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Kapitel 15: 15.1 Feldspatgruppe 15.2 Quarz 15.3 Pyroxen-Reihe 15.4 Amphibol-Reihe 15.5 Glimmer-Reihe 15.6 Olivin-Reihe 15.7 Tonminerale 15.8 Calcit 15.9 Magnetit Gesteinsbildende Minerale

Kapitel 15: 15.1 Feldspatgruppe 15.2Quarz 15.3Pyroxen-Reihe 15.4Amphibol-Reihe 15.5Glimmer-Reihe 15.6Olivin-Reihe 15.7Tonminerale 15.8Calcit 15.9Magnetit

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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

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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, ...)

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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

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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

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FeldspäteMikroklin Labradorit

prismatischer Sanidinim Dünnschliff

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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

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SiO2-Modifikationen

Kryptokristallin:

Chalcedon (Achat, Onyx, Karneol,...), Jaspis

Amorph:Opal (mit Wasser), Lechatelierit

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Quarzvarietäten

Bergkristall mit Rutil (Univ. Köln)

Rauchquarz(TUBA Freiberg)

Achatmandel

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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.

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PyroxeneEigenschaften: H = 5-7, hohe Brechzahl > 1,6, # 90°

d > 3,2, dunkles Mineral (mafitisch)

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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.

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Hornblende

Eigenschaften: H = 5-6, hohe Brechzahl: 1,63...1,70, # 124° d = 3,1...3,3, dunkles Mineral (mafitisch): grün-schwarz

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Amphibole

Amphibol-Spaltbarkeitswinkel sind mineraltypisch.

Amphibol senkr. [001]Spaltwinkel: 124°

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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°

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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

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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

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Olivinmischkristalle

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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

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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

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Calcit

Ionenanordnung im Spaltrhomboeder nach [10-11](Hinweis auf extrem hohe Doppelbrechung)

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Calcit - Dolomit

Calcit und Dolomitsind Industrieminerale.

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Calcit - Dolomit

Ätzfiguren auf Calcit (links) und Dolomit (rechts)

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8. CalcitCalcit ist eines der formen- reichsten Minerale.Oft luminesziert Calcit(SE-Gehalt).Besonders markant ist derIsländische Doppelspat.

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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