Identifizierungsmerkmale von Mineralien

Erforschen Sie Streifen, Härte, Spaltung, Bruch, Dichte und Magnetismus in „Identification Characteristics of Mineral“.

Bei der Identifizierung von Merkmalen von Mineralproben werden im Allgemeinen deren Morphologie, physikalische und chemische Eigenschaften und Charakteristika berücksichtigt.

Morphologie der Mineralienhttps://www.decent-group.ru/wp-admin/edit.php

1. Morphologie einzelner Mineralien

Einzelne Mineralien können verschiedene Formen aufweisen. Einige Mineralien dehnen sich in eine Richtung aus und bilden säulen- oder nadelartige Formen. Andere erstrecken sich in zwei Richtungen, was zu platten- oder tafelförmigen Formen führt. Einige Mineralien sind in drei Richtungen gleich lang und können kubische oder oktaedrische Formen bilden.

Neben dem Einkristallwachstum gibt es auch Zwillingskristalle, bei denen zwei oder mehr gleichartige Kristalle in einer bestimmten Ausrichtung zusammenwachsen. Durch diese Zwillingsbildung entstehen charakteristische Formen, wie z. B. die Schwalbenschwanzzwillinge aus Gips (Abbildung 1-1A) oder die kreuzförmigen Zwillinge aus Staurolith (Abbildung 1-1B).

A. Schwalbenschwanzzwillinge von Gypsum B. Kreuzförmige Zwillinge von Staurolite

C. Strahlende Aggregate von Rhodochrosit

Abbildung 1-1 Charakteristische Morphologien einiger Mineralien

2. Morphologie aggregierter Mineralien

Aggregate bestehen aus einzelnen Mineraleinheiten. Jedes Mineralaggregat weist oft eine gewohnheitsmäßige Form auf. Wenn sich ein Mineral in eine Richtung ausdehnt, ist sein Aggregat oft faserig oder nadelförmig.

Wenn es sich in zwei Richtungen erstreckt, neigt das Aggregat dazu, plattenförmig oder schuppig zu sein. Wenn es in drei Richtungen gleiche Längen aufweist, erscheint das Aggregat körnig (wenn die Korngrenzen mit bloßem Auge sichtbar sind) oder massiv (wenn die Korngrenzen nicht erkennbar sind). Innerhalb der massiven Aggregate werden dichtere als kompakt bezeichnet, während lockerere als erdig bezeichnet werden. Darüber hinaus gibt es einige Sonderformen von Aggregaten, wie zum Beispiel:

Strahlend: Lange säulenförmige oder nadelartige Mineralien, die radial von einem zentralen Punkt aus angeordnet sind, wie in Rhodochrosit zu sehen (Abbildung 1-1C).

Drusen: Vollständige Kristallcluster, die in Felsspalten oder Hohlräumen wachsen, wie Quarz- oder Calcit-Drusen.

Oolithisch und pisolitisch: Aggregate aus kugelförmigen Mineralien. Oolithische Aggregate haben konzentrische Schichten, die Fischeiern ähneln, während pisolitische Aggregate bohnenförmig sind.

Stalaktitisch: Ähnliche Eiskegel, die sich im Winter unter Dachvorsprüngen bilden, mit kreisförmigem Querschnitt und innerer konzentrischer Schichtung, manchmal mit radialen Strukturen.

Botryoidal und reniform: Traubenartige Formen werden botryoidal und nierenartige Formen werden reniform genannt. Beide weisen interne konzentrische oder radiale Strukturen auf.

Knotenförmig: Unregelmäßig geformte kugelförmige oder ellipsoide Körper mit inneren konzentrischen oder radialen Strukturen.

Physikalische Eigenschaften von Mineralien

Zu den physikalischen Eigenschaften von Mineralien gehören optische Eigenschaften, mechanische Eigenschaften, Magnetismus und elektrische Leitfähigkeit. Optische Eigenschaften beziehen sich auf das Verhalten von Mineralien unter sichtbarem Licht, einschließlich Transparenz, Glanz, Farbe und Streifen. Mechanische Eigenschaften beschreiben, wie Mineralien auf äußere Kräfte wie Härte, Spaltung und Bruch reagieren.

1. Transparenz:

Bezieht sich auf die Fähigkeit eines Minerals, sichtbares Licht durchzulassen. Mineralien, die Licht durch dünne Abschnitte (0,03 mm Dicke) durchlassen, werden als transparent bezeichnet, während Mineralien, bei denen dies nicht der Fall ist, als undurchsichtig bezeichnet werden.

2. Glanz

Unter Glanz versteht man die Fähigkeit von Mineralien, sichtbares Licht zu reflektieren. Es kann anhand der Reflexionsstärke wie folgt klassifiziert werden:

Metallischer Glanz: Starke Reflexion ähnlich der Lichtreflexion auf einer verchromten Metalloberfläche, etwa der Glanz von Bleiglanz.

Submetallischer Glanz: Mäßige Reflexion, die der Reflexion typischer Metalle ähnelt, wie dem Glanz von Magnetit.

Nichtmetallischer Glanz: Weiter unterteilt in Adamantin-Glanz und Glasglanz basierend auf ihren Reflexionseigenschaften: (1) Adamantin-Glanz: Starke und blendende Reflexion, wie der Glanz eines Diamanten. (2) Glasglanz: Relativ schwache Reflexion, die der Reflexion ähnelt eine Glasoberfläche, wie der Glanz von Calcit- oder Quarzkristallflächen. Die genannten Glanzgrade beziehen sich auf den Glanz, den frische Mineralien auf flachen Kristallflächen, Spaltflächen oder polierten Oberflächen aufweisen. Wenn die Mineraloberfläche nicht eben ist oder Aggregate bildet, kann der Glanz schwächer werden oder spezifische Glanzarten wie fettiger Glanz oder erdiger Glanz aufweisen.

3. Farbe

Die Farbe eines Objekts bezieht sich normalerweise auf die Farbe, die es unter weißem Licht anzeigt. In der Mineralogie können Farben in drei Typen eingeteilt werden: Eigenfarbe, Fremdfarbe und Falschfarbe.

Eigenfarbe: Bezieht sich auf die Farbe, die in direktem Zusammenhang mit der inhärenten chemischen Zusammensetzung des Minerals steht. Es ist relativ stabil und charakteristisch für ein bestimmtes Mineral, beispielsweise die kirschrote Farbe von Hämatit.

Äußere Farbe: Bezieht sich auf Farben, die durch andere Faktoren als die inhärente Zusammensetzung des Minerals verursacht werden. Es kann durch geringfügige mechanische Verunreinigungen verursacht werden, die in das Mineral eingemischt sind, durch den Ersatz von Spurenverunreinigungselementen während der Mischkristallprozesse oder durch das Vorhandensein bestimmter Kristallgitterdefekte im Mineral. Reiner Quarz ist beispielsweise farblos, kann jedoch verschiedene Farben wie Lila aufweisen (aufgrund des Vorhandenseins von dreiwertigem Eisen), wenn er Spuren von Verunreinigungselementen enthält.

Falschfarbe: Bezieht sich auf eine Färbung, die durch physikalische optische Prozesse wie Interferenz und Lichtbeugung verursacht wird. Auf mineralischen Oberflächen können durch die Bildung von Oxidfilmen Farbverfälschungen beobachtet werden.

4. Streifen

Streifen bezieht sich auf die Farbe eines Mineralpulvers. Es ist besonders wichtig für die Identifizierung bestimmter metallischer Mineralien. Pyrit hat beispielsweise einen grünlich-schwarzen Streifen, während Hämatit rote, schwarze oder stahlgraue Farben aufweist, aber immer einen rötlichen Streifen aufweist. Der Streifen transparenter Mineralien ist normalerweise weiß oder fast weiß und hat keine diagnostische Bedeutung.

5. Härte

Unter Härte versteht man die Widerstandsfähigkeit eines Minerals gegenüber äußeren Kräften. Bei der visuellen Identifizierung zeigt es in erster Linie die Kratzfestigkeit des Minerals an. Die Härte wird hauptsächlich durch die Stärke der atomaren, ionischen oder molekularen Bindungen innerhalb des Minerals bestimmt. Als Messstandard wird üblicherweise die Mohs-Härteskala verwendet. Die Mohs-Skala besteht aus 10 Mineralien mit unterschiedlicher Härte (Tabelle 2-1). Talk hat die niedrigste Härte von 1, während Diamant die höchste Härte von 10 hat. Um die Härte eines Minerals zu bestimmen, wird es mit den Standardmineralien auf der Härteskala verglichen, indem versucht wird, sie anzukratzen. Wenn ein Mineral beispielsweise Calcit zerkratzen kann, Fluorit jedoch zerkratzen kann, liegt seine Härte zwischen 3 und 4.

Tabelle 2-1: Mohs-Härteskala

Als Ersatz für die Mineralien in der Härteskala können auch andere häufig vorkommende Gegenstände verwendet werden. Beispielsweise liegt die Härte eines Fingernagels bei etwa 2–2,5, eines Kupferschlüssels bei 3, eines kleinen Stahlmessers bei etwa 5–5,5 und eines Fensterglases bei 6.

Die Mohs-Härteskala kann nur die relative Härte verschiedener Mineralien bestimmen und keine absoluten Werte liefern. Talk hat beispielsweise eine Härte von 1, während Quarz eine Härte von 7 hat. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Quarz siebenmal härter als Talk ist. In Bezug auf die gemessenen Härtewerte liegt Talk bei etwa 2,3 und Quarz bei etwa 300, wodurch letzterer etwa 130-mal härter ist als ersterer.

6. Spaltung

Spaltung bezieht sich auf die Fähigkeit eines Kristalls, sich unter Einwirkung äußerer Kräfte entlang bestimmter Kristallrichtungen zu spalten, was zu ebenen Oberflächen führt, die als Spaltungsebenen bezeichnet werden. Diese Eigenschaft wird durch die innere Struktur des Kristalls bestimmt. Da die Abstände zwischen Atomen, Ionen oder Molekülen in verschiedenen Richtungen innerhalb des Kristalls nicht gleich sind, variiert die Stärke der Anziehung zwischen ihnen. Spaltungsebenen treten immer entlang der Richtungen auf, in denen die interplanaren Kräfte am schwächsten sind. Die Ebene mit der höchsten Dichte und dem größten Abstand zwischen den interplanaren Punkten weist die schwächste Bindung auf und ist daher anfällig für Spaltung (Abbildung 2-2).

Die Abbildung zeigt drei interplanare Richtungen senkrecht zur Ebene: ab, ac und ad. Unter diesen Richtungen weisen die interplanaren Punkte entlang der ab-Richtung die höchste Dichte und den größten Abstand auf, sodass eine Spaltung entlang dieser Richtung am wahrscheinlichsten auftritt.

Bestimmte Mineralien weisen in mehreren Richtungen eine schwache Bindung auf, was zur Bildung mehrerer Spaltungsebenen führt, wie dies bei Calcit der Fall ist. Durch Metallbindungen gebundene Mineralien wie gediegenes Gold und gediegenes Kupfer weisen in ihren Strukturen verteilte freie Elektronen auf. Wenn diese Mineralien äußeren Kräften ausgesetzt werden, kommt es nur zu einer Verschiebung des inneren Gitters und sie spalten sich nicht in festgelegte Richtungen. Stattdessen weisen sie eine hohe Duktilität ohne Spaltung auf.

Die Richtung und der Grad der Spaltung variieren je nach Mineral. Basierend auf der Perfektion des Dekolletés kann es in vier Stufen eingeteilt werden: perfekt, gut, mittelmäßig und schlecht. Die Spaltung ist ein wesentliches Merkmal zur Identifizierung von Mineralien. Beispielsweise lässt sich Glimmer perfekt in eine Richtung spalten, sodass er sich in dieser Richtung leicht in dünne Schichten spalten lässt. Calcit lässt sich in drei Richtungen perfekt spalten, was zu Brüchen entlang dieser drei Richtungen führt und eine Reihe rhomboedrischer Fragmente bildet.

7. Bruch

Bruch bezieht sich auf die Art und Weise, wie ein Mineral bricht, wenn es äußeren Kräften ausgesetzt wird, ohne entlang festgelegter kristallographischer Richtungen zu spalten. Bruchflächen weisen kein spezifisches Muster auf und die Morphologie des Bruchs kann variieren, z. B. schalenförmig, unregelmäßig, gezackt oder flach. Brüche werden hauptsächlich bei Mineralien mit unterentwickelter Spaltung oder Mineralaggregaten wie Quarz beobachtet.

8. Dichte

Bei nichtmetallischen Mineralien kann die Dichte in drei Stufen eingeteilt werden: leicht, mit einer Dichte unter 2,5 g/cm3, die als leicht wahrgenommen wird, wenn man sie in der Hand hält; mittel, mit einer Dichte zwischen 2,5 und 4 g/cm3, wird in der Hand als mäßig schwer oder durchschnittlich schwer empfunden; schwer, mit einer Dichte von mehr als 4,0 g/cm3, wird in der Hand als sehr schwer empfunden.

9. Magnetismus

Magnetismus ist auch ein wichtiges Erkennungsmerkmal bestimmter Mineralien. Beispielsweise werden Magnetit und Pyrrhotin von einem gemeinsamen Magneten angezogen, während natives Wismut von einem Magneten abgestoßen wird.

Geschrieben von Yangguang Translations am 24. Juni 2023, Peking