Einführung
Gesteine bestehen aus Mineralien. Ein Mineral ist eine natürlich vorkommende Substanz, die in der Regel fest, kristallin, bei Raumtemperatur stabil und anorganisch ist.
Es gibt fast 5000 bekannte Mineralienarten, doch die überwiegende Mehrheit der Gesteine wird aus Kombinationen einiger weniger gebräuchlicher Mineralien gebildet, die als „gesteinsbildende Minerale“ bezeichnet werden. Die gesteinsbildenden Minerale sind: Feldspäte, Quarz, Amphibole, Glimmer, Olivin, Granat, Calcit, Pyroxene.
Minerale, die in einem Gestein in kleinen Mengen vorkommen, werden als „akzessorische Minerale“ bezeichnet. Obwohl akzessorische Minerale nur in geringen Mengen vorhanden sind, können sie wertvolle Einblicke in die geologische Geschichte eines Gesteins geben und werden oft zur Bestimmung des Alters eines Gesteins verwendet. Häufige akzessorische Minerale sind: Zirkon, Monazit, Apatit, Titanit, Turmalin, Pyrit und andere undurchsichtige Minerale.
Die Häufigkeit und Vielfalt der Minerale hängt von der Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste ab, aus denen sie bestehen. Acht Elemente machen 98 % der Erdkruste aus: Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Eisen, Magnesium, Calcium, Natrium und Kalium. Die Zusammensetzung von Mineralien, die durch magmatische Prozesse entstehen, wird direkt durch die Chemie des Ausgangskörpers bestimmt. Ein Magma, das reich an Eisen und Magnesium ist, bildet zum Beispiel Mineralien wie Olivin und Pyroxen (wie in Basalt). Ein Magma, das reich an Silizium ist, bildet mehr kieselsäurereiche Minerale wie Feldspat und Quarz (wie in Granit zu finden). Es ist unwahrscheinlich, dass ein Mineral in einem Gestein mit einer anderen chemischen Zusammensetzung als dem eigenen vorkommt; so ist es unwahrscheinlich, dass Andalusit (Al2SiO5) in einem aluminiumarmen Gestein wie einem Quarzit vorkommt.
Physikalische Eigenschaften von Mineralen
Einige Minerale sind leicht zu identifizieren, andere können nur mit Hilfe eines petrographischen Mikroskops oder komplexer Analysetechniken erkannt werden. Die folgenden Kriterien werden zur Unterscheidung von Mineralen in einer Handprobe verwendet. Die meisten Minerale können nicht anhand einer einzigen Eigenschaft identifiziert werden, so dass es ratsam ist, mehrere der unten aufgeführten Diagnosekriterien anzuwenden. Eine Handlinse wird Ihnen dabei eine große Hilfe sein.
Farbe
Die Farbe ist eines der offensichtlichsten Merkmale eines Minerals, aber im Allgemeinen nicht das nützlichste diagnostische Merkmal. Je nach Verunreinigungen können einzelne Mineraltypen in den unterschiedlichsten Farben auftreten. Rubin und Saphir zum Beispiel sind unterschiedlich gefärbte Arten des Minerals Korund (Al2O3). Die rote Farbe des Rubins ist auf das Element Chrom zurückzuführen. Saphire gibt es in einer Vielzahl von Farben; Blau ist die bekannteste Farbe, aber auch gelbe, orangefarbene, grüne, rosa, orangefarbene und braune Varianten sind bekannt. Auch bei den Granaten gibt es je nach Zusammensetzung eine große Bandbreite an Farben. Man kann sie in praktisch jeder Farbe finden, obwohl blaue Granate außergewöhnlich selten sind. Es ist daher ratsam, sich bei der Identifizierung eines Minerals nicht allein auf die Farbe zu verlassen.
Kristallhabitus
Der Kristallhabitus bezieht sich auf die charakteristische Form einer Mineraleinheit (entweder ein einzelner Kristall oder ein Aggregat von Kristallen). Kristalle mit gut ausgebildeten Flächen werden als „euedrisch“ bezeichnet; Granatkristalle sind zum Beispiel oft euedrisch. Mineralien können auch als Aggregate von Kristallen vorkommen; Asbest zum Beispiel wird gewöhnlich als Aggregat aus sehr feinen Fasern gefunden. Die folgende Liste enthält Beispiele für verschiedene Kristallformen und Beispiele für häufige Minerale, die jede Form aufweisen können.
Azikulär – nadelartig, z. B. Natrolith, Rutil
Blättrig – klingenartig, schlank und abgeflacht, z. B. Kyanit
Botryoidal – traubenartige Massen, z. B. Hämatit, Malachit
Säulenförmig – lange, schlanke Prismen, z.B. Calcit, Gips
Kubisch – würfelförmig, z.B. Pyrit, Bleiglanz, Halit
Dendritisch – baumartig, in mehrere Richtungen verzweigt, z.B. Pyrolusit, natives Kupfer, natives Silber
Faserig – sehr schlanke Prismen, z.B. Asbest, Tremolit
Blättrig oder lamellar – geschichteter Aufbau, zerfällt leicht in sehr dünne Platten, z. B. Muskovit, Biotit
Granular – Aggregate von Kristallen, z. B. Bornit, Scheelit
Hexagonal – sechseckig, z. B. Quarz, Hanksit
Massiv – keine ausgeprägte Form, z. B. Türkis, Realgar
Oktaedrisch – achtseitig, z.B. Diamant, Magnetit
Plattig – flach, tafelförmig, z.B. Wulfenit
Prismatisch – länglich, prismenförmig, z.B. Turmalin, Beryll
Radial oder sternförmig – strahlenförmig von einem zentralen Punkt nach außen, sternförmig, z.B. Wavellit, Pyrophyllit