachstumshinderung! Kristalldrusen (z.b. Amethystdrusen) Wenn sich zwei Kristalle in gesetzmäßiger Weise verbinden! Kristallzwillinge z.b. Schwalbenschwanzzwillinge: Berührung der Kristalle in einer Ebene; z.b. Gipskristall Bilden sich gleichzeitig sehr viele Kristallkeime in geringen Abständen! Kristalliner Körper Sind die einzelnen Minerale so klein, dass sie mit freiem Auge nicht gesehen werden können! dichter Körper

2 Das Kristallwachstum folgt immer bestimmten Gesetzen: 1. Gesetz der Winkelkonstanz: Die gleichen Flächen derselben Kristallart schließen bei allen Kristallen gleiche Winkel ein. Natürliche Kristalle sind durch äußere Einflüsse beim Wachstum oft verzerrt, aber ihre Flächenwinkel werden stets genau eingehalten. 2. Symmetriegesetz: Alle Kristalle sind symmetrisch. Die Mannigfaltigkeit der Kristallformen läßt sich auf gewisse geometrische Grundformen zurückführen.! Man kann Kristalle nach der Art und Anzahl ihrer Symmetrieelemente in 7 Kristallsysteme (diese wieder in 32 Kristallklassen) einteilen. (Gustav Tschermak, Wiener Mineraloge)! Man untersucht dabei den Kristall, ob er ein Symmetriezentrum (jede Fläche hat eine parallele Gegenfläche) hat, Symmetrieebenen hat, und untersucht die Drehwertigkeit (Deckachsen D2, D2,D4,D6)!Folie (2 dimensional, 3 dimensional Buch S124). System Symmetrien Bezugsachse Kristallformen Mineralien Kubisch 4 3-zählige 3 aufeinander senkrecht n stehende gleichlange n Tetragonal 1 4-zählige hexagonal 1 6-zählige 3 aufeinander senkrecht stehende n. Die senkrecht stehende hat eine andere Länge als die beiden gleichlangen anderen 4 n; eine parallel zur 6zähligen n, die anderen 3 gleichlang, in einer Ebene senkrecht zu ihr. Sie bilden untereinander Winkel von 120 Würfel, Oktaeder, Rhombendodeka eder, Ikositetraeder Vierseitige Prismen und Pyramiden Sechsseitige Prismen und Pyramiden Diamant, Pyrit, Steinsalz Kupferkies, Rutil, Zirkon Apatit, Beryll, Graphit trigonal rhombisch monoklin 1 3-zählige Nur 2-zählige n oder Symmetrieebenen. 3 derartige Symmetrieelemente senkrecht aufeinander 1 Symmetrieebe oder 1 2-zählige oder beides wie beim hexagonalen System 3 aufeinander senkrecht stehende, verschieden lange n 3 verschieden lange n; 2 davon bilden keinen rechten Winkel, die 3. steht auf der durch sie beschriebenen Ebene senkrecht Dreiseitige Prismen, Pyramiden und Rhomboeder Rhombische Prismen und Pyramiden Prismen mit geneigten Flächen Calcit, Quarz; Kalkspat, Magnesit Baryt, Schwefel, Topas, Olivin Gips, Muskovit triklin Symmetriezentrum oder keine Symmetrie 3 verschieden lange, in verschiedenen Winkel aufeinanderstehende n Flächenpaare Anorthit, Disthen, Feldspat - 2 -

3 Eigenschaften der Kristalle Da die Kristallformen der Minerale meist nicht so ausgebildet sind, dass man sie deutlich erkennen kann und auch voneinander zweifelsfrei unterscheiden kann, müssen weitere Eigenschaften zum Bestimmen herangezogen werden. Dazu gehören: Farbe a) Eigenfarbe z.b.: schwefelgelb, zinnoberrot,... b) Fremdfarbe durch fremde Einschlüsse verursacht wie chemische und mechanische Beimengungen. z.b.: Quarz: Eigenfarbe Fremdfarbe z.b.:steinsalz: Tritt in vielen Farben auf Bergkristall (farblos) Amethyst (violett) Rosmarin (rosa) Rauchquarz (rauchbraun) Citrin (zitronengelb) Strich Glanz Farbe des Mineralpulvers, das man durch Reiben auf einer farblosen rauhen Porzellanplatte erzeugen kann. Die Farbe des Minerals muß nicht mit der Farbe des Striches übereinstimmen! z.b.: Gold Farbe: goldgelb Strich: goldgelb Pyrit (Katzengold) Farbe: goldgelb Strich: grünlich schwarz Abhängig von: Durchsichtigkeit, Lichtbrechung, Gefüge und Oberflächenbeschaffenheit. Glasglanz Diamantglanz Seidenglanz Fettglanz # matt Perlmuttglanz Metallglanz Spaltbarkeit und Bruch Viele Mineralien lassen sich nach ebenen Flächen spalten. Diese Spaltbarkeit ist abhängig vom Gitterbau der Kristalle: Vollkommene Spaltbarkeit (z.b. Glimmer in eine Richtung) " keine Spaltbarkeit: muscheliger Bruch (z.b. Quarz) Härte (=Ritzhärte) = Widerstand, den ein Mineral beim Ritzen mit einem scharfkantigen Material entgegenbringt. Friedrich Mohs ( ): Deutscher Mineraloge:!zehnteilige Härteskala Talk 01! mit Fingernagel schabbar Steinsalz 02! mit Fingernagel ritzbar Kalkspat 03! mit Kupfermünze ritzbar Flußspat 04! mit Taschenmesser leicht ritzbar Apatit 05! mit Taschenmesser noch ritzbar Feldspat 06! mit Stahlfeile ritzbar Quarz 07! ritzt Fensterglas Topas 08! ritzt Quarz leicht Korund 09! ritzt Topas leicht Diamant 10! nicht ritzbar Härte richtungsabhängigkeit (!man kann daher z.b. Diamanten mit dem eigenen Pulver schleifen!) - 3 -

4 Weitere Eigenschaften Geruch Geschmack (z.b. Salz) Anfühlen (z.b. Talk fettig) Magnetismus Bei guter Ausrüstung, z.b. in Labors sind noch weitere Untersuchungen möglich: Fluoreszenz: z.b. Flourit (=Leuchterscheinung, bei Bestrahlung mit UV Licht) Löslichkeit Es entstehen Ätzfiguren beim Betropfen mit ätzenden Flüssigkeiten. Verhalten vor dem Lötrohr chem. Verhalten Dabei wird die Schmelzreaktion des zu Pulver gestampftes Minerals und Flammenverfärbung getestet.!steinsalz (NaCl)! Flamme! gelb Radioaktivität Wird mit einem Spezialgerät, dem sogenannten Geiger- Müller- Zählrohr ermittelt und die Intensität gemessen. Wärmeverhalten Auch die Wärmeausdehnung der Kristalle ist richtungsgebunden. (z.b.: Ein zu einer Kugel geschliffener Kristall wird erwärmt! Ellypsoid) Elektrisches Verhalten Verhalten von Röntgenstrahlen (Buch Seite 123 Bsp.: Steinsalz, Smaragd) Röntgenstrahlen, die durch einen Kristall geschickt werde, zeigen ein charakteristisches Beugungsmuster. Der Physiker Max von Laue (geb bei Koblenz) bekam den Nobelpreis für das Sichtbarmachen der Kristallgitterstrukturen mit Hilfe von Röntgenstrahlen. Ein solcherart durchleuchteter Kristall hinterläßt auf einer fotografischen Platte ein charakteristisches Beugungsbild (! Laue Diagramm ), das die Symmetrieverhältnisse in einem Kristall widerspiegelt. R...Röntgenröhre B...Blende K...Kristall P...Photoplatte mit Laue-Diagramm einer Würfelfläche - 4 -

5 Edelsteine und Schmucksteine Versuch einer Definition: Edelsteine = Die Minerale, die ein schönes Aussehen besitzen und unseren Blick durch ihr funkelndes Farbenspiel, ihre Transparenz und ihr Glanz fesseln Er soll Abnützungen widerstehen! muß hart sein (Härte 7-10) Er muß selten und modern sein. Es gibt nur 4 eigentliche Edelsteine: Diamant, Rubin, Saphir und Smaragd, alle anderen sind Halbedelsteine oder Schmucksteine. Man kann aber auch Edelsteinimitationen kaufen und teilweise ist es heute sogar möglich, Edelsteine synthetisch herzustellen. Synthesen sind Steine mit der gleichen chemischen Zusammensetzung und den gleichen physikalischen Eigenschaften wie natürlich gewachsene Steine, die sich von diesen nur dadurch unterscheiden, dass sie künstlich hergestellt werden. Diese Herstellung ist aufwendig und kostspielig. Ein Steyrer, Paul Knischka, entwickelt die synthetische Herstellung von Rubinen. Edelsteine waren schon bei den primitiven Völkern sehr begehrt da man ihnen geheimnisvolle magische Eigenschaften und Heilkräfte zuschrieb. Außerdem haben sie eine Beziehung zu den Sternen. Gerade in der heutigen Zeit ist das Vertrauen auf die Kräfte der Edelsteine wieder sehr modern geworden. Den Monaten und den Sternzeichen sind bestimmte Glückssteine zugeordnet, die Glück und Gesundheit bringen sollen. Sternzeichensteine: Widder: Chalcedon, Rubin Stier: Smaragd Zwilling: Onyx Krebs: Karneol, Diamant Löwe: Peridot Jungfrau: Beryll, Onyx Waage: Topas, Smaragd Skorpion: Chrysopras, Rubin Schütze: Zirkon, Saphir Steinbock: Amethyst, Obsidian Wassermann: Jaspis, Obsidian Fische: Saphir Bearbeitung Die Inder und Ägypter waren die ersten, die Steine bearbeiteten. Heute gibt es zahlreiche Schliffarten: Brilliantschliff, Altschliff, Achtkant, Rose, Treppen-Schliff, Ceylon-Schliff, Smaragd- Schliff, Tafel-Schliff, Cabochon, Gemischter Schliff. Die positiven optischen Eigenschaften sollen durch den Schliff betont werden, Fehler und nachteilige Eigenschaften sollen unterdrückt werden. (Außerdem soll nicht zuviel Material weggeschliffen werden.) Gewichtsangabe erfolgt in Karat; 1 Karat = 0.2 g (! 1g = 5 Karat) - 5 -

6 Diamant - H10 1) Diamant mit Ätzfiguren 22x55 mm Dias Ein Strich ist nicht möglich. Steigert die Energie, harmonisiert, heilt und erweitert die Fähigkeiten. 2) gelber Diamant Vorkommen: Brasilien, Australien und UdSSR Mildert Depressionen, stärkt das Nervensystem, wirkt positiv auf die Lunge, den Atem und die Lebensenergie ein (Nabelgegend bis hinauf zum Scheitel). Korundgruppen - H9 3) Rubin oder Karfunkelstein Künstliche Herstellung in Steyr von Paul Knischka. Vorkommen: Ceylon, Thailand, Burma Strich ist weiß. Gut für die Blutzirkulation, bei Herzleiden. Topas H8 4) Topas Gelb, rosa, blau, farblos (Fe, Chrom = farbgebend, weißer Strich) Vorkommen: Brasilien, Cylan, SW- Afrika, UdSSR Nervenberuhigend, für die Nieren, fördert klares Denken. Berylle H7.5 H8 5) Smaragd Vorkommen: Kolumbien, Ural, S- Afrika, Brasilien Dunkelgrün, grasgrün (Chrom = farbgebend) Gut für die Leber, Harmonie, Freundschaft, Treue, Offenheit. Er wird oft als Verlobungsring verwendet. Ist fiebersenkend und heilt kranke Augen. Turmalin H7 H7.5 Grün, rot, blau, gelb, braun, schwarz, farblos (durch Chrom, Mangan, Ni, Co, Ti) weißer Strich Vorkommen: Brasilien, USA, SW- Afrika, Ural, Ceylon 6) roter Turmalin = Rubellit Er ist leicht mit dem Rubin zu verwechseln. So war auch der große Rubin den König Gustav III. von Schweden 1786 Katharina der Großen von Rußland schenkte, in Wirklichkeit ein Rubellit. 7) grüner Turmalin Steigert die Liebesfähigkeit. Quarzgruppe H7 8,9) Bergkristall Vorkommen: Alpen, UdSSR, Brasilien und Madagaskar Heilwirkung bei Drüsen-, Gallen- und Herzbeschwerden, gut für den Kreislauf, fördert die Selbstverwirklichung, und wirkt gegen schreckliche Träume. 10) Rauchquarz Brauner Bergkristall, dunkle Arten heißen Morion. Die Farbe entstand durch die radioaktive Bestrahlung von Nachbargesteinen oder Höhenstrahlung. Vorkommen: Alpen, Ural, Brasilien, Madagaskar 11) Amethyst Der bedeutendste Edelsteinvertreter aus der Gruppe der Quarze. Violett durch Eisen, Mangan, Titan weißer Strich Vorkommen: Brasilien, Uruguay, Madagaskar, Ural und Ceylon Gegen Hautunreinheiten, steht für die Keuschheit (Kardinalsstein), Schutz gegen Trunkenheit. Fördert das Erreichen eines ruhigen, körperlichen, geistigen und emotionalen Zustandes. 12) Amethystrosette 13) Rosenquarz Stark rissig, kaum durchsichtig, hellrosa bis schwach violett durch Mangan Vorkommen: Österreich, Brasilien, USA, Ural Steigert die Verstandskraft, macht lebensfroh und soll gegen Kopfweh wirken

7 14) Zepterquarz 31x 22mm 15) Milchquarz 16) Chalcedon Besteht aus feinen Quarzfasern. Farblich je nach eingelagerten Beimengungen sehr verschieden. Vorkommen: Brasilien, Indien Gegen Schwächen und Unzufriedenheit. 17,18) Achat Bekannteste Chalcedonvarietät Achatmandel innen oft mit Hohlraum. Schützt vor Sturm und Blitzschlag, schärft die Sehkraft. Vorkommen: Brasilien, Uruguay 19) Opal Amorpher Quarz (rasche Erstarrung) Wasserhältig Zweideutig, bringt eher Unglück 20) Quarz mit Rutil: Beliebter Schmucksteine (Trachtenschmuck) in allen Farben außer blau Weitere Quarzvarietäten Citrin, Tigerauge, Avanturin (=grün) Granatgruppen - H6.5-H7 Beliebte Schmucksteine (besonders die Roten) Trachtenschmuck 21) Grossular Meist grün Name von gossularia = Stachelbeere Vorkommen: selten, Pakistan 22) Spessartin Orange bis rotbraun, oft 7cm große Kristall Vorkommen: Kalifornien Jadeit - H6 H6.5 23) Jadeit oder Jade Grün Vorkommen: Italien, Burma, China, Japan Verwendung zu Schmuck, Zier- und Kultgegenstände Lapislazuli H5 - H6 24) Lapislazuli Farbe: lasurblau Gestein aus verschiedenen Mineralien Empfindlich gegen Seife und heiße Bäder, für Harmonie, Symbol des Mystischen Vorkommen: Afghanistan, UdSSR, Chile Türkis H5-H6 25) Türkis Bleicht im Sonnenlicht und durch Schweiß Steigert die verbale Fähigkeiten, ist fiebersenkend und hilft gegen den bösen Blick (Tibet) Rhodochrosit - H4 26,27) Rhodochrosit Name aus dem Griechischen = rosenfarbig Vorkommen. Argentinien, Peru Malachit H3.5 H4 28) Malachit Empfindlich gegen Hitze und Säuren Vorkommen: USA, Ural, Australien Bernstein H2 H2.5 29) Bernstein Der Bernstein, sowie die Korallen und die Perlen sind nicht mineralische Schmucksteine. Bernstein ist organisch entstandenes, fossiles Harz von Nadelbäumen. Farbe honiggelb bis braun Strich ist weiß Er ist brennbar und empfindlich gegen Alkohol und Säuren und heiße Bäder! Test ob echt, in konzentrierter Salzlösung! - 7 -