Geologie (Deutsch)

Was sind Mineralien?

Alle Gesteine außer Obsidian und Kohle bestehen aus Mineralien. (Obsidian ist ein Vulkangestein aus Glas und Kohle aus organischem Kohlenstoff.) Die meisten Gesteine enthalten mehrere Mineralien in einer Mischung, die für den jeweiligen Gesteinstyp charakteristisch ist. Bei der Identifizierung eines Gesteins müssen Sie zuerst die einzelnen Mineralien identifizieren, aus denen dieses Gestein besteht.

Mineralien sind natürlich vorkommende, anorganische Feststoffe mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung und einer Kristallgitterstruktur., Obwohl Tausende von Mineralien in der Erde identifiziert wurden, machen nur zehn Mineralien den größten Teil des Volumens der Erdkruste aus—Plagioklas, Quarz, Orthoklas, Amphibol, Pyroxen, Olivin, Calcit, Biotit, Granat und Ton.

Zusammen bestimmen die chemische Formel (die Arten und Proportionen der chemischen Elemente) und das Kristallgitter (die Geometrie, wie die Atome angeordnet und miteinander verbunden sind) die physikalischen Eigenschaften von Mineralien.,

Die chemische Formel und das Kristallgitter eines Minerals können nur in einem Labor bestimmt werden, aber durch die Untersuchung eines Minerals und die Bestimmung mehrerer seiner physikalischen Eigenschaften können Sie das Mineral identifizieren. Zuerst müssen Sie sich mit den physikalischen Eigenschaften von Mineralien vertraut machen und sie erkennen.

Mineralien können durch ihre physikalischen Eigenschaften identifiziert werden. Die physikalischen Eigenschaften von Mineralien hängen mit ihrer chemischen Zusammensetzung und Bindung zusammen. Einige Eigenschaften, wie die Härte eines Minerals, sind für die Mineralidentifikation nützlicher., Farbe ist leicht zu beobachten und sicherlich offensichtlich, aber es ist in der Regel weniger zuverlässig als andere physikalische Eigenschaften.

Wie werden Mineralien Identifiziert?

Mineralogiker sind Wissenschaftler, die Mineralien studieren. Mineralogiker müssen Mineralien identifizieren und kategorisieren. Während ein Mineralogist möglicherweise ein Hochleistungsmikroskop verwendet, um einige Mineralien zu identifizieren, sind die meisten anhand physikalischer Eigenschaften erkennbar.,

Schauen Sie sich das mineral in Abbildung 1. Was ist die Farbe des Minerals? Was ist seine Form? Sind die einzelnen Kristalle glänzend oder matt? Gibt es Linien (Streifen), die über die Mineralien verlaufen?

Farbe, Streifen und Glanz

Diamanten sind beliebte Edelsteine, weil die Art, wie sie Licht reflektieren, sie sehr funkelnd macht. Türkis wird für seine auffällige grünlich-blaue Farbe geschätzt. Beachten Sie, dass bestimmte Begriffe verwendet werden, um das Aussehen von Mineralien zu beschreiben.

Farbe

Farbe ist oft nützlich, sollte aber nicht darauf angewiesen sein. Verschiedene Mineralien können die gleiche Farbe haben. Echtes Gold, wie in Abbildung 2 zu sehen, ist in der Farbe dem Pyrit in Abbildung 1 sehr ähnlich.

Zusätzlich kommen einige Mineralien in vielen verschiedenen Farben. Quarz kann beispielsweise klar, weiß, grau, braun, gelb, rosa, rot oder orange sein. Farbe kann also helfen, aber verlassen Sie sich nicht auf Farbe als bestimmende Eigenschaft. Abbildung 3 zeigt eine Probe von Quarz, die farblos ist, und ein anderer Quarz, der lila ist., Eine winzige Menge Eisen macht den Quarz lila. Viele Mineralien sind durch chemische Verunreinigungen gefärbt.

Glanz

Glanz beschreibt die Reflexion von Licht von der Oberfläche eines Minerals. Mineralogiker haben spezielle Begriffe, um Glanz zu beschreiben. Eine einfache Möglichkeit, den Glanz zu klassifizieren, basiert darauf, ob das Mineral metallisch oder nichtmetallisch ist. Mineralien, die undurchsichtig und glänzend sind, wie Pyrit, haben einen metallischen Glanz., Mineralien wie Quarz haben einen nichtmetallischen Glanz.

Glanz ist, wie die Oberfläche eines Minerals Licht reflektiert. Es ist nicht dasselbe wie Farbe, daher ist es wichtig, Glanz von Farbe zu unterscheiden. Zum Beispiel wird ein Mineral, das als „glänzendes Gelb“ beschrieben wird, in Bezug auf Glanz („glänzend“) und Farbe („gelb“) beschrieben, die zwei verschiedene physikalische Eigenschaften sind. Standardnamen für Glanz sind metallisch, glasig, perlig, seidig, fettig und stumpf. Es ist oft nützlich, zuerst festzustellen, ob ein Mineral einen metallischen Glanz hat. Ein metallischer Glanz bedeutet glänzend wie poliertes Metall., Zum Beispiel, polierte Stücke von Chrom, Stahl, Titan, Kupfer, und Messing alle zeigen metallischen Glanz wie viele andere Mineralien. Von den nichtmetallischen Lüstern ist glasig am häufigsten und bedeutet, dass die Oberfläche des Minerals Licht wie Glas reflektiert. Pearly Glanz ist wichtig bei der Identifizierung der Feldspar, die die häufigste Art von Mineral sind. Perlglanz bezieht sich auf ein subtiles Schillern oder Farbspiel im reflektierten Licht, genauso wie Perlen das Licht reflektieren. Seidig bedeutet, Licht mit einem seidenartigen Glanz zu verbinden. Fettiger Glanz sieht ähnlich aus wie der Glanz von erstarrtem Speckfett., Mineralien mit stumpfem Glanz reflektieren sehr wenig Licht. Das Erkennen von Glanz erfordert ein wenig Übung. Denken Sie daran, Glanz von Farbe zu unterscheiden.

Verschiedene Arten von nichtmetallischem Glanz sind in Tabelle 1 beschrieben.

Tabelle 1. Sechs Arten von nichtmetallischen Glanz.,
Glanz	Aussehen
diamantklarer	Sparkly
Erdigen	Matt, clay-like
Perlmutt	Pearl-like
Harzigen	Wie Harze, wie Baum sap
Seidig	Weich-Suche mit langen Fasern
Steinzeug	Glassy

Können Sie mit den Mineralien des in Abbildung 4 mit den richtigen Glanz aus Tabelle 1 ist?,

Streifen

Streifen ist die Farbe des Pulvers eines Minerals. Streak ist eine zuverlässigere Eigenschaft als Farbe, da Streifen nicht variieren., Mineralien, die die gleiche Farbe haben, können einen unterschiedlich farbigen Streifen haben. Viele Mineralien, wie der Quarz in der Abbildung 3, haben keinen Streifen.

Um Streifen zu überprüfen, kratzen Sie das Mineral über eine unglasierte Porzellanteller (Abbildung 5). Gelbgoldpyrit hat einen schwärzlichen Streifen, ein weiterer Indikator dafür, dass Pyrit kein Gold ist, das einen goldgelben Streifen hat.

Spezifisches Gewicht

Dichte beschreibt, wie viel Materie sich in einem bestimmten Raum befindet: Dichte = Masse / Volumen.

Masse ist ein Maß für die Menge an Materie in einem Objekt., Die Menge an Platz, die ein Objekt einnimmt, wird durch sein Volumen beschrieben. Die Dichte eines Objekts hängt von seiner Masse und seinem Volumen ab. Zum Beispiel hat das Wasser in einem Trinkglas die gleiche Dichte wie das Wasser im gleichen Volumen eines Schwimmbades.

Das spezifische Gewicht eines Stoffes vergleicht seine Dichte mit der von Wasser. Substanzen, die dichter sind, haben ein höheres spezifisches Gewicht.

Härte

Härte ist die Festigkeit, mit der ein Mineral seiner Oberfläche widersteht, die abgekratzt oder punktiert wird., Bei der Arbeit mit Handproben ohne Spezialwerkzeuge wird die Mineralhärte durch die Mohs-Härteskala angegeben. Die Mohs-Härteskala basiert auf 10 Referenzmineralien, von Talk der weichste (Mohs-Härte von 1) bis Diamant der härteste (Mohs-Härte von 10). Es ist eine relative oder nichtlineare Skala. Eine Härte von 2,5 bedeutet einfach, dass das Mineral härter als Gips (Mohs-Härte von 2) und weicher als Calcit (Mohs-Härte von 3) ist. Um die Härte von zwei Mineralien zu vergleichen, sehen Sie, welches Mineral die Oberfläche des anderen zerkratzt.,

Table 2. Mohs Hardness Scale
Hardness	Index Minerals	Common Objects
1	talc
2	gypsum	2.5-fingernail
3	calcite	3.5-pure, untarnished copper
4	fluorite
5	feldspar	5 to 5.5-stainless steel
		5.,5 bis 6-glas
6	apatite	6 bis 6,5-Hartstahl-Datei
7	quarz
8	topaz
9	korund
10	Diamant

Mit einer Mohs-Skala kann jeder ein unbekanntes Mineral auf seine Härte testen. Stellen Sie sich vor Sie haben ein unbekanntes mineral. Sie finden, dass es Fluorit oder sogar Feldspat zerkratzen kann, aber Apatit kratzt es. Sie wissen dann, dass die Härte des Minerals zwischen 5 und 6 liegt., Beachten Sie, dass kein anderes Mineral Diamanten zerkratzen kann.

Spaltung und Bruch

Das Brechen eines Minerals bricht seine chemischen Bindungen. Da einige Bindungen schwächer sind als andere Bindungen, bricht jede Art von Mineral wahrscheinlich dort, wo die Bindungen zwischen den Atomen schwächer sind. Aus diesem Grund brechen Mineralien auf charakteristische Weise auseinander.

Abspaltung

Spaltung ist die Tendenz eines Minerals, entlang bestimmter Ebenen zu brechen, um glatte Oberflächen zu bilden. Halit bricht zwischen Natrium – und Chlorschichten zu Würfeln mit glatten Oberflächen (Abbildung 6).

Ein Mineral, das auf natürliche Weise in perfekt ebene Oberflächen zerfällt, zeigt eine Spaltung. Nicht alle Mineralien haben Spaltung. Eine Spaltung stellt eine Richtung der Schwäche im Kristallgitter dar. Spaltflächen können dadurch unterschieden werden, wie sie das Licht konsequent reflektieren, als wären sie poliert, glatt und gleichmäßig., Die Spalteigenschaften eines Minerals werden in Bezug auf die Anzahl der Spaltungen und, wenn mehr als eine Spaltung, die Winkel zwischen den Spaltungen beschrieben. Die Anzahl der Spaltungen ist die Anzahl oder Richtung, in der sich das Mineral spaltet. Ein Mineral kann 100 Spaltflächen parallel zueinander aufweisen. Diese stellen eine einzige Spaltung dar, da die Oberflächen alle in derselben Richtung ausgerichtet sind. Die mögliche Anzahl von Spaltungen, die ein Mineral haben kann, ist 1,2,3,4 oder 6., Wenn mehr als 1 Spaltung vorhanden ist und keine Vorrichtung zum Messen von Winkeln verfügbar ist, geben Sie einfach an, ob sich die Spaltungen bei 90° schneiden oder nicht 90°.

Um mineralische Spaltung zu sehen, halten Sie das Mineral unter einem starken Licht hoch und bewegen Sie es herum, bewegen Sie es um einige mehr, um zu sehen, wie die verschiedenen Seiten Licht reflektieren. Eine Spaltrichtung zeigt sich als glatter, glänzender, gleichmäßig heller Lichtglanz, der von einem Satz paralleler Oberflächen auf dem Mineral reflektiert wird.

Glimmer hat eine Spaltung in eine Richtung und bildet Blätter (Abbildung 7).,

Mineralien können sich in Polygone spalten. Fluorit bildet Oktaeder (Abbildung 8).

Ein Grund, warum Edelsteine schön sind, ist, dass die Spaltebenen eine attraktive Kristallform mit glatten Flächen bilden.

Bruch

Bruch ist ein Bruch in einem Mineral, das sich nicht entlang einer Spaltebene befindet., Fraktur ist nicht immer gleich im selben Mineral, da Bruch nicht durch die Struktur des Minerals bestimmt wird.

Mineralien können charakteristische Frakturen aufweisen (Abbildung 9). Metalle brechen normalerweise in gezackte Kanten. Wenn ein Mineral Splitter wie Holz, kann es faserig sein. Einige Mineralien, wie Quarz, bilden glatte gekrümmte Oberflächen, wenn sie brechen.

Alle Mineralien haben Fraktur. Bruch ist Bruch, der in Richtungen auftritt, die keine Spaltrichtungen sind., Einige Mineralien, wie Quarz, haben keinerlei Spaltung. Wenn ein Mineral ohne Spaltung durch einen Hammer zerbrochen wird, bricht es in alle Richtungen. Quarz soll einen konchoidalen Bruch aufweisen. Conchoidal Fraktur ist die Art, wie ein dickes Stück Glas mit konzentrischen, geschwungenen Graten auf den gebrochenen Oberflächen bricht. Einige Quarzkristalle weisen jedoch so viele Mängel auf, dass sie, anstatt einen konchoidalen Bruch zu zeigen, einfach einen unregelmäßigen Bruch aufweisen. Unregelmäßige Fraktur ist ein Standardbegriff für Frakturen, die keine der Eigenschaften der anderen Frakturarten aufweisen., In der einleitenden Geologie, die wichtigsten Brucharten zu erinnern sind unregelmäßig, die meisten Mineralien zeigen, und conchoidal, in Quarz gesehen.

Kristallform

Alle Mineralien sind kristallin, aber nur einige haben die Möglichkeit, die Formen ihrer Kristalle, ihre Kristallformen, zu zeigen. Viele Mineralien in einem einführenden Geologielabor zeigen ihre Kristallform nicht. Wenn ein Mineral Platz hat, während es wächst, kann es natürliche Kristalle bilden, wobei eine Kristallform die Geometrie des inneren Kristallgitters des Minerals widerspiegelt. Die Form eines Kristalls folgt der Symmetrie seines Kristallgitters., Quarz bildet zum Beispiel sechsseitige Kristalle, die die sechseckige Symmetrie seines Kristallgitters zeigen. Hier sind zwei komplizierende Faktoren zu beachten: (1) Mineralien bilden nicht immer schöne Kristalle, wenn sie wachsen, und (2) eine Kristallfläche unterscheidet sich von einer Spaltfläche. Während des Wachstums des Minerals bildet sich ein Kristallgesicht. Eine Spaltfläche wird gebildet, wenn das Mineral gebrochen ist.

Andere identifizierende Eigenschaften

Es gibt einige Eigenschaften, die nur dazu beitragen, eine kleine Anzahl von Mineralien oder sogar nur ein einziges Mineral zu unterscheiden., Ein Beispiel für eine solche besondere Eigenschaft ist die sprudelnde Reaktion von Calcit auf eine schwache Salzsäurelösung (5% HCl). Calcit zischt oder sprudelt, während die HCl-Lösung es auflöst und CO2-Gas erzeugt. Calcit ist leicht zu identifizieren, auch ohne die Reaktion auf HCl zu testen, durch seine Härte, Glanz und Spaltung.

eine Weitere Besondere Eigenschaft ist der Magnetismus. Dies kann getestet werden, indem man sieht, ob ein kleiner Magnet auf das Mineral reagiert. Das häufigste Mineral, das stark magnetisch ist, ist das Mineral Magnetit., Eine besondere Eigenschaft, die sich in einer Probe von Plagioklas-Feldspat zeigt, ist die Tendenz, Streifen auf Spaltflächen zu zeigen. Striationen sind perfekt gerade, feine, parallele Linien. Eine Vergrößerung kann erforderlich sein, um Streifen auf Plagioklas-Spaltflächen zu sehen. Andere besondere Eigenschaften können auf mineralischer zu mineralischer Basis angetroffen werden.

Einige Mineralien haben andere einzigartige Eigenschaften, von denen einige in Tabelle 3 aufgeführt sind. Können Sie eine eindeutige Eigenschaft benennen, mit der Sie sofort ein Mineral identifizieren können, das in diesem Kapitel ausführlich beschrieben wurde?, (Hinweis: Es wird höchstwahrscheinlich auf Ihrem Esstisch gefunden.)

Tabelle 3. Einige Mineralien haben ungewöhnliche Eigenschaften, die zur Identifizierung verwendet werden können.,>Fluorite
Magnetism	Mineral is attracted to a magnet	Magnetite
Radioactivity	Mineral gives off radiation that can be measured with Geiger counter	Uraninite
Reactivity	Bubbles form when mineral is exposed to a weak acid	Calcite
Smell	Some minerals have a distinctive smell	Sulfur (smells like rotten eggs)
Taste	Some minerals taste salty	Halite