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Kapitel 15:
15.1 Feldspatgruppe15.2 Quarz15.3 Pyroxen-Reihe15.4 Amphibol-Reihe15.5 Glimmer-Reihe15.6 Olivin-Reihe15.7 Tonminerale15.8 Calcit15.9 Magnetit
Gesteinsbildende Minerale
Gesteinsbildende MineraleVon der IMA (International Mineralogical Association) waren 1999 ca. 4000 Minerale anerkannt. Nur wenige davon sind häufig bzw. gesteinsbildend. In der Erdkruste am häufigsten (in Vol.%) sind:
Plagioklas 39 % Olivin 3 %Alkalifeldspat 12 % Tone (+ Chlorit) 4,6 %Quarz 12 % Calcit (+Aragonit) 1,5 %Pyroxene 11 % Magnetit (+Ti-Magnetit) 1,5 %Amphibole 5 % Dolomit 0,5 %Glimmer 5 % andere Minerale 4,9 %
(u.a. Granat, Disthen, Andalusit, Apatit, ...)
1. FeldspatgruppeWichtigste Mineralgruppe, da sie 58% der Erdkruste ausmacht.
Chemismus: 3 Endglieder : Kalifeldspat KAlSi3O8 (Or)Albit NaAlSi3O8 (Ab)Anorthit CaAl2Si2O8 (An)
(Ab)
(Or)
(An)
Kristallographie: triklin oder monoklin (nur Or)Gerüstsilikatetypische Zwillinge (Karlsbader-, Manebach-, Albit-Gesetz)
Eigenschaften: H 6, niedrige Brechzahl, # unter90° = 2,5...2,7gcm-3, meist helle Eigenfarbe
Dreistoffsystem der Feldspäte
10 30 50 70 90
(HT-) Mischungs-lücke
Albit Andesin BytownitOligoklas Labradorit Anorthit
Orthoklas
Perthit
Antiperthit
Albit
(TT-)
Kalifeldspäte:- Mikroklin (TT-Modifikation)- Orthoklas - Sanidin (HT-Modifikation)- Entmischungen: Perthite
Plagioklase
FeldspäteMikroklin Labradorit
prismatischer Sanidinim Dünnschliff
2. QuarzWichtiges Mineral mit 12,5% Anteil an der Erdkruste.
Chemismus: SiO2
Kristallographie: trigonal-trapezoedrisch, enantiomorph Polymorphie u.a. zu Cristobalit, Tridymit
typische Zwillinge: (Brasilianer-, Dauphineer-, Japaner-Gesetz)Modifikationswechsel bei 573° zu Hochquarz
Strukturprinzip vonTief- und Hoch-Quarz
Eigenschaften: H = 7, Brechzahl 1,55, keine # = 2,65 gcm-3, vielfältige Färbungen zahlreicher Varietäten, optisch aktiv, piezoelelektrisch
SiO2-Modifikationen
Kryptokristallin:
Chalcedon (Achat, Onyx, Karneol,...), Jaspis
Amorph:Opal (mit Wasser), Lechatelierit
Quarzvarietäten
Bergkristall mit Rutil (Univ. Köln)
Rauchquarz(TUBA Freiberg)
Achatmandel
3. PyroxeneWichtige Mineralgruppe mit 11% Anteil an der Erdkruste.
Chemismus und Kristallographie: AB[Si2O6 ]
2 Untergruppen: - Orthopyroxene (orthorhombisch)
Enstatit Mg2 [Si2O6 ]
Bronzit (Mg,Fe)2 [Si2O6 ]
Hypersthen (Mg,Fe)4 [Si2O6 ] 2
- Klinopyroxene (monoklin)Diopsid CaMg [Si2O6 ]
Hedenbergit CaFe [Si2O6 ]
Jadeit NaAl [Si2O6 ]
Ägirin NaFe [Si2O6 ]Augit (Ca,Mg,Fe,Ti,Al) [(Si,Al)2O6 ]Pyroxene sind Kettensilikate mit Zweiereinfachkette.
PyroxeneEigenschaften: H = 5-7, hohe Brechzahl > 1,6, # 90°
d > 3,2, dunkles Mineral (mafitisch)
4. AmphiboleWichtige Mineralgruppe mit 5% Anteil an der Erdkruste.
Chemismus und Kristallographie: A B1,5...2,5C [(OH, F) / Si4O11 ]
Amphibole sind meist monoklin (selten rhombisch).
Amphibolminerale sind u.a.
- Anthophyllit- Tremolit- Glaukophan- Aktinolith (Asbest)- und vor allem Hornblende (Ca,Na,K)2-3(Mg,Fe,Al)5 [(OH, F)2 / (Si,Al)2 Si6O22 ]
Amphibole sind Kettensilikate mit Zweierdoppelkette.
Hornblende
Eigenschaften: H = 5-6, hohe Brechzahl: 1,63...1,70, # 124° d = 3,1...3,3, dunkles Mineral (mafitisch): grün-schwarz
Amphibole
Amphibol-Spaltbarkeitswinkel sind mineraltypisch.
Amphibol senkr. [001]Spaltwinkel: 124°
5. Glimmer-MineraleWichtige Mineralgruppe mit 5% Anteil an der Erdkruste.
Chemismus und Kristallographie:
Es gibt Dunkelglimmer und Hellglimmer.
Wichtigste Vertreter sind:
Biotit und Muskovit K(Mg,Fe)3 [(OH, F)2 / AlSi3 O10 ] KAl2 [(OH, F)2 / AlSi3 O10 ]
Glimmer sind monoklin (pseudohexa-gonal). Glimmer sind Schichtsilikate. Winkel:
(a,c)90°
Glimmer-Eigenschaften
Turmalin mit Biotit im Dünnschliff: Pleochroismus!
Biotit: Muskovit:
sehr gute # nach (001)H = 2-3
Brechzahl um 1,6d=3,1 d=2,7...3,1
schwarz (grün, braun) transparent strategischer Isolator
6. Olivin-ReiheWichtiges Mineral des Erdmantels.
Chemismus: A2 SiO4
Mischkristalle heißen Olivin, die Endglieder sind Forsterit (A=Mg) und Fayalith (A=Fe)
Eigenschaften: H = 6-7Brechzahl > 1,64schlechte # d = 3,3...3,5farblos-grün
Kristallographie: rhombisch-dipyramidalhäufig isometrische KristalleOlivine sind Inselsilikate.
Olivin-Interferenzfarben unter gekreuzten Polarisatoren
Olivinmischkristalle
7. Ton-MineraleWichtige Mineral-Gruppe der Sedimentgesteine.
Chemismus und beides ist kompliziertKristallographie:
als Zweischichtsilikat A2oder3 [(OH)4 / Si2 O5 ]
als Dreischichtsilikat A2oder3 [(OH)2 / Si2 O5 ]
Minerale: Kaolinit, Montmorillonit u.v.a.m
Eigenschaften: geringe HärteBrechzahl: 1,5...1,6sehr gute # nach (001) d < 2,7, oft um 2farblos, aber oft getöntsehr feinkörnig
8. CalcitWichtiges „Durchläufer“-Mineral.
Chemismus: CaCO3
Polymorphie mit Aragonit und Vateritpartielle Mischbarkeit mit Dolomit CaMg(CO3)2,
und Ankerit CaFe(CO3)2
Eigenschaften: H = 3oft lumineszierendhohe Doppelbrechungsehr gute # nach {10-11} d = 2,72farblos-weiß
Kristallographie: rhomboedrischhäufig isometrische Kristalleformen- und flächenreichstes Mineralisomorph mit Rhodochrosit (Mn), Siderit (Fe),
Smithsonit (Zn), Magnesit (Mg)
Calcit bildet mono- mineralische Gesteine:Kalkstein, Marmor
Calcit
Ionenanordnung im Spaltrhomboeder nach [10-11](Hinweis auf extrem hohe Doppelbrechung)
Calcit - Dolomit
Calcit und Dolomitsind Industrieminerale.
Calcit - Dolomit
Ätzfiguren auf Calcit (links) und Dolomit (rechts)
8. CalcitCalcit ist eines der formen- reichsten Minerale.Oft luminesziert Calcit(SE-Gehalt).Besonders markant ist derIsländische Doppelspat.
9. MagnetitWichtiges Eisenerz
Chemismus: Fe3O4
andere Eisenoxidminerale sind Hämatit (-Fe2O3)und Maghemit ( -Fe2O3 )
Eigenschaften: H = 5-6Brechzahl = 2,42starker Ferromagnetismusmuschliger Bruch, keine # d = 5,2opak, schwarzer Strich
Kristallographie: Kubisch-hexakisoktaedrischhäufig isometrische Kristalle (Oktaeder)
Hexakisoktaeder
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