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Gneis

Gneis

Der Gneis (alte sächsische Bergmannsbezeichnung) ist ein metamorphes Gestein (Metamorphit) mit hohem Umwandlungsgrad. Die Mineralzusammensetzung besteht hauptsächlich aus Feldspat (>20%), Quarz sowie Hell- und Dunkelglimmer. Zur Zusammensetzung gibt es im Bergmännischen den Merksatz: "Feldspat, Quarz und Glimmer: Das vergess ich nimmer!" Das Gefüge ist mittel- bis grobkörnig, bei gut sichtbarer Einregelung der Glimmer. Das Gestein ist lagig-flaserig bis grobschieferig, und oft sichtbar gebändert. Gneise lassen sich aufgrund ihrer mineralischen Zusammensetzung, nach ihrer Genese oder aber nach dem Gefüge gliedern:
- Mineralogisch unterscheiden sich die Gneise nach Art der vorhandenen Minerale.
  - Unterschieden nach verschiedenen Glimmern kennt man zum Beispiel Biotitgneis, Muskowitgneis oder Zweiglimmergneis.
  - Bei hohen Anteilen von Cordierit oder Hornblende spricht man entsprechend von Cordieritgneis oder Hornblendegneis.
- Nach der Genese unterscheidet man den aus magmatischen Gesteinen entstandenen Orthogneis von dem aus Sedimentgestein hervorgegangenen Paragneis.
- Unabhängig davon kann man Gneise auch auf Grund ihres Gefüges gliedern; so kennt man hier etwa Augengneise, wenn im Gefüge große Einzelminerale erkennbar sind, oder Flasergneis, wenn das Gefüge sehr linienhaft entwickelt ist. Diese Definitionen sind nicht immer eindeutig, viele Gneise passen in mehrere Kategorien. Gneise sind weltweit verbreitet und finden sich häufig in den alten Kernen der Kontinente. Kategorie:Gestein Kategorie:Wortexport ja:片麻岩

Gestein

Als Gestein bezeichnet man eine feste, natürlich auftretende, in der Regel mikroskopisch heterogene Vereinigung von Mineralen, Gesteinsbruchstücken, Gläsern oder Rückständen von Organismen mit weitgehend konstantem Mischungsverhältnis dieser Bestandteile zueinander. Der geologische Gesteinsbegriff ist weiter gefasst als der umgangssprachliche und bezieht auch natürlich auftretende Metall-Legierungen, vulkanisches Glas, Eis oder Kohle ein. Die Lehre von den Gesteinen, die Petrologie, ist ein Teilgebiet der Geowissenschaften. Beispiele für verschiedene Gesteinsarten sind in der Liste der Gesteine zu finden. Die Erde und die inneren Planeten des Sonnensystems bauen sich aus Gesteinen auf, die oft sehr große räumlich zusammenhängende Massen bilden. Insbesondere bauen sich aus ihnen die an der Oberfläche der Erdkruste sichtbaren Gesteinsformationen, die Gebirge, auf, die durch die tektonischen Vorgänge der Gebirgsbildung entstehen. Gesteine bilden sich hauptsächlich
- durch Erkalten flüssigen Magmas (Magmatite),
- durch Ablagerung von Feststoffen (Sedimentite), zum Beispiel von Sanden, Tonen oder Rückständen abgestorbener Lebewesen, sowie durch Abscheidung aus Lösungen (Salzgesteine),
- durch Umwandlung (Metamorphose) aus anderen Gesteinen, verursacht durch erhöhten Druck und/oder erhöhte Temperatur (Metamorphite). Eine kleine Anzahl irdischer Gesteine geht auf Meteoriten zurück.

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 Olivine, Glimmer, Amphibole, Feldspäte oder Quarz, aber auch Karbonate wie Dolomit oder Kalzit sind wichtige Bestandteile von Gesteinen. Neben diesen Hauptgemengteilen enthalten die meisten Gesteine noch so genannte Nebengemengteile oder Akzessorien. Als Gefüge eines Gesteins bezeichnet man seine Struktur, die sich aus den Eigenschaften und dem Verhältnis der gesteinsbildenden Minerale zueinander ergibt. Insbesondere die Größe und Form der enthaltenen Kristalle, sowie ihre räumliche Lage und Verteilung im Gestein, machen das Gefüge aus.

Klassifikation

Gesteine können auf verschiedene Weise klassifiziert werden; sehr verbreitet ist die Einteilung nach Entstehung und Herkunft. Demnach unterscheidet man vier Gruppen, magmatische Gesteine (Magmatite), metamorphe Gesteine (Metamorphite), Sedimentgesteine (Sedimentite) und als Sonderfall Meteoriten. In der Geotechnik und zahlreichen verwandten Wissenschaften wie der Bodenkunde unterscheidet man Gesteine grundsätzlich in zwei Gruppen, die Festgesteine und die Lockergesteine.

Magmatische Gesteine

Magmatische Gesteine Magmatische Gesteine entstehen durch das Erkalten heißen geschmolzenen Materials aus dem Erdinneren, des so genannten Magmas. Findet das Erkalten unterirdisch statt, spricht man von Plutoniten oder Intrusivgesteinen. Durch die verhältnismäßig gute Wärmeisolation der aufliegenden Gesteine kühlt sich die Magmaschmelze nur langsam ab, so dass große Mineralkristalle entstehen können. Beispiele für plutonische Gesteine sind Granit oder Gabbro. Das Magma kann riesige Gesteinsmassen, die so genannten Plutone bilden, die oft mehrere Tausend Kubikkilometer Gestein umfassen. Magma kann jedoch auch in flüssigem Zustand zu Tage treten. An der Erdoberfläche im Kontakt mit Luft erkaltet es schnell und bildet dann die so genannten vulkanischen oder Extrusivgesteine. Durch die rasche Abkühlung kommt es nur zur Bildung sehr kleiner Kristalle wie etwa beim Basalt oder Andesit; oft existiert sogar überhaupt keine kristalline Ordnung, und es entsteht vulkanisches Glas wie beispielsweise Obsidian.

Metamorphe Gesteine

Metamorphe Gesteine entstehen aus älteren Gesteinen beliebigen Typs durch Metamorphose, das heißt durch Umwandlung unter hohem Druck beziehungsweise hoher Temperatur. Bei der Umwandlung ändert sich die Mineralzusammensetzung des Gesteins, weil neue Minerale und Mineralaggregate gebildet werden; der Gesteinschemismus bleibt aber weitgehend gleich. Daneben wird auch das Gesteinsgefüge transformiert. Beispielsweise entsteht aus Quarzsanden durch Rekristallation und die Ausbildung eines feinen Zements zwischen den Kristallkörnern das metamorphe Gestein Quarzit. Weiträumige Metamorphose von Gesteinen findet meist in großer Tiefe statt, lokale Transformationen können aber auch nahe der Erdoberfläche auftreten, meist in Zusammenhang mit Vulkanismus oder seichten Granitintrusionen. Auch Meteoriteneinschläge führen zu Gesteinsmetamorphosen.
- Regionalmetamorphose steht in Zusammenhang mit Gebirgsbildungen und ist häufig druckbetont. Die damit verbundene Faltung von Gesteinen durch Kompression führt zu Rekristallisation und Einregelung von Mineralen und der Ausbildung einer Schieferung. Ein Beispiel ist die Umwandlung von tonigen Sedimenten in Schiefer.
- Kontaktmetamorphose bezeichnet die Gesteinsumwandlung durch Wärmeeinwirkung aus dem umgebenden Gestein heraus, entweder in lokalem Maßstab durch Aufheizen des Gesteins um kleinere magmatische Gänge herum bis hin zu großen Transformationszonen, sogenannten Aureolen, die sich um große, tiefsitzende plutonische Granit-Intrusionen herum bilden.

Sedimentgesteine

Sedimentgesteine Sedimentgesteine entstehen durch Verwitterung und Erosion von Gesteinen durch Wind (zum Beispiel Löss), Wasser (zum Beispiel Sandstein) oder Eis (zum Beispiel Tillit), die Lösung, den Transport und die nachfolgende Ablagerung ihrer Bestandteile, daneben auch durch biochemisch induzierten Niederschlag (zum Beispiel Kreide) oder durch Verdampfung (zum Beispiel Evaporit). Einzelne Mineralkörner oder Gesteinsfragmente bilden mit der Zeit lose Sedimente. So werden je nach Art der Genese klastische, chemische oder organogene Ablagerunsgesteine unterschieden. Werden diese durch Sedimentation weiteren Materials bedeckt, verdichten sie sich unter zunehmendem Wasserverlust immer mehr, bis durch Neukristallisation und Kompaktifikation aus dem weichen Sediment das harte, spröde Sedimentgestein entstanden ist. Darin werden die einzelnen Mineralkristalle durch eine feinkörnige Grundmasse, die Matrix, zusammengehalten. Diese Veränderungen nach der primären Sedimentation bezeichnet man als Diagenese. Sedimentationsprozesse finden auf der Erdoberfläche seit Milliarden von Jahren statt. Sedimente lagern sich meist kumulativ in einer Abfolge horizontaler Schichten ab; durch die Reihenfolge der Ablagerung sind von Ausnahmefällen abgesehen höherliegende Schichten jünger als tieferliegende, eine Erkenntnis, die als Superpositionsprinzip oder Lagerungsgesetz auf den dänischen Arzt und Geologen Nicolaus Steno zurückgeht. Nach ihrer Entstehung können Sedimentgesteine starken Kräften unterliegen, infolge derer die ehemals flachen Schichten gefaltet und gekippt werden, so dass die Lage des Gesteins im Raum so stark verändert sein kann, dass die ursprüngliche Schichtfolge lokal umgekehrt ist. Sedimente lassen sich grob in die terrestrischen Land- und die marinen Meeressedimente unterteilen. Zu ersteren zählt man auch die Ablagerungen in Süßwasserseen oder Flüssen, die aus Sand oder Schlamm entstanden sind, sowie die organischen Pflanzenreste, aus denen die Kohle hervorgegangen ist. Auch Wüstensedimente sowie Ablagerungen von Gletschern werden dieser Gruppe zugeteilt. Meeressedimente können durch Ablagerung von Erosionsmaterial anderer Gesteine auf dem Meeresgrund, durch von biochemischen Vorgängen verursachte Ausfällung zum Beispiel von Karbonaten und durch Ablagerung anorganischer Skelette von Mikroorganismen wie Kammerlingen (Foraminifa), Coccolithophoriden (Haptophyta), Strahlentierchen (Radiolaria) oder Kieselalgen (Bacillariophyta) entstehen.

Meteorite

Meteorite Einen Sonderfall unter den Gesteinen bilden die Meteorite, Gesteinskörper aus dem Weltraum. Meteorite sind Überreste der ursprünglichen Materie des Sonnensystems und enthalten zahlreiche Minerale, die sich nicht in anderen Gesteinen irdischen Ursprungs finden lassen. Sie lassen sich nach ihrem Mineralgehalt einteilen in Steinmeteorite, die in erster Linie aus Silikaten wie Olivin oder Pyroxen bestehen, Eisenmeteorite, die sich häufig aus den Eisen-Nickel-Mineralen Kamazit und Taenit zusammensetzen und Stein-Eisen-Meteorite, die einen Mischtyp darstellen. Die Größe von Meteoriten liegt zwischen der von Mikrometeoriten und riesigen, tonnenschweren Gesteinskörpern. Aus Schweden sind mehrere hundert Millionen Jahre alte fossile Meteoriten bekannt. Irdischen Ursprungs, aber durch Meteoriteneinschläge gebildet sind die Tektite, zentimetergroße Glasobjekte, die durch einschlagbedingtes Schmelzen irdischen Gesteins und darauf folgendes schnelles Abkühlen an der Luft entstehen, und die Impaktite, die durch die starken mechanischen und thermischen Einwirkungen bei einem Meteoriten-Einschlag aus den am Einschlagsort vorhandenen Gesteinen entstehen wie etwa Suevit.

Gesteinskreislauf

Hauptartikel: Kreislauf der Gesteine Magmatische, metamorphe und Sedimentgesteine werden durch geodynamische Prozesse wie Erosion, Gesteinsmetamorphose oder Sedimentation ineinander umgewandelt. So unterliegen durch Erosion des Deckgesteins freigelegte metamorphe und magmatische Intrusivgesteine ebenso wie die an der Oberfläche gebildeten Sediment- und magmatischen Extrusivgesteine der Verwitterung und Erosion. In erster Linie durch wind- oder wasserbedingten Transport lagern sich die Verwitterungsbestandteile als Sedimente ab und bilden durch Verdichtung schließlich Sedimentgesteine. Diese wandeln sich wie auch magmatische Intrusivgesteine in großer Tiefe unter hohem Druck und hoher Temperatur in metamorphe Gesteine um. Der Kreislauf schließt sich, wenn diese entweder wieder an die Oberfläche gelangen oder durch weitere Absenkung ins Erdinnere aufgeschmolzen werden und damit das Rohmaterial für die Entstehung magmatischer Gesteine bilden. Das folgende Diagramm zeigt diese Prozesse in der Übersicht: center

Bedeutung

Gesteine dienten in der Menschheitsgeschichte als erster Werkstoff zur Herstellung von Werkzeug, den Steingeräten, und sind somit auch der Namensgeber für die älteste kulturhistorische Erdepoche, die Steinzeit. Archäologische Funde aus jener Zeit sind meist Steinartefakte. Steine bilden das älteste feste Baumaterial der menschlichen Kultur und die älteste bekannte überlieferte Schreibunterlage menschlicher Schriftkultur. Sie sind Grundlage bildlicher Darstellungen in der Kunst, besonders in der Lithografie und als Ausgangsmaterial der Bildhauerei. Schmucksteine, Edelsteine und Halbedelsteine sind als Schmuck beliebt. Lesesteinhaufen und Trockensteinmauern dienten früher als Markierung von Äckern und sind heute wertvolle Biotope. Ein Grenzstein wird zur Abgrenzung von Gebieten verwendet. Fossilien in Form von Versteinerungen zeugen von Lebewesen früherer Äonen, Epochen und Perioden und spielen eine große Rolle für das Studium vergangener Lebensformen, der Evolutionsgeschichte sowie für die Datierung von Gesteinsschichten. Siehe auch: Liste der Gesteine, Liste der Gesteine nach Genese

Literatur

Vinx, Roland: Gesteinsbestimmung im Gelände. 2005, 452 S., 7 s/w Abb., 364 farb. Abb., 14 s/w Tab. Spektrum Akademischer Verlag. ISBN 3-8274-1513-6

Weblinks


- [http://www.lgd.de/projekt/gesteine/gesteine/index.html Gesteine - Baumaterial unserer Erde]
- Real Video: [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=040107.rm Woher weiß man das Alter von Gesteinen?] (Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri) Kategorie:Petrologie ! Kategorie:Bergbau ja:岩石 ms:Batu th:หิน

Metamorphit

]] Metamorphe Gesteine entstehen aus älteren Gesteinen beliebigen Typs durch Metamorphose, das heißt durch Umwandlung unter hohem Druck, hoher Temperatur und gegebenenfalls durch chemischen Stoffaustausch im festen Zustand. Bei der Umwandlung ändert sich die Mineralzusammensetzung des Gesteins, weil neue Minerale und Mineralaggregate gebildet werden, die unter den gegebenen neuen Druck- und Temperaturbedingungen stabil sind; daneben wird auch das Gesteinsgefüge transformiert. Beispielsweise entsteht aus Quarzsanden durch Rekristallation und die Ausbildung eines feinen Zements zwischen den Kristallkörnern das metamorphe Gestein Quarzit. Aus einem (reinen) Kalkstein entsteht durch Rekristallisation bei Beibehaltung des chemischen Stoffbestandes ein grobkörniger Marmor. Die unter unteschiedlichen Bedingungen entstandenen metamorphen Gesteine werden metamorphen Fazies zugeordnet. Ein teilweise aufgeschmolzenes Gestein (Anatexis) wird als Migmatit bezeichnet und stellt bereits den Übergang zu einem magmatischen Gestein dar. Weiträumige Metamorphose von Gesteinen findet meist in großer Tiefe statt, lokale Transformationen können aber auch nahe der Erdoberfläche auftreten, zum Beispiel an Stellen, wo sich hohe Spannungen aufgebaut haben.
- Dynamischer Metamorphismus wird durch hohen Druck hervorgerufen. Er kann zum Beispiel lokal an Verwerfungen auftreten, auch bei der Faltung von Gesteinen durch Kompression und Rekristallisation kommt es zu dynamischem Metamorphismus. Ein Beispiel ist die Umwandlung von tonigen Sedimenten in Schiefer.
- Thermischer Metamorphismus bezeichnet die Gesteinsumwandlung durch Wärmeeinwirkung aus dem umgebenden Gestein heraus, entweder in lokalem Maßstab durch Aufheizen des Gesteins um kleinere unterirdische Magmakammern herum bis hin zu riesigen Transformationszonen, so genannten Aureolen, die sich um große, tiefsitzende plutonische Intrusionen herum bilden, wie sie zum Beispiel bei der Entstehung von Granit vorkommen.
- Durch großräumige Wärme- und Druckeinwirkung kommt es zu regionalem Metamorphismus, der in unterschiedliche Grade eingeteilt wird. Schiefer zeugt von regionalem Metamorphismus niedrigen Grades, Gneis ist dagegen ein Produkt hochgradiger Metamorphose.

Beispiele


- Gneis
- Eklogit
- Fruchtschiefer
- Glimmerschiefer
- Tonschiefer
- Phyllit

Weblinks


- Liste der Gesteine
- Liste der Gesteine nach Genese Kategorie:Gestein Kategorie:Petrologie ja:変成岩 th:หินแปร

Mineral

Als Mineral (Mehrzahl Minerale, auch Mineralien) definieren Mineralogen natürlich vorkommende Feststoffe mit einer einheitlichen chemischen Zusammensetzung und einem auch auf mikroskopischer Ebene gleichförmigen Aufbau. Die meisten Minerale sind kristallin. Die Mehrzahl der heute bekannten ca. 4000 Minerale sind anorganisch, es sind aber auch wenige organische Minerale bekannt. Die Lehre von den Mineralen ist die Mineralogie. Alle Gesteine der Erde und anderer Himmelskörper sind aus Mineralen aufgebaut. Am häufigsten kommen etwa dreißig Minerale vor, die so genannten Gesteinsbildner. Der spezifische Mineralinhalt eines Gesteins liefert Informationen über die Bildung und Entwicklungsgeschichte eines Gesteins und trägt damit zur Kenntnis des Ursprungs und der Entwicklung des Planeten Erde bei. Nach ihrer Entstehung lassen sich Primärminerale und Sekundärminerale unterscheiden: Erstere entstehen zur selben Zeit wie das Gestein, dessen Teil sie sind, letztere werden dagegen erst durch chemische Verwitterung oder Metamorphose aus den Primärmineralen gebildet.

Struktur und Form

Metamorphose Fast alle Minerale treten in der Natur als kristalline Feststoffe auf, sehr wenige dagegen als amorphe Stoffe, die dem Glas vergleichbar sind. Gediegenes, das heißt elementares, Quecksilber und Wasser, die flüssige Modifikation des Eises, stellen die einzigen Flüssigkeiten dar, die zu den Mineralen gezählt werden. Frei kristallisierte Minerale zeigen äußerlich eine feste geometrische Form mit wohldefinierten natürlichen Flächen, die in festen Winkeln zueinander stehen. Dies wird auch als Gesetz der Winkelkonstanz bezeichnet. Die symmetrische Anordnung der Flächen ist Ausdruck der inneren Struktur eines kristallinen Minerals: Es zeigt eine wohlgeordnete Atomstruktur, die durch vielfach wiederholte Aneinanderreihung so genannter Elementarzellen entsteht, die die kleinste Struktureinheit des Minerals ausmachen. Man unterscheidet aufgrund der inneren Symmetrie sechs bis sieben Kristallsysteme, nämlich das kubische, das hexagonale, das trigonale, das tetragonale, das orthorhombische, das monokline und das trikline System. Hexagonales und trigonales System werden von manchen Mineralogen gelegentlich zusammengefasst. Durch ungleichmäßiges Kristallwachstum können so genannte Zwillinge entstehen, das sind zwei aus einem Urkristall hervorgegangene miteinander verwachsene Kristalle, die sich, bestimmten Gesetzen gemäß, symmetrisch zueinander verhalten.

Mineral-Erkennung und Eigenschaften

Die Erkennung eines Minerals kann in vielen Fällen auf Grund einiger weniger Eigenschaften wie Kristallform, Härte, Farbe, Bruchverhalten usw. erfolgen. In manchen Fällen sind jedoch weitergehende chemische Analysen, optische Tests oder Röntgenstrukturuntersuchungen zur Identifikation eines Minerals notwendig. Eine wichtige Analysemethode der Mineralogie ist die Durchleuchtung eines Mineral-Dünnschnitts im Polarisationsmikroskop, wo sich die unterschiedlichen chemischen und strukturellen Eigenschaften des Minerals im optischen Verhalten zeigen. Wichtige Eigenschaften eines Minerals sind:
- die Farbe: Sie wird durch die chemische Zusammensetzung eines Minerals, insbesondere durch kleinere Verunreinigungen oder Fehlordnungen im Gitter, beeinflusst. So lässt sich beispielsweise Zinnober an seiner blutroten Färbung erkennen.
- die Strichfarbe: Sie ist die Farbe des pulverförmigen Minerals, die sich oft von der Färbung seiner Oberfläche unterscheidet. Hämatit lässt sich immer an seiner eisenroten Strichfarbe erkennen. Der Strich wird üblicherweise an einem unglasierten Keramikplättchen geprüft.
- der Glanz: Durch die Art, wie Licht an der Oberfläche eines Kristalls reflektiert oder absorbiert wird, ergibt sich sein Glanz. Beim metallisch glänzenden Bleiglanz ist er sogar namensgebend.
- die Transparenz: Manche Minerale sind für Licht vollkommen durchlässig wie die Bergkristall genannte Quarz-Varietät. Viele metallische Erze wie z.B. der Kupferkies sind dagegen undurchsichtig, was auch als opak bezeichnet werden kann.
- die Dichte: Sie hängt von der chemischen Zusammensetzung und Struktur ab. So lässt sich Zinnober von Realgar durch seine durch den Gehalt an schwerem Quecksilber wesentlich höhere Dichte unterscheiden. Wird die Dichte auf die Dichte von Wasser bezogen, so wird sie relative Dichte genannt und ist dann einheitenlos.
- die Härte: Sie wird durch die Stabilität der chemischen Bindungen im Mineral bestimmt und durch ihre Ritzbeständigkeit ermittelt. Angegeben wird sie in der Mineralogie durch ihren Wert auf der Mohs-Skala, die von eins (sehr weich, Beispiel Talk) bis zehn (sehr hart, Beispiel Diamant) reicht.
- die Spaltbarkeit: Sie beschreibt Kristallebenen, zwischen denen nur schwache Kräfte bestehen und an denen daher der Kristall gespalten werden kann. Beispielsweise hat Kalzit drei Spaltebenen und ist so sehr vollkommen spaltbar. Quarz besitzt dagegen gar keine Spaltebene.
- das Bruchverhalten: Bricht ein Mineral nicht entlang seiner Spaltebenen, treten oft charakteristische Bruchstrukturen auf. Beispiele sind der muschelige Bruch von Dolomit und der faserige Bruch von Kyanit.
- die Lumineszenz: Sie ist ein Sammelbegriff für die verschiedenen Arten des Aufleuchtens einer Substanz unter Einwirkung irgendeiner Strahlung mit Ausnahme der reinen Wärmestrahlung (z. B. Fluoreszenz, Phosphoreszenz).
- der Magnetismus: Das magnetische Verhalten von Mineralen ist verschieden: Es gibt selbst anziehende Minerale (z. B. Magnetit), von Magneten angezogene Minerale (z. B. Magnetkies) und magnetisch neutrale Minerale. Bestimmt wird diese Eigenschaft mittels einer Kompassnadel.
- die Zähigkeit: Fachsprachlich auch Tenazität genannt versteht man darunter bei Mineralen die Sprödigkeit, Dehnbarkeit und Elastizität. Für einzelne Minerale kann die Zähigkeit ein Bestimungsmerkmal sein, ist jedoch meist dem Spezialisten vorbehalten.
- die Flammenfärbung: Einige Elemente verfärben eine Flamme. Diese Eigenschaft wird in der Flammenprobe verwendet, um auf die chemische Zusammensetzung eines Minerals zu schließen. Gasbrenner sind in abgedunkelten Räumen dazu am Besten geeignet.
- die Radioaktivität: Dies ist die Eigenschaft, hochenergetische Strahlung ohne Energiezufuhr auszusenden. Man unterscheidet traditionell drei Arten von Strahlen: Alpha-, Beta- und Gammastrahlen. Die Strahlenmessung erfolgt mit einem so genannten Geigerzähler. Radioaktivität ist auch in niedrigen Dosen potentiell gesundheitsschädlich.
- der Pleochroismus: Bei einigen durchsichtigen Mineralen sind die Farben und Farbtiefen in verschiedenen Richtungen unterschiedlich. Erscheinen zwei Farben nennt man dies Dichroismus, bei drei Farben Trichroismus bzw. Pleochroismus. Die Bezeichnung wird auch als Sammelbezeichnung für beide Arten der Mehrfarbigkeit verwendet.
- die Schmelzbarkeit: Sie beschreibt das Verhalten vor dem Lötrohr, d.h. die Schmelzreaktion.

Gesteinsbildende Minerale

Die meisten Gesteine setzen sich zum Großteil aus einer nur relativ kleinen Anzahl von Mineralen zusammen, den etwa dreißig Gesteinsbildnern, enthalten daneben aber noch kleinere Mengen an selteneren Bestandteilen. So werden mehr als neunzig Prozent der Erdoberfläche von Silikatmineralen wie Olivin, Pyroxen, Amphibol, Feldspat oder Quarz gebildet. Sie finden sich in magmatischen, metamorphen und auch in tonreichen Sedimentgesteinen. Weitere bedeutende Mineralgruppen sind die Karbonate, die ebenfalls in wichtigen Sedimentgesteinen wie beispielsweise Kalkstein enthalten sind und die Oxide, darunter z. B. Hämatit.

Erzlagerstätten

Mineralablagerungen, die zur Metallgewinnung wirtschaftlich abgebaut werden können, bezeichnet man als Erze. Der Begriff ist somit ökonomisch, nicht wissenschaftlich geprägt: Ob eine gegebene Lagerstätte kommerziell ausgebeutet werden kann, hängt von den Abbaukosten und dem Marktwert des enthaltenen Metalls ab - während der Eisenanteil von Mineralablagerungen bei bis zu 50 % liegen muss, um einen finanziellen Gewinn zu erzielen, reichte im Jahr 2003 bei dem wesentlich wertvolleren Platin bereits ein Anteil von 0,00001 % dazu aus. Erzlagerstätten können auf sehr verschiedene Weise entstehen:
- Riesige Ablagerungen von Eisenerz, die so genannten gebänderten Eisenerzformationen, wurden vor 3650 bis 1800 Millionen Jahren in der Zeit des Archaikums und frühen Proterozoikums vermutlich durch den Einfluss von Bakterien als Sedimente abgelagert.
- Durch Verwitterungsprozesse können Minerale aus ihrem ursprünglichen Entstehungsgebiet verbracht werden und sich konzentriert als Sedimente (Seifen) am Grund von Flüssen, Seen oder flacher Meere absetzen. Ein Beispiel sind Ablagerungen von so genanntem Seifengold, das traditionell durch Waschen aus Flusssand gewonnen wird.
- Wenn heißes Grundwasser, das sich in der Tiefe beim Kontakt mit magmatischer Schmelze mit Mineralen angereichert hat, durch Risse und Spalten zur Oberfläche vordringt, lagern sich mit sinkender Temperatur und sich veränderndem pH-Wert im umgebenden Gestein nacheinander verschiedene Mineralformationen ab, die auf diese Weise die so genannten Hydrothermaladern bilden.
- Auf ähnliche Weise, nur oberirdisch, entstehen Erze, wenn das mineralreiche Wasser an Thermalquellen zu Tage tritt.

Verwendung

Minerale als Schmuck

pH-Wert Seltene Minerale, die aufgrund ihrer Härte, Färbung oder ihres Glanzes als schön empfunden werden und deshalb als Schmuck dienen, sind als Schmucksteine, umgangssprachlich auch als Halbedelsteine bekannt. Mit ihnen befasst sich wissenschaftlich die Gemmologie. Die wertvollsten Schmucksteine wie zum Beispiel Diamant, Rubin, Smaragd oder Saphir heißen auch Edelsteine. (Unter diesen Begriff fallen allerdings auch Nicht-Minerale wie Bernstein.) Aufgrund ihres hohen Preises werden Edelsteine heute teilweise synthetisch hergestellt. Um die durch Farbe und Glanz beeinflusste Schönheit eines Schmucksteins zur Geltung zu bringen, muss er geschliffen und poliert werden. Dazu existieren zahlreiche verschiedene Schliffformen: Durchsichtige oder durchscheinende Varietäten werden in der Regel mit Facettenschliffen versehen, bei denen meist in festen Winkelbeziehungen zueinanderstehende Flächen, die so genannten Facetten, die Lichtreflexion maximieren. Undurchsichtige Minerale erhalten hingegen glatte, einflächige Schliffe. Der Asterismuseffekt eines Sternsaphirs beispielsweise lässt sich nur durch den so genannten Cabochonschliff erzielen. Das Feuer eines im Brillantschliff geschliffenen Diamanten hängt in der Hauptsache von der Einhaltung bestimmter Winkelverhältnisse der einzelnen Facetten sowie von seinen Proportionen ab.

Minerale als Reinigungsmittel

Das gemahlene Tonmineral Lavaerde aus dem marokkanischen Atlasgebirge wird bereits seit der Antike als Körper- und Haarreinigungsmittel verwendet.

Minerale als Reaktionspartner und Reaktionsprodukte

Die Mineralogie hat entscheidend zum besseren Verständnis von Reaktionsabläufen beigetragen. Dies gilt vor allem für die chemischen und mikrobiellen Reaktionen im Wasserkreislauf, bei der Trinkwasseraufbereitung und bei der Korrosion. Im Wasserkreislauf kommt das Wasser mit zahlreichen Mineralen in Kontakt. Als Reaktionspartner spielen vor allem Kalzit, Pyrit und Tonminerale eine größere Rolle: Ersteres ist Reaktionspartner bei der Neutralisation von Säuren einschließlich Kohlensäure unter Bildung von Wasserhärte, zweiteres wirkt als Reduktionsmittel bei der Elimination von Nitrat (Denitrifikation), während Tonminerale Neutralisationsreaktionen bei niedrigen pH-Werten und Ionenaustauschreaktionen bewirken können. Bei der Trinkwasseraufbereitung entstehen als Reaktionsprodukt bei der Elimination von Eisen(II)- und Manganionen Goethit und δ-MnO2, Kalzit kann bei Enthärtungsreaktionen (Entkarbonisierung) gebildet werden. Bei der Abwasserbehandlung können bei ausreichend hohen Phosphatkonzentrationen in den Abwasserbehandlungsanlagen wasserklare Kristalle von Struvit, einem Ammonium-Magnesiumphosphat, entstehen. Diese können den Querschnitt von Leitungen verengen. Bei der Korrosion von Stahl und Gusseisen im Kontakt mit Wasser können je nach Wasserbeschaffenheit Goethit, Magnetit und Lepidokrokit, bei höherer Karbonathärte auch Siderit, in phosphathaltigen Wässern Vivianit, in sulfathaltigen WässernTroilit und in schwefelwasserstoffhaltigen Wässern Greigit gebildet werden. Aus Kupfer kann sich dagegen Cuprit, Malachit oder Azurit bilden, während aus Blei hauptsächlich Hydrocerussit entsteht.

Biomineralisation

Mineralbildungen spielen auch in der belebten Natur eine wichtige Rolle. Weil die entstehenden Produkte manchmal sehr gut, oft aber nur schlecht oder gar nicht kristallisiert sind, werden einige anorganische Komponenten mit ihrer chemischen Bezeichnung aufgeführt; der Mineralname ist gegebenenfalls in Klammern hinzugefügt.
- Calciumcarbonat ist in Form von Kalzit oder Aragonit in der belebten Natur ein Vielzweck-Werkstoff und dient als mineralische Komponente von Eier- oder Muschelschalen. Auch einige Mikroorganismen wie die Kammerlinge (Foraminifera) bilden kalkhaltige Schalen.
- Calciumfluorid (Fluorit) ist Hauptkomponente des Zahnschmelzes von Säugetieren.
- Calciumphosphat (Hydroxylapatit) ist die anorganische Komponente von Knochen.
- Magnetit dient Lebewesen als Kompass zur Orientierung im Erdmagnetfeld. Dies hat man zunächst bei magnetotaktischen Bakterien festgestellt. Auch bei Insekten, Weichtieren, Vögeln und Fischen hat man jedoch inzwischen Magnetit nachgewiesen.
- Siliziumdioxid wird in amorpher Form als Gerüstsubstanz in Pflanzen eingebaut; Kieselalgen bauen aus dieser Substanz ihr Kieselskelett.

Minerale in der Esoterik

Vielen Mineralen wird in der Esoterik eine Bedeutung als Heilstein zugesprochen.

Systematik der Minerale

Minerale können beispielsweise nach ihrer chemischen Zusammensetzung klassifiziert werden: Gediegene Elemente: Gediegene Elemente sind Minerale, die nur aus einem einzigen chemischen Element gebildet werden. Hierzu zählen etwa zwanzig Minerale, davon zehn geologisch signifikant.
- Beispiele: Kupfer (Cu), Silber (Ag), Gold (Au), Eisen (Fe), Schwefel (S), Graphit (C), Diamant (C) Sulfide: Sulfide bestehen aus einer Verbindung von Schwefel mit Metallen oder Halbmetallen. Zu den Sulfiden zählen etwa 600 Mineralien. Mineralogisch rechnet man auch die selenhaltigen Selenide und die tellurhaltigen Telluride zu dieser Gruppe.
- Beispiele: Bleiglanz (PbS), Pyrit (FeS2), Zinkblende (ZnS), Zinnober (HgS) Halogenide: Die etwa 140 Halogenide bestehen aus einer Verbindung von Fluor, Chlor, Brom oder Iod mit Kationen wie Natrium oder Kalzium.
- Beispiele: Fluorit (CaF2), Steinsalz (NaCl) Oxide und Hydroxide: Aus der Verbindung von Metallen oder Nichtmetallen mit Sauerstoff oder Hydroxylgruppen (OH- -Gruppen) entstehen die etwa 400 Oxide bzw. Hydroxide (auch Oxyde genannt).
- Beispiele: Spinell (MgAl2O4), Hämatit (Fe2O3), Magnetit (Fe3O4), Korund (Al2O3), Pechblende (UO2), Goethit (FeO(OH)) Karbonate: Die mehr als 200 Karbonate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ CO3]2-.
- Beispiele: Dolomit (CaMg(CO3)2), Kalzit (CaCO3), Malachit (Cu2CO3(OH)2) Phosphate, Arsenate, Vanadate: Phosphate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ PO4]3-. Hier werden meist auch Arsenate und Vanadate [VO4]3- eingeordnet. Die Gruppe umfasst etwa 400 Mineralien.
- Beispiele: Apatit (Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)), Türkis (CuAl6(PO4)4(OH)8 · 5H2O), Carnotit (K2(UO2)2(VO4)2 · 3H2·) Nitrate: Nitrate sind leicht lösliche Salze mit dem Anionenkomplex [ NO3]-, der meist mit Natrium oder Kalium verbunden ist. Sulfate: Die etwa 300 Sulfate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ SO4]2-. Hierher sortiert man auch die Chromate.
- Beispiele: Anhydrit (CaSO4), Gips (CaSO4 · H2O) Molybdate und Wolframate: Die eng verwandten Molybdate und Wolframate sind Verbindungen eines Metalls mit dem Anionenkomplex [MoO4]2- bzw. [WO4]2-.
- Beispiele: Wulfenit (PbMoO4), Wolframit ((Fe,Mn)WO4) Borate: Zu den etwa 125 Boraten zählen jene Minerale, die den Boratkomplex [BO3]3- enthalten.
- Beispiel: Borax (Na2B4O5(OH)4 · 8 H2O), Sassolin (H3BO3) Silikate: Die Silikate sind etwa 500 Verbindungen, in denen der [ SiO4]4--Tetraeder einen wesentlichen Baustein darstellt.
- Beispiele: Olivin ((Mg, Fe)2SiO4), Zirkon (ZrSiO4), Andalusit (Al2SiO5), Topas (Al2SiO4(OH,F)2), Beryll (Be3Al2Si6O18), Quarz (SiO2) Organische Minerale: Hierzu zählen Salze der Mellithsäure und der Oxalsäure.
- Beispiele: Bernstein, Honigstein, Kleesalz Eine Übersicht über alle Mineralartikel findet sich in der Liste von Mineralen; die verwandte Liste der Gesteine deckt Artikel zu individuellen Gesteinen ab.

Literatur


- Deer, W.A., Howie, R.A., und Zussman, J.: Orthosilicates, Band 1 aus: Rock-forming minerals. Longman, London, 2. Ausgabe, 1982.
- Rösler, H. J.: Lehrbuch der Mineralogie, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1991 ISBN 3342002883
- Kleber, W.: Einführung in die Kristallographie, Oldenbourg, 18. bearb. Aufl. 1998, ISBN 3486273191
- Edition Dörfler: Mineralien Enzyklopädie, Nebel Verlag, ISBN 3-89555-076-0

Weblinks


- [http://www.mineralienatlas.de Deutscher Mineralienatlas]
- [http://www.petrefaktum.de/ PETREFAKTUM] - Erdgeschichte Fossilien Mineralien -
- [http://www.minlex.de Mineralienlexikon]
- [http://web2.donzampano.com MinMax Mineralien-Information-System]
- [http://home.arcor.de/geologie-mineralogie/mineralogie-einf.htm#spalt Mineralogie&Geologie]
- [http://www.mindat.org mindat.org - The Mineral Database] - nur englisch, riesige Datenbank mit viel Input der Benutzer
- [http://www.mineralien-sammeln.de/ Datenbank mit Kenndaten der 380 häufigsten Mineralien]
- [http://www.johnbetts-fineminerals.com/jhbnyc/bestgall.htm John Betts Fine Minerals (englisch) - Mineraliengalerie] Kategorie:Mineralogie Kategorie:Bergbau ja:鉱物 simple:Mineral th:แร่

Feldspat

Feldspat ist eine Gruppe sehr häufiger, quasi „auf dem Feld“ vorkommender Silikat-Minerale der chemischen Zusammensetzung (Na,K,Ca,Ba) (Al,Si)4O8. Die in Klammern angegebenen Elemente können sich jeweils gegenseitig vertreten, stehen jedoch immer im selben Mengenverhältnis zu den anderen Bestandteilen des Minerals. Feldspat kristallisiert entweder im monoklinen oder im triklinen Kristallsystem, hat eine mittlere Härte von 6 bis 6,5 und eine sehr variable Farbe, die von farblos über weiß, rosa, grün, blau bis braun reicht. Strichfarbe ist weiß. Feldspat zählt zu den wichtigsten gesteinsbildenden Mineralen.

Klassifikation

Feldspate lassen sich in drei verschiedene Gruppen einteilen:
- Alkalifeldspäte der Ab-Or-Mischreihe mit den Endgliedern Albit (NaAlSi3O8) und Kalifeldspat (KAlSi3O8) bzw. Orthoklas/Mikroklin und den Mischkristallen Anorthoklas, Na-Sanidin und Sanidin haben einen hohen Anteil an Kalium und Natrium. Sie sind allerdings nur bei hohen Temperaturen stabil mischbar. Bei der Abkühlung kommt es zu Entmischungen, die sich in natriumreichen Lamellen in Kalifeldspat („Perthit“), bzw. in kaliumreichen Lamellen in Albit („Antiperthit“) äußern. Den Vorgang selbst bezeichnet man als "perthitische Entmischung".
- Plagioklase (auch Kalknatronfeldspäte) der Ab-An-Mischreihe mit den Endgliedern Albit (NaAlSi3O8) und Anorthit (CaAl2Si2O8) und den Mischkristallen Oligoklas, Andesin, Labradorit und Bytownit zeichnen sich dagegen durch einen großen Gehalt an Kalzium und Natrium aus.
- Ternäre Feldspäte im inneren des Dreiecks aus Kalifeldspat-Albit-Anorthit mit einer jedoch bei sinkenden Temperaturen zunehmend großen Mischungslücke. Die Bezeichnung eines Einzelminerals kann auch mittels Prozentangaben erfolgen: Zum Beispiel stellt man einen An-Ab-Mischkristall aus 60 Prozent Albit und 40 Prozent Anorthit mit Ab60An40 oder auch nur kurz Ab60 bzw. An40 dar und bezeichnet ihn aufgrund dieser Zusammensetzung als Andesin.

Einzelminerale und Varietäten


- Albit (NaAlSi3O8) ; triklin
  - Periklin, Cleavelandit
- Andesin ((Na,Ca)Al(Si,Al)3O8) ; triklin
- Anorthit (CaAl2Si2O8) ; triklin
- Labradorit (Ca,Na)Al(Si,Al)3O8) ; triklin
- Mikroklin (KAlSi3O8) ; triklin
  - Amazonit
- Oligoklas ((Na,Ca)Al(Si,Al)3O8) ; triklin
  - Peristerit, Sonnenstein
- Hyalophan ((K,Ba)Al(Si,Al)3O8) ; monoklin
- Sanidin (KAlSi3O8) ; monoklin
- Orthoklas (KAlSi3O8) ; monoklin
  - Adular, Mondstein

Vorkommen

Feldspate treten meist in Form tafeliger oder säuliger, oft verzwillingter Kristalle auf und finden sich sowohl in magmatischen als auch in metamorphen und Sedimentgesteinen. Welcher Feldspattyp sich in einem gegebenen magmatischen Gestein findet, hängt von der chemischen Zusammensetzung und der Temperatur der ursprünglichen Schmelze ab: Kalifeldspate bilden sich bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen in siliziumdioxidreichen Magmen, die beim Abkühlen die Gesteine Granit und Rhyolith bilden. Ist die Schmelze dagegen eher arm an Siliziumdioxid und kristallisiert bei vergleichsweise hoher Temperatur, so entstehen Kalknatronfeldspate, die sich dann in Gesteinen wie Gabbro oder Basalt finden.

Verwendung als Rohstoff

Einige Varietäten des Feldspat wie Labradorit oder Orthoklas finden bei geeigneter Qualität als Schmuckstein Verwendung. Feldspat ist neben Kaolin und Quarz ein wichtiger Bestandteil bei der Porzellanherstellung. Siehe auch: Liste von Mineralen

Weblinks


- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Feldspat Mineralienatlas - Feldspat]
- [http://peridot.min.uni-koeln.de/reinersworld/polmin/Mineral/fsp/fspform.htm Feldspat-Seite von der Universität Köln] Kategorie:Mineral ja:長石 ko:장석

Quarz

Quarz ist ein im trigonalen Kristallsystem kristallisierendes Silikat-Mineral mit Härte 7, sehr variabler Farbe (auch farblos) und weißer Strichfarbe. Es besteht wie das amorphe Quarzglas vollständig aus Siliziumdioxid (SiO2). Quarz wird gelegentlich mit dem Kalzit verwechselt, kann jedoch durch seine größere Härte, die niedrigere Doppelbrechung und die Reaktion des Kalzits mit verdünnter Salzsäure leicht von diesem unterschieden werden. Quarz ist ein häufiges gesteinsbildendes Mineral und sehr erosions- und verwitterungsbeständig.

Varietäten und Modifikationen

Verschiedene Einzelminerale und Schmucksteine werden zu den Quarzen gerechnet. Sie bestehen alle aus SiO2, enthalten aber Verunreinigungen, unter anderem durch Eisen, Mangan, Titan oder Eisenhydrate, welche verschiedene Färbungen hervorrufen. Zu den Quarzen zählen unter anderem die Varietäten:
- Achat, Amethyst, Aventurin
- Bergkristall
- Chalcedon, Chrysopras, Citrin
- Eisenkiesel
- Falkenauge
- Heliotrop
- Jaspis
- Quarz-Katzenauge, Karneol (Carneol)
- Milchquarz, Moosachat, Morion
- Onyx
- Prasem
- Rauchquarz, Rosenquarz
- Saphirquarz, Sarder, Sardonyx
- Tigerauge Die Modifikationen des Quarz haben dieselbe chemische Zusammensetzung wie Quarz, das Kristallgitter, wenn vorhanden, ist jedoch anders aufgebaut. Man unterscheidet insbesondere folgende Modifikationen:
- den wasserhaltigen, amorphen Opal
- die Hochdruckmodifikationen Coesit, Cristobalit, Stishovit und Tridymit
- den kubisch kristallisierenden Melanophlogit Die meisten Modifikationen können selbst wieder in verwandte, aber kristallographisch verschiedene Kristallstrukturen unterteilt werden. Quarz selbst ist nur bei niedriger Temperatur in der trigonalen α-Quarz-Phase stabil. Bei 573 Grad Celsius findet eine Phasenumwandlung in die hexagonale β-Quarz-Phase statt. Die höhere Symmetrie des β-Quarz führt unter anderem zum Verlust der piezoelektrischen Eigenschaften. Den Übergang von der β-Quarz Phase zum α-Quarz kann man sich leicht vereinfacht durch Kippen robuster Tetraeder um die <100> Achse veranschaulichen. Die Kipprichtung entscheidet über die Orientierung des α-Quarzes. Diese beiden Orientierungen der α-Quarz Phase werden als Dauphiné-Zwillinge des Quarz bezeichnet.

Struktur

Der Quarz ist ein Gerüstsilikat das aus SiO4-Tetraedern besteht. Über die Sauerstoffatome in den Ecken entsteht die Atombindung, in dem sich jedes Siliziumatom vier halbe Sauerstoffatome teilt und damit den Ladungshaushalt ausgleicht.

Vorkommen

Quarz findet sich häufig in Form sechsseitiger Kristalle, die im Einzelfall mehrere Tonnen schwer werden können. Das Mineral entsteht meist in der kontinentalen Kruste und findet sich dort in Form wohlentwickelter Kristalle, als Kruste auf Oberflächen und als Auskleidung natürlicher Höhlungen, so genannter Geoden. Als sehr häufig vorkommendes Mineral, das einen Anteil von zwölf Prozent an der Mineralzusammensetzung der Erdkruste ausmacht, tritt Quarz sowohl in magmatischen und metamorphen Gesteinen als auch in Sandstein und Kreidekalken organischen Ursprungs auf: In magmatischen Gesteinen ist Quarz typisch für Granit, Rhyolith, Pegmatit oder Hydrothermaladern. Gabbro und Pyroxenit, die aus siliziumdioxidarmen Magmen entstanden sind, enthalten dagegen nur wenig Quarz. Ein wichtiges quarzhaltiges metamorphes Gestein ist Gneis, in dem das Mineral oft reine Adern bildet. Daneben ist Quarz auch wichtiger Bestandteil von Sedimentgesteinen: Viele Sande, sowie allgemeiner Fluss- und Meeresablagerungen, enthalten wegen der hohen Erosionsbeständigkeit des Minerals Quarz. Aus komprimierten und zusammenzementierten Quarzkörnern entsteht der Quarzsandstein.

Bedeutung als Rohstoff

Quarz findet je nach Varietät zahlreiche verschiedene Anwendungen: Quarzvariationen wie der Achat, der violette Amethyst, der zitronengelbe Citrin, der blutrote Jaspis oder der massive, schwarz-weiß gestreifte Opal werden wegen der großen Härte und der guten Schneid- und Polierbarkeit des Minerals in der Schmuckindustrie zu Schmucksteinen verarbeitet. Reiner Bergkristall wird zu optischen Prismen und Linsen geschliffen; Quarz allgemein findet in der Glas- und Keramikindustrie Verwendung. Da Quarz nur mit wenigen Chemikalien reagiert, kann er auch gut für Gefäße verwendet werden. Bei der Wirbelschichtverbrennung wird Quarzsand mit der Luft verwirbelt, um die Wärmeübertragung zu verbessern und den Verbrennungsvorgang zu optimieren. Daneben findet Quarz Anwendung in Form feuerfester Steine. Seine hohe Festigkeit, die Pflanzenbewuchs verhindert, führt dagegen zum Einsatz des Minerals als Eisenbahnschotterkörper. Quarz ist allerdings ungeeignet als Straßenschotter, da er zu hart ist, schlecht bindet und einen raschen Verschleiß bei den Autoreifen verursacht. Die piezoelektrischen Eigenschaften des Quarz werden in Form von Schwingquarzen ausgenutzt, die ähnlich einem Pendel bei Anlegen einer elektrischen Spannung in einer festen Frequenz schwingen. Der Bau sehr genau gehender Quarzuhren wurde so möglich, doch auch die Taktfrequenz von Computern und der Farbträger in so gut wie allen Farbfernsehgeräten wird durch Schwingquarze vorgegeben. Daneben ist Quarz auch geeignet für Druckmessungen und in der Hochfrequenztechnik. Zum Einsatz kommt Quarz auch in Normmaßstäben und Normgewichten, sowie als Faden für Torsionswaagen. Quarzkristallplatten aus unverwittertem Quarz werden in der Elektroakustik verwendet. Weitere Anwendungen findet Quarz schließlich in Quarzlampen.

Quarz und Fossilisierung

Dringt siliziumreiches Grundwasser in das Gewebe abgestorbener, holziger Pflanzen ein, so können diese durch Auskristallisierung von Quarz fossilisieren und zwar oft so, dass die ursprüngliche Zellstruktur erhalten bleibt. Paläobotaniker können daraus heute Schlüsse zum Beispiel zu den einstigen Wachstumsbedingungen der Pflanze ziehen.

Geschichte

Quarz war im Mittelalter eine Bezeichnung für das Bergwerk, sowie für alle Kristalle. Erst mit Georgius Agricola wurde der Begriff auf Bergkristalle eingeschränkt. Die Wortherkunft ist unklar. In Frage kommen altslawisch tvurdu für „hart“ und mittelhochdeutsch querch für „Zwerg“. Die Bezeichnung "Quarz" hat sich international durchgesetzt. Siehe auch: Liste von Mineralen

Literatur


- Edition Dörfler: Mineralien Enzyklopädie, Nebel Verlag, ISBN 3-89555-076-0
- Rudolf Rykart: Quarz-Monographie, Ott-Verlag, ISBN 3-72256-204-X

Weblinks


- [http://www.mineralienatlas.de/phpwiki/index.php/Quarz Quarz im Mineralienatlas]
- http://www.mineralien-basel.ch Quarzmodellbogen Kategorie:Schmuckstein Kategorie:Mineral Kategorie:Wortexport ja:石英 ko:석영

Muskovit

Muskovit ist ein Silikat-Mineral, das zur Glimmer-Gruppe gehört; weitere Bezeichnungen sind Tonerdeglimmer oder Hellglimmer. Muskovit bedeutet auf russisch soviel wie "Moskauer Glas", da er in Russland in großer grobblättriger Art vorkommt, weshalb er sich sehr gut als Schutzglas für Ofenfenster eignet. Ist die Korngröße der Minerale kleiner als 0,1 mm wird er Serizit genannt. Muskovit ist meist farblos durchsichtig bis durchscheinend, manchmal gelblich bis bräunlich, jedoch kaum rötlich oder grünlich. Seine Spaltbarkeit ist vollkommen und die Spaltblätter sind elastisch biegsam. Die Struktur des Muskovit sind zweidimensionale unendliche Schichtgitter, die aufgrund des Chemismus (K Al2 [Si3AlO10 (OH)2] ) ausbildet werden. Er kommt in vielen sauren Tiefengesteinen und kristallinen Schiefern vor, jedoch nicht in Ergussgesteinen. Verwittert er, so entsteht durch Abgabe von Kalium ein Tonmineral, der Illit oder Hydromuskovit genannt.

Weblinks


- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Muskovit Mineralienatlas - Muskovit] Kategorie:Mineral ja:白雲母

Hornblende

Amphibol bezeichnet eine Gruppe im monoklinen oder orthorhombischen Kristallsystem kristallisierender, gesteinsbildender Silikat-Minerale mit der komplexen chemischen Zusammensetzung (Ca,Na)2(Mg,Fe,Al)5(OH)2(Si,Al)8O22. Strukturell handelt es sich um Kettensilikate. Die in Klammern stehenden Atome können sich in beliebiger Mischung vertreten, stehen aber immer im selben Verhältnis zu den anderen Atomgruppen. Amphibol hat eine durchschnittliche Härte von 5 bis 6, eine zwischen weiß, grün und schwarz variierende Farbe und eine blassgrüne Strichfarbe. Amphibol ähnelt Pyroxen, besitzt anders als dieses jedoch Hydroxyl-Gruppen und hat statt Spaltwinkeln von 90 Grad solche von ca. 120 Grad.

Varietäten

monokline Amphibole:
- Manganogedrit Mn2Fe5Si8O20(OH)2
- Tremolit Ca2Mg5Si8O20(OH)2
- Aktinolith Ca2(Mg,Fe)5Si8O20(OH)2
- Edenit NaCa2(Mg,Fe)5Si7AlO22(OH)2
- Pargasit NaCa2(Mg,Fe)4AlSi6Al2O22(OH)2
- Gemeine Hornblende (Ca,Na)2(Mg,Fe,Al)5(Si,Al)8O22(OH,F)2
- Richterit Na2Ca(Mg,Fe,Al)5(Si,Al)8O22(OH,F)2
- Riebeckit Na(Fe2+,Mg)3Fe3+2Si8O22(OH)2 orthorhombische Amphibole:
- Antophyllit Mg7Si8O22(OH,F)2
- Holmquistit Li2Mg3Al2Si8O22(OH,F)2

Vorkommen

Die eisenreiche Hornblende, ein besonders wichtiges Amphibol, die neben Eisen hohe Anteile an Calcium, Natrium und Magnesium enthält, tritt sowohl in magmatischen, als auch in metamorphen Gesteinen wie z. B. Amphibolit auf. Tremolith, Aktinolith oder Nephrit, letzterer der wichtigste Bestandteil von Jade, finden sich hauptsächlich in metamorphen Gesteinen.

Verwendung als Rohstoff

Krokydolith, auch Riebeckit oder blauer Asbest genannt, ist dafür bekannt, Lungenkrankheiten wie Asbestose oder Mesotheliome auszulösen. Siehe auch: Liste von Mineralen

Literatur


- Edition Dörfler: Mineralien Enzyklopädie, Nebel Verlag, ISBN 3-89555-076-0

Weblinks


- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Amphibol Mineralienatlas - Amphibol] Kategorie:Mineral ja:角閃石

Magmatisches Gestein

Als magmatische Gesteine oder Magmatite (Erstarrungsgesteine) fasst man in der Geologie alle Gesteine zusammen, die durch Erstarrung von Magma entstehen und daher ihren Ursprung in Prozessen des Erdinneren haben. Die Magmatite (oft auch als Eruptiv- oder Massengesteine bezeichnet) sind eine der 3 Hauptgruppen der Petrografie. Die zwei anderen Gesteinsarten, die eine sehr unterschiedliche Entstehungsgeschichte und Struktur haben, sind die Sedimente und die metamorphen Gesteine. Im Mineralgehalt können die 3 Gruppen jedoch ähnlich sein. Magmatische Gesteine sind im Allgemeinen die natürlichen Kristallisationsprodukte einer heißen silikatischen Schmelze, dem so genannten Magma. Tritt diese glühend-flüssige Masse aus dem Erdinnern an der Oberfläche, wird sie Lava genannt. Ob die Abkühlung und Erstarrung der Gesteinsschmelze ober- oder unterirdisch erfolgt, hat einen deutlichen Einfluss auf die Kristallisation und die Textur der entstehenden Gesteine. Daher werden die Magmatite in zwei bis drei Gesteinsgruppen gegliedert:

Tiefen- und Ergussgesteine

Tiefengesteine oder Plutonite werden die Produkte der Magma genannt, wenn diese innerhalb der Erdkruste - also in gewisser Tiefe - erstarrt und kristallisiert. Die Plutonite (nach Pluto, dem altgriech.Gott der Unterwelt) haben mittel- bis grobkörnige Struktur: Ihre bekanntesten Vertreter sind die Granite, sowie der Diorit und der Syenit. Sie lassen sich gut nach ihrer Helligkeit, der Struktur und dem Gehalt an SiO2 unterscheiden. Je schneller die Schmelze erkaltet, desto feinkörniger wird das Gestein. Je länger hingegen der Prozess der Erstarrung dauert (z.B. bei guter Isolierung durch die Nebengesteine oder bei geringen Magmamassen wie bei den Ganggesteinen), desto mehr Zeit haben die Minerale der Magma, größere Kristalle zu bilden. Ergussgesteine oder Vulkanite sind jene Eruptivgesteine, die durch Erstarren des Magma an der Erdoberfläche entstehen. Infolge der raschen Erstarrung sehen sie völlig anders aus als die Tiefengesteine und sind fein- bis mittelkörnig. Zum oberflächennahen Ausfließen des Magmas kommt es, wenn die Schmelze stark überhitzt ist oder bei Vulkanen bzw. an tektonische Schwächezone der Plattentektonik rasch emporsteigen kann. Die Ergussgesteine werden auch als Extrusiv-, Ausbruchs-, Effusiv- und Vulkanische Gesteine bezeichnet. Zu den bekanntesten Vertretern dieser Gesteinsgruppe zählen die Basalte sowie der Andesit und der Trachyt. Teilweise werden auch die Ganggesteine (Subvulkanite, Übergangs- oder Mesomagmatite) als eigene Gesteinsgruppe geführt, teilweise jedoch den beiden obgenannten Gruppen zugeordnet. Sie entstehen durch Intrusion magmatischer Schmelzen in oder zwischen vorhandene Gesteinskörper und haben eine Verbindung zu Vulkanen der Erdoberfläche und zu Plutonen der Tiefe und können außer Gängen auch Quellkuppen oder Lagergänge bilden; siehe auch Lakkolith).

Weitere Eigenschaften der Magmatite

Das Magma (bzw. die aus ihm entstehenden Gesteine) können auch nach ihrem Chemismus und anderen Aspekten unterteilt werden:
- Nach ihrem Mineralbestand - z.B. karbonatische und sulfidische Schmelzen
- Menge an gelösten Gasen (eine Minimalmenge ist praktisch immer vorhanden)
- Herkunftstiefe des Magmas; Magmaherde finden nicht nur im Erdmantel, sondern auch in verschieden großen Tiefen der unteren Erdkruste.
- Ursprünglicher Gehalt der Magma an bereits auskristallierten Mineralen (meist solche mit sehr hohem Schmelzpunkt.

Umwandlung der Magmatite in andere Gesteine

Obwohl sich die einzelnen magmatischen Gesteine im Erscheinungsbild stark von Sedimenten oder Metamorphiten unterscheiden, können sie ihnen mineralogisch nahe verwandt sein. Langfristig werden sie im sog. Kreislauf der Gesteine vielfach in diese anderen Gesteinstypen umgewandelt - nämlich durch verschiedene Arten der Verfrachtung, durch größere Änderungen ihrer Temperatur und durch globale bzw. regionale bzw. tektonische Vorgänge: # in Metamorphite - durch Temperatur- oder Druckzunahme, wenn sie wieder in größere Tiefen gelangen # in andere metamorphe Gesteine - im Zuge einer Gebirgsbildung (Auffaltung, Überschiebung usw.), siehe auch Hohe Tauern # in Sedimente (Lockergestein) - durch Erosion (Abtragung) und nachfolgende Ablagerung an neuer Stelle. Der Zyklus dieses Kreislaufs der Gesteine - der aber selten ganz vollständig ist - dauert im Durchschnitt etwa 200 Millionen Jahre. Obwohl er den Geologen im Prinzip schon lange bekannt ist, wurde er erst vor einigen Jahrzehnten zum wissenschaftlichen Allgemeingut der gesamten Geowissenschaften.

Wichtige Arten von Magmatiten

Siehe auch


- Liste der Gesteine
- Liste der Gesteine nach Genese
- Gebirge, Gebirgsbildung, Tektonik, Grabensystem
- Kieselsäure, Quarz, Tonalit
- Gabbro, Andesit, Dazit, Phonolith, Rhyolith
- Bimsstein, Vulkan
- Streckeisendiagramm

Literatur


- Hans Cloos: Einführung in die Geologie. Lehrbuch, 503p. Gebrüder Borntraeger, Berlin 1963.
- Albert Streckeisen: Minerale und Gesteine. Hallwag-Taschenbuch, Bern-Stuttgart 1977.

Weblinks


- [http://www.kristallin.de/gesteine/ Gesteinsgruppen und Abbildungen; Porphyre]
- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Kategorie geolog.Kategorien, Mineralienatlas] Kategorie:Geologie Kategorie:Geophysik Kategorie:Petrologie Kategorie:Vulkanismus ja:火成岩 ko:화성암 th:หินอัคนี

Sedimentgestein

]] Sedimentgesteine oder Sedimentite (Klastika), sind Gesteine, die aus der Diagenese von Sedimenten hervorgegangen sind. Sedimente entstehen durch Erosion und Umlagerung von Gesteinen und deren Verwitterungsprodukten oder durch Ausfällung oder Ausscheidung gelöster Stoffe. Charakteristisch für Sedimente ist die auf Materialwechsel zurückgehende Schichtung. Sedimentbildende Prozesse werden durch die Wirkungen der Atmosphäre, der Hydrosphäre und der Biosphäre auf die Oberfläche des festen Erdkörpers beeinflusst. Das Sediment wird dabei von den Bedingungen geprägt, unter denen es entstanden ist. Alle Umweltbedingungen, die zur Bildung eines Sedimentes beitragen, werden unter dem Begriff der Facies zusammengefasst und sind charakteristisch für verschiedene Sedimentationsräume.

Einteilung

Klastische Sedimentite

Als Klastika (gr. klastó - (ab)gebrochen, von klãn - (ab)brechen) bezeichnet man Sedimentgesteine, deren Material aus der mechanischen Zerstörung anderer Gesteine stammt. Eine weitere Bezeichnung ist Trümmergestein. Hierzu gehören zum Beispiel Sand, Kies und andere. Klastische Sedimente werden anhand des Korngrößenspektrums und des Materiales, aus dem sie bestehen, charakterisiert. Korngrößen. – Je nach Korngröße unterscheidet man Psephite (grobklastische), Psammite (mittelklastische) und Pelite (feinklastische Gesteine).
- Ein klastisches Sedimentgestein aus kantigen, unregelmäßig gebrochenen Komponenten (Korndurchmesser über 2 mm) wird als Brekzie (ital. breccia) bezeichnet, hingegen als Konglomerat, wenn es aus abgerundeten Komponenten besteht.
- Ein klastisches Sedimentgestein mit Mineralkomponenten von 0,06-0,002 mm Korngröße wird als Schluff (auch: Schluffstein oder Siltstein) bezeichnet.
- Ein klastisches Sedimentgestein aus unterschiedlichen Korngrößen, die von einem Trübestrom abgelagert sind, wird Turbidit genannt. Bindemittel. – Die Körner und Mineralkomponenten, aus denen die klastischen Sedimentgesteine bestehen, sind mit Hilfe von chemischen oder mineralischen Bindemitteln verkittet. Hierbei kann es sich um Tonmineralien, kalkige Bindemittel (CaCO3), kieselige Bindemittel (SiO2) und ferritische Bindemittel (FeO(OH)) handeln. Beispiele. – Beispiele für klastische Gesteine sind Sandstein, Schluffsteine, Arkosen, Grauwacken, Konglomerate. Eine Sonderform der klastischen Sedimente sind pyroklastische Sedimente. Dies sind diagenetisch unverfestigte und verfestigte Gesteine, die aus von Vulkanen ausgeworfenem klastischen Material bestehen (etwa Tuff, Bimsstein). Siehe auch: Pyroklastischer Strom

Chemische Sedimentite

Chemische Sedimentite entstehen durch die Fällung gelöster Stoffe aus übersättigten Lösungen. Häufig werden dabei die Evaporite (Karbonate, Sulfate, Halogenide und andere Salze) gebildet, die mächtige Gesteinspakete umfassen und Formationen bilden können, wie z.B. der Zechstein in Nord- und Mitteldeutschland.

Biogene Sedimentite

Biogene Sedimentite, auch organogene Sedimentite oder Biolithe, werden durch Aktivitäten von lebenden Organismen wie auch aus Resten von toten Organismen gebildet. Hierzu gehören die aktive Ausscheidung mineralischer Substanzen, die sich zu mächtigen Sedimentpaketen anhäufen können, wie z.B. Riffkalke. Reste abgestorbener Organismen können auch größere Sedimentkörper bilden, z.B. Torf, der durch die Anhäufung von abgestorbenen Pflanzenresten entsteht, oder Bone beds u.a.

Rückstandsgesteine

Rückstandsgesteine, auch Residualgesteine, entstehen aus den Rückständen chemisch aufbereiteter Gesteine am Ort der Gesteinszerstörung (Verwitterung) wie z.B. Kaolin (aus Granit, Rhyolith, Arkose), Bauxit (aus Karbonatgestein -> Kalkbauxit oder Silikatgestein -> Silikatbauxit) .

Bedeutung von Sedimentgesteinen

Viele Sedimentgesteine werden wirtschaftlich genutzt (z.B. Kalkstein in der Bauindustrie). In Sedimenten können Erdöl und Erdgas entstehen (Erdölmuttergestein), die dann in ein Erdölspeichergestein ausgepreßt werden können. Stein- und Braunkohle ist ebenfalls ein Sedimentgestein von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Sedimentgesteine (insbesondere Kalkstein und Dolomit) können große Mengen an Kohlenstoff enthalten. Dadurch ist der Anteil von Kohlendioxid in der Erdatmosphäre im Vergleich zu den Atmosphären z.B. der Venus oder des Mars extrem gering. Das Studium der Sedimentgesteine ermöglicht die Rekonstruktion von Lebensräumen, die vor geologischen Zeiten bestanden haben.

Weblinks


- Liste der Gesteine
- Liste der Gesteine nach Genese Kategorie:Geologie Kategorie:Petrologie Kategorie:Bodenkunde ja:堆積岩 th:หินตะกอน

Gefüge (Geologie)

Ein Gefüge stellt in der Geologie rein beschreibend die Anordnung von Gesteinsbestandteilen im Kleinen (das Korngefüge) als auch im Großen dar (ein Gestein als Ganzes bis zum Verbund mit anderen Gesteinen: das Großgefüge). Das Korngefüge eines Gesteins wird mit Dünnschliffe in der Petrografie untersucht. Das Großgefüge beschreibt räumliche Beobachtungen vom Handstück eines Gesteins bis zum Profil. Es lässt sich an
- Schichtgrenzen, einer Kluft und einer Störung als Flächengefüge oder
- an Faltenachsen als Lineargefüge beschreiben. Das Primärgefüge eines Gesteins oder einer geologischen Struktur wird durch seine Entstehung angelegt (z.B. das Korngefüge durch die Kristallisation oder die Schichtung durch die Sedimentation). Nachfolgende Ereignisse (z.B. Tektonik) ändern Gefügeeigenschaften und hinterlassen ein Sekundärgefüge. Die Gefügekunde dient der Aufnahme, Abbildung und Auswertung von Gefügemerkmalen. Ihre Auswertungen erlaubt Rückschlüsse auf die Entstehung eines Gesteins (Genese) sowie der beteiligten Prozesse. Mit einem Gefügekompass läßt sich in einem Arbeitsschritt die räumliche Lage einer Schicht (oder anderer planarer oder linearer geologischer Strukturen) vermessen.

Quellen


- Hans Murawski (8. Aufl. 1983): Geologisches Wörterbuch, Ferdinand Enke Verlag Kategorie:Geologie

Kategorie:Wortexport

Diese Kategorie enthält Wörter, die aus dem Deutschen oder aus anderen Sprachen über das Deutsche in andere Sprachen exportiert wurden, sogenannte Germanismen. =Weblinks= http://www.etymologie.info/~e/d_/de-ismen_.html Kategorie:Lehnwort

Atmosfera

Por otros significados véase Atmósfera (desambiguación). La palabra atmósfera (del griego ἀτμός, vapor, aire, y σφαῖρα, esfera) denomina al conjunto de estratos gaseosos que rodean un planeta como, por ejemplo, la Tierra.

Véase también


- Atmósfera terrestre
- Presión atmosférica Categoría:Meteorología Categoría:Atmósfera

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