Mineralien - ETHZ Erdw. Basisjahr 2015/2016

Alkalifeldspat: Mischkristslle aus Orthoklas und Albit (Bild) - z.B. Sanidin, Mikroklin, Perthit, Antiperthit; Feldspatgruppe; Gerüstsilikate; monoklin oder triklin; isometrisch, prismatisch oder tafelig; Vorkommen: metamoprh und magmatisch

Besonderes: oft Zwillinge

Plagioklas, Mischkristalle aus Albit und Anorthit (Bild); Feldspatgruppe; Gerüstsilikate; monoklin oder triklin; isometrisch, prismatisch oder tafelig; Vorkommen: metamorph und magmatisch (in Erstarrungsgesteinen - z.T. alleiniger heller Gemengeteil)

Besonderes: 0-10% An => Albit; 90-100% An = Anorthit

Nephelin Na[AlSiO₄]; Feldspatvertreter; Gerüstsilikate; KS: hexagonal; hexagonale Prismen (in Laven: recht- und 6-eckigem Querschnitt; in Tiefengesteinen: ohne Kristallflächen); Vorkommen; nur in Vulkaniten

Besonderes: kommt nie mit Quarz vor!!

Leucit K[AlSi₂O₆]; Feldspatvertreter; Gerüstsilikat; kubisch; stets Ikositetraeder, acht. und rechteckiger Querschnitt; Vorkommen: nur in Vulkaniten

Besonderes: kommt nie mit Quarz vor!!

Quarz SiO₂ ; Gerüstsilikat; KS: trigonal; Ritzhärte: 7 (ritzt Messer); Modifikationen: Tridymit (>870°C); Cristobalit (>1470°C); Vorkommen: überall

Besonderes: nie mit den Feldspatvertreter Leucit und Nephelin

Opal = SiO₂ * n H₂O –> amorph, farblos, weiss, schwarz, grün, rot; Ritzhärte: 5,5-6,5

Korund Al₂O₃; Oxid; trigonal; Vorkommen: metamorph und magmatisch

Besonderes: hohe Ritzhärte (Schleifmittel); rot (Cr) = Rubin; blau (Fe,Ti) = Saphir

Hämatit Fe₂O₃; Oxid; trigonal (schuppig, blättrig); Vorkommen: Metamorph

Magmatit FeFe₂O₄; Spinel-Gruppe; Oxid; Oktaedrisch; Vorkommen: Magmatisch und Metamorph

Besonderes: magnetisch

Spinell (MgAl₂O₄); Spinel-Gruppe; Oxid; kubisch; Vorkommen: Metamorph und Magmatisch

Chromit FeCr₂O₄ ; Spinel-Gruppe; Oxid; kubisch; Vorkommen; Metamorph und Magmatisch

Calcit CaCO₃; Karbonat; trigonal; Rhomboeder; Vorkommen: Sedimentär und metamorph (Marmor)

Besonderes: Struktur hängt von Kationradius ab

bei ≤ 400°C zerfällt Aragonit in Calcit

Dolomit CaMg[CO₃]₂; Karbonat; trigonal; Vorkommen: sedimentär

Besonderes: bildet das Gestein Dolomit; etwas härter als Calcit

Halit (Steinsalz) NaCl; Halogenid; kubisch (NaCl-Typ), Würfel; Vorkommen: Sedimentär (Evaporit)

Besonderes: wasserlöslich

Fluorit (Flussspat) CaF₂; Halogenid; kubisch; häufig Würfel und Oktaeder; Vorkommen: Sedimentär (Evaporit)

Besonderes: zeigt Fluoreszenz

Pyrit FeS₂; Sulfid; kubisch; Würfel; Vorkommen: magmatisch

Besonderes: schwarze Strichfarbe (unterschied zu Gold; Katzengold); typische Streifung auf den Flächen

Bleiglanz PbS; Sulfid; kubisch; NaCl-Struktur; Vorkommen: hydrothermal

Gips CaSO₄ * 2 H₂O; Sulfat; monoklin; Vorkommen: Sedimentär (Evaporit)

Anhydrit CaSO₄; Sulfat; orthorombisch; Vorkommen: Sedimentär (Evaporit)

Apatit; Phosphat (PO₄^3-); hexagonal, sechseitige Prismen; Vorkommen: Sedimentär (Evaporite)

Graphit (C): dunkelstahlgrau; Ritzhärte: 1; hexagonal; magmatisch und metamorph

Diamant (C): darblos, durchsichtig; Ritzhärte: 10; kubisch (dichteste Kugelpackung)

Schwefel (S): gelb bis gelblich-weiss; orthorhombisch vulkanisch, sedimentär; riecht stark

Kupfer (Cu): hydrotermal; kubisch (dichteste Kugelpackung); kompakte Massen

Gold (Au): kubisch (dichteste Kugelpackung); Oktaeder, Würfel; hydrotermal und Seifen

Quecksilber (Hg): flüssig bei Normaltemperatur

Kristalle sind Festkörper, deren Bausteine (Atome, Ionen, Ionenkomplexe) dreidimensional periodisch geordnet sind.

Es bedeutet: Die atomaren Bausteine im Mineral sind in einer mehr oder weniger festgelegten Weise räumlich zueinander geordnet.

Nein, z.B. Opal ist amorph (nicht kristallin) die atomaren Bausteine sind weitgehend ungeordnet.

Unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften in unterschiedlichen Richtungen, aber immer gleiche Eigenschaften in gleicher Richtung. Solche Eigenschaften sind z.B. Lichtbrechung, Härte, Wachstumsgeschwindigkeit, Leitfähigkeit (thermisch od. elektrisch) etc.

Alle Kristalle zeigen Anisatrophie!

Isotropie! Findet man bei amorphen Mineralien und einzelnen Eigenschaften bei kristallinen Mineralien!

1. kovalente Bindung - z.B. Diamant
2. Ionenverbindung - z.B. Halit (NaCl)
3. Metallbindung
4. van der Waals Bindung

Symmetrie ist die gesetzmäßige Wiederholung eines Motivs.

• Rotation: 2,3,4 und 6-zählige Drehachsen
• Punktspiegelung (=Symmetriezentrum =Inversion)
• Spiegelebene

Translationsgitter = unendlich-periodische Parallelverschiebung der Elementarzelle (Kleinstmögliches Parallelpiped, das den gesamten Bauplan eines Kristalls enthält) in alle drei Raumrichtungen.

Beispiel: Struktur der regelmässigen Verteilung von Ca²⁺-Ionen und CO₃- Anionengruppe in Calcit (Bild, Gitter = trigonal-rhomboedrisch)

–> Bild

Symmetrie:

• Triklin - Inversionszentrum (häufig nicht essentiell)
• Monoklin - 1 zweizählige Drehachse oder 1 Spiegelebene
• Trig. Rhomboedrisch - 1 dreizählige Drehachse
• Hexagonal - 1 sechszählige Drehachse oder Drehinversionsachse
• Orthorohmbisch - 3 senkrechte zweizählige Drehachsen
• Tetragonal - 1 vierzählige Drehachse oder Drehinversionsachse
• Kubisch - 4 dreizählige Drehachsen

• triklin: Albit, Feldspäte bei tiefen Temperaturen
• monoklin: Gips, Feldspäte bei hohen Temperaturen
• orthorhombisch: Olivin, Schwefel
• trigonal rhomboedrisch: Calcit, Quarz, Turmalin
• hexagonal: Beryll
• tetragonal: Zirkon
• kubisch: Galenit, Halit, Fluorit, Pyrit

1. Elemente (keine Anionen) - gediegene Elemente (Ag, Cu, Au, Fe, S, etc.)
2. Oxide und Hydroxide (O^2-)
3. Sulfide (S^2-, S^-)
4. Sulfate (SO₄^2-)
5. Karbonate (CO₃^2-)
6. Phosphate (PO₄^3-)
7. Halogenide (F, Cl, Br, I)
8. Silikate (SiO^4-)

• Härte - Mohs'sche Härteskala
• Dichte ("Gewicht")
• Kristallformen (inklusiv Tracht und Habitus)
• Spaltbarkeit
• Farbe (Strichfarbe
• Glanz
• Zwillinge
• Geschmack / Geruch
• Magnetismus

–> Bild

Tracht: Gesamtheit der an einem Kristall entwickelten Formen (Kombination der Formen). z.B. Dipyramide, Würfel, Okraeder, Prisma usw., vergleichen mit Kleider-Tracht der Menschen.

Habitus/Ausbildung: Gesamtgestalt eines Kristalls bedingt durch Grössenverhältnisse der Flächen (Menschen: kurz, lang, dick...). Man unterscheidet drei Grundtypen: isometrisch, tafelig (plattig), säulig (länglich) –> Bild.

–> Bild

Die Bruchflche eines Minerals kann uneben, splitterig oder muschelig sein. Die Spaltbarkeit bezeichnet die Tendenz eines Minerals nach bestimmten Ebenen zu brechen. Bei vollkommener Spaltbarkeit erkennt man die Kristallstruktur (z.B. Glimmer). Nicht bzw. schlecht spaltbare Mineralien zeigen immer die erwähnten Bruchflächen. Die WInkel zwischen Spaltbarkeitsebene sind charakteristisch für manche Mineralien (z.B. Pyroxene, Amphibole)

1. Gruppensilikate (Insel, Gruppe oder Ring von SiO₄-Tetraedern) - Olivin, Granat, Alumosilikate (Andalusit, Disthen, Silimanit)
2. Kettensilikate (ein- oder zweisträngig) - Pyroxen, Amphibol
3. Schichtsilikat (2D) - Kaolinit (Tonmineral), Biotit, Muscovit
4. Gerüstsilikat (3D) - Quarz, Kalifeldspat (Orhoklas, Adular), Plagioklas-Mischreihe (Anorthit, Albit)

Bauprinzipien: 1. über die starke kovalnete Si-O -Bindung; 2. über gemeinsame Tetraederecken; 3. Ladungsausgleich über Kationen

Olivin (Mg,Fe)₂(SiO₄); Inselsilikat; orthorhombisch; Häufigstes Mineral in der Erdkruste
Vorkommen: magmatisch u. metamorph, nie mit Quarz und Kalifeldspat, Ultramafisch und mafische Gesteine

Mischkristallreihe –> Bild

Zirkon Zr(SiO₄); Inselsilikat, tetragonal, prismatischer bis pyramidaler Habitus, fast immer eingewachsen -> Bestimmung sehr alter Gesteine; Vorkommen: magmatisch und metamorph

Granat-Gruppe (Mg,Fe,Ca)₃(Al,Fe)₂(SiO4)₃; Inselsilikat; KS: kubisch, Form: Rhombendodekaeder; Vorkommen: metamorph (selten magmatisch), Ultramafisch und mafische Gesteine

Häufig: Almandin Fe₃Al₂Si₃O₁₂ -> Bild

Andalusit, eines der drei Polymorphen Al₂SiO₅ (Bild); Alumosilikat; Inselsilikat; ortorhombisch; dicksäulig, quadratisch; metamorph (Indikator für mittlere bis hohe T), Metapelite

Besonders: Oberfläche der Kristalle häufig mit Muscovit bedeckt