Minerale

Minerale sind physikalisch und chemisch homogene (einheitliche), natürliche Festkörper der Erde, des Mondes und anderer Himmelkörper. Von wenigen Ausnahmen abgesehen, sind Minerale anorganisch und kristallisiert.

Minerale sind natürliche Produkte.

Minerale sind natürliche Produkte, d.h. sie sind durch natürliche Vorgänge und ohne Einflußnahme des Menschen entstanden. Ein künstlich im Labor hergestellter Quarz wird beispielsweise als synthetischer Quarz vom natürlichen Mineral unterschieden. Der synthetische Quarz ist zwar physikalisch und chemisch mit dem natürlichen Quarz identisch, jedoch als Kunstprodukt im Sinn der obigen Definition kein Mineral.

Homogener Körper

Als homogener Körper läßt sich jedes Mineral auf mechanischem Weg in (theoretisch) beliebig viele Teile zerlegen, die alle die gleichen physikalischen (z.B. Dichte, Lichtbrechung etc.) und chemischen Eigenschaften aufweisen. Man bezeichnet allgemein Materie als physikalisch und chemisch homogen, wenn beim Fortschreiten in einer Richtung immer wieder dieselben physikalischen und chemischen Eigenschaften angetroffen werden und wenn sich diese gleichen Eigenschaften auch mindestens in parallelen Richtungen wiederholen. Alles andere wäre heterogen.

Die Eigenschaften der Minerale

chemische Homogenität

Die chemische Homogenität besteht darin, daß jedes Mineral eine ganz bestimmte oder in festgelegten Grenzen schwankende stoffliche Zusammensetzung aufweist.

anorganische / organische Verbindungen

Die überwiegende Zahl der Minerale sind anorganische Verbindungen. Nur sehr wenige Minerale stellen organische Verbindungen dar.

Untergeordnet treten chemische Elemente auf. Diese Mineralien erhalten den Zusatz gediegen, z.B. gediegendes Gold, gediegenes Kupfer. Öfter sind einfache chemische Verbindungen mit ganz bestimmter Zusammensetzung, wie z.B. Quarz SiO2. Allerdings können auch diese trotz ganz bestimmter Zusammensetzung noch fremde Elemete als Spuren enthalten. In zahlreichen Fällen variiert der Mineralchemismus zwischen 2 oder mehreren Endgliedern als festgelegte Grenze. Im Mineral Olivin variiert der Chemismus zwischen den Endgliedern Forsterit (Mg2SiO4) und Fayalit (Fe2SiO4). Solche Minerale werden als Mischkristalle bezeichnet.

Bei Mischkristallen führen Wachstumsstörungen oder nachträgliche Entmischungen (Aussonderung einer im Wirtskristall nicht mehr löslichen chemischen Verbindung) zu einer mehr oder weniger deutlich hervortretenden Inhomogenität im Mineral. Alle diese Unregelmäßigkeiten schließt der Mineralbegriff ein.

Minerale sind in aller Regel Festkörper.

Minerale sind in aller Regel Festkörper. Die einzige Ausnahme bildet gediegenes Quecksilber, das sich bei Zimmertemperatur in flüssigem Zustand befindet. Wasser zählt nicht zu den Mineralen.

Meistens handelt es sich bei den Mineralen zudem um kristallisierte Festkörper, deren Bausteine (Atome, Ionen, Ionenkomplexe), ungeachtet zahlreicher Baufehler und Unregelmäßigkeiten, 3-dimensional periodisch angeordnet sind. Jedes kristallisierte Mineral zeichnet sich durch einen ihm eigenen, geometrisch definierten Feinbau aus, der als Kristallstruktur bezeichnet wird.

Das Kristallpolyeder (Vielflächner als äußere geometrische Form) ist ein Wachstumskörper, dessen Kristalltracht von den jeweiligen Wachstumsbedingungen des betreffenden Mineralkristalls abhängig ist. Wegen gegenseitiger Behinderung in ihrem Wachstum können die meisten Mineralkristalle ihre Kristallgestalt nicht oder nicht voll entwickeln, so in den Gesteinen.

amorphe Minerale

Demgegenüber befinden sich nur wenige Minerale im amorphen, d.h. nichtkristallisierten Zustand. Ihr Feinbau ist dann geometrisch ungeordnet. Zu ihnen gehören als bekanntester Vertreter der Opal (SiO2 * n H2O) oder auch das seltene natürliche Kieselglas SiO2 (Lechatelierit), das in der Natur als Bindemittel zusammengeschmolzener Sandkörper vorkommt und seine Enstehung einem Blitzschlag verdankt. Es wurde auch in mehreren Meteoritenkratern, den Einschlagstellen von großen Meteoriten auf der Erdoberfläche, vorgefunden. Die vulkanischen Gläser (Obsidian) zählen wegen ihrer häufig heterogenen Zusammensetzung und ihres variablen Chemismus nicht zu den Mineralen. Sie werden den vulkanischen Gesteinen zugeordnet.


Gesteine

Gesteine sind vielkörnige Mineralaggregate, relativ selten natürliche Gläser.

Gesteine sind Mineralaggregate, d.h. sie setzen sich aus verschiedenen Mineralarten zusammen. Im Unterschied zu Mineralen sind Gesteine somit heterogene Naturkörper.

Gesteine werden charakterisiert durch ihre mineralogische und chemische Zusammensetzung, ihr Gefüge und ihren geologischen Verband. Aus diesen Eigenschaften lassen sich Rückschlüsse auf die Bildungsbedingungen eines Gesteins ziehen.

Zusammensetzung und Gefüge

Gesteine bestehen in erster Linie aus Mineralen, von denen aber nur etwa dreißig einen bedeutenden Anteil an der Gesteinsbildung haben. Vor allem sind dies die Silikate wie Quarz, Feldspäte, Glimmer, Amphibole oder Pyroxene. Aber auch Karbonate wie Dolomit oder Kalzit sind wichtige Bestandteile von Gesteinen. Neben diesen Hauptgemengteilen enthalten die meisten Gesteine noch weiter Minerale, so genannte Nebengemengteile oder Akzessorien.

Als Gefüge eines Gesteins bezeichnet man seine Struktur, die sich aus Größe, Form und Beziehung von Körnern und Kristallen in einem Gestein ergibt.

Gefüge im Geo-Glossar

Klassifikation der Gesteine

Nach ihrer Bildungsart werden drei Gesteinsgruppen unterschieden:

  • Magmatite (Erstarrungsgesteine, Magmatische Gesteine) entstehen durch die Erstarrung heißer natürlicher Schmelzen in oder auf der Erdkruste.
  • Sedimentite (Ablagerungsgesteine, Sedimentgesteine) sind mechanische oder chemische Absätze aus Wasser oder Luft.
  • Metamorphite (Umwandlungsgesteine, Metamorphe Gesteine) entstehen aus den Gesteinen der beiden vorgenannten Gruppen durch mechanische und physiko-chemische Umwandlung, wobei der Mineralbestand durch Um- oder Neukristallisation mehr oder weniger stark verändert werden kann.

Klassifikation der Gesteine