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: lutz.nasdala@univie.ac.at
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
Mineralogie = Naturwissenschaft von den überwiegend kristallinen Bausteinen der uns umgebenden geologischen Materie, den Mineralen (Mineralogie = Lehre von den Mineralen) alter Begriff: Oryktognosie Allgemeines zur Mineralogie auch (eher ungebräuchlich): Lithurgik (Lehre von Verwendung und Bearbeitung von Mineralen und Gesteinen) Geologie Chemie Mineralogie = materialwiss. Geowissenschaft Physik Werkstoffwissenschaft
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
Zum Vergleich: Allgemeines zur Mineralogie Mineraldefinition: Minerale sind stofflich homogene, feste und kristalline anorganische Körper der natürlichen Materie der Erde 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
Polymorphe (bzw. polymorphe Mineralarten) = Minerale mit gleichem Chemismus, aber unterschiedlichen Kristallstrukturen ( Vielgestaltigkeit ) Beispiele: C (Graphit, Diamant) SiO 2 (Quarz, Tridymit, Coesit, Stishovit,...) KAlSi 3 O 8 (Sanidin, Orthoklas, Mikroklin) CaCO 3 (Calcit, Aragonit, Vaterit) Isotype Minerale = Minerale mit gleichem Strukturtyp, aber unterschiedlichem Chemismus Beispiele: Strontianit, SrCO 3 (im Aragonit-Strukturtyp) Sylvin, KCl; Galenit, PbS (beide im Halit-Strukturtyp) Kassiterit ( Zinnstein ), SnO 2 (im Rutil-Strukturtyp) Isomorphe Minerale = sehr ähnliche Strukturen, dadurch chemische Mischbarkeit bzw. Mischkristallbildung ( Gleichgestaltigkeit ) Beispiele: Allgemeines zur Mineralogie Fayalit (Fe 2 SiO 4 ) Forsterit (Mg 2 SiO 4 ) = Olivine Albit (NaAlSi 3 O 8 ) Anorthit (CaAl 2 Si 2 O 8 ) = 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, CaF 2 (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 Na- Koordinationspolyeder 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 Blick perspektivisch gekippt Tetraedrische Koordination O-Al Oktaedrische Koordination Al-O Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen (nicht prüfungsrelevant im ersten Semester)
Bau von Kristallen: Beispiel Diopsid CaMg[Si 2 O 6 ] 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[AlSi 5 O 12 ] 2 6H 2 O 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 CO 3 in Calcit 0,225-0,414 4 SiO 4 in Olivin 0,414-0,732 6 NaCl 6 in Halit 0,732-1 8 CaO 8 in Diopsid > 1 12 KO 12 in Muskovit Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen (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, FeS 2 ; Galenit, PbS; Sphalerit, ZnS) 3. Halide / Halogenide (z.b. Halit, NaCl; Fluorit, CaF 2 ) 4. Oxide / Hydroxide (z.b. Quarz, SiO 2 ; Magnetit, Fe 3 O 4 ) 5. Karbonate / Nitrate (z.b. Calcit, CaCO 3 ; Malachit, Cu 2 [(OH) 2 /CO 3 ]) 6. Borate 7. Sulfate (z.b. Gips, CaSO 4 2H 2 O; Baryt, BaSO 4 ) 8. Phosphate / Arsenate/ Vanadate (z.b. Apatit, Ca 5 [PO 4 ] 3 F) 9. Silikate (z.b. Forsterit, MgSiO 4 ; Pyrop, Mg 3 Al 2 [SiO 4 ] 3 ; Topas, Al 2 [F 2 /SiO 4 ]; Muscovit, KAl 2 [(OH,F) 2 /AlSi 3 O 10 ]; Orthoklas, K[AlSi 3 O 8 ]) 10. organische Minerale
Mineralchemismus: Silikate Sub-Klassifikation der Silikate nach kristallstrukturellen Gesichtspunkten in Abteilungen: Art der Vernetzung der SiO 4 -Tetraeder 1. bis 3. Keine unendliche Vernetzung: Nesosilikate (Insel) keine direkte Verknüpfung der Tetraeder; daher [SiO 4 ] Sorosilikate (Gruppe) Verknüpfung zweier Tetraeder zu [Si 2 O 7 ] Cyclosilikate (Ring) Verknüpfung über zwei Ecken (z.b. [Si 3 O 9,], [Si 6 O 18 ]) 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. [Si 2 O 6 ], [Si 5 O 15 ]) Doppelkette: Verknüpfung über zwei oder drei Ecken (z.b. Si 8 O 22 ]) 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. Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen (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, FeS 2; Halit, NaCl; Magnetit, Fe 3 O 4 ; Fluorit, CaF 2 ) 2. Tetragonales System (z.b. Chalkopyrit, CuFeS 2 ) 3. Rhombisches / orthorhombisches System (z.b. Olivine, (Mg,Fe) 2 SiO 4 ; Topas, Al 2 [F 2 /SiO 4 ]; Baryt, BaSO 4 ) 4. Hexagonales System (z.b. Apatit, Ca 5 [PO 4 ] 3 F) 5. Trigonales System (z.b. Calcit, CaCO 3 ; Korund, Al 2 O 3 ; Quarz, SiO 2 ) 6. Monoklines System (z.b. Gips, CaSO 4 2H 2 O; Malachit, Cu 2 [(OH) 2 /CO 3 ]; Muscovit, KAl 2 [(OH,F) 2 /AlSi 3 O 10 ]) 7. Triklines System (z.b. Mikroklin, K[AlSi 3 O 8 ]) [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 Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen (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 Beispiele: Pyrit, FeS 2 Farbe goldgelb, Strich schwarz Malachit, Cu 2 (OH) 2 CO 3 Farbe grün, Strich grün Amazonit, KAlSi 3 O 8 Farbe grün, Strich weiß/farblos Transparenz transparent (durchsichtig), translucent (durchscheinend), trüb, milchig, opak (undurchsichtig) Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen (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) Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen (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 (CaCO 3 ): Großer Kristall im Gegenlicht, naturhistorisches Museum Wien. Als Resultat der starken Doppelbrechung ist die Kreuzblende zweifach zu sehen. Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen (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. Talk (mit dem Fingernagel schabbar) 2. Gips, Halit (mit dem Fingernagel ritzbar) 3. Calcit 4. Fluorit 5. Apatit (mit dem Messer ritzbar) 6. Orthoklas 7. Quarz (ritzt Fensterglas) 8. Topas 9. Korund 10. Diamant Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen (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, duktil, flexibel, spröde Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen (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... 10 23 Atome pro g V = Volumen der Elementarzelle Beispiele (Angaben in g/cm 3 ): Eis 0.9 Halit 2.17 Graphit 2.22 Orthoklas 2.55 Quarz 2.65 Calcit 2.72 Biotit 2.98 Apatit 3.18 Topas 3.57 Rutil 4.30 Baryt 4.48 Hämatit 5.3 Galenit 7.6 Quecksilber 13.5 Gold 19.3 Platin 21.5 Diese Seite beinhaltet ergänzende Informationen (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 (C 14 H 10 ); Whewellit (CaC 2 O 4 H 2 O) 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
Allgemeine Termini: Mineralgenese 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 (As 2 S 3 ) 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.)
Pseudomorphosen Mineralalteration 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 Fe 3 O 4 + ½ O 2 3 Fe 2 O 3 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