Übungen zur Allgemeinen Geologie, Nebenfach

Erta Ale, Afrika

Minerale

• anorganisch, (natürlich)• Festkörper• definierte chemische Zusammensetzung• homogen• ⇒ definiert durch chemische Formel• kristallin

Physikalische Eigenschaften der MineralePhysikalische Eigenschaften der Minerale

z.B. Diamant

z.B. Quarz- Glimmer

z.B. Hämatit: rot

Press & Siever 2003

HärteMoh‘sche Härteskala

Spaltbarkeit / Bruch #

t t ht tl K i t llflä h d Gitt b di d h h h• entsteht entlang von Kristallflächen oder Gitterebenen, die durch schwache Bindung gekennzeichnet sind.

• Spaltwinkel• Spaltkörper• Sehr gut, gut, schwach• fehlend ⇒ muschelig faserig rauhfehlend ⇒ muschelig, faserig, rauh

Biotit(K(Mg Fe) [(OH F) /AlSi O )Schichtsilikat

Beispiel(K(Mg,Fe)3[(OH,F)2/AlSi3O10)SchichtsilikatHärte: 2,5 - 3Dichte: 3,02 - 3,12 g/cm3#: höchst vollkommenFarbe: schwarz braun Farbe: schwarz, braun Kristallsystem: monoklin

F b• Farbe– Eigenfarbe für bestimmte Minerale typisch

V i i “ hi d Fä b– „Verunreinigungen“ ⇒ verschiedene Färbungen • Strichfarbe

Vor allem bei Metallen mit Metallglanz– Vor allem bei Metallen mit Metallglanz• Glanz

Wi hti Kl d Mi l t tikWichtige Klassen der Mineralsystematik

Press & Siever 2003

8 Mineralklassen

• Klassen 1 – 7: Nichtsilikate%~ 8 % der Erdkruste

Kl 8 Silik t (7 St kt t )• Klasse 8: Silikate (7 Strukturtypen)~ 92 % der Erdkruste

Klasse 1: ElementeGold

• gediegene Metalle: Kugelpackungsstrukturen!– Gold, primär hydrothermal, wichtiger als Seifenlagerstätte– Platinmetalle, in Zusammenhang mit Magmatiten, auch als Seifen– Silber Zementationszone“ von Lagerstätten– Silber, „Zementationszone von Lagerstätten– Kupfer, Verwitterung von Lagerstätten– Eisen, vor allem in Meteoriten, terrestrisch selten durch Reduktion

b lti h S h l d h K hl flöbasaltischer Schmelzen durch Kohleflöze– Quecksilber, Verwitterung von Zinnober-Lagerstätten

• Halbmetalle: – Arsen, Antimon, zusammen mit Ag- und Ni-Co-Bi-Erzen

• Nichtmetalle: Schwefel vulkanische Exhalation– Schwefel, vulkanische Exhalation

– Diamant, primär in Vulkaniten aus >140km Tiefe, sekundär als Seife

– Graphit, metamorph

Dichteste Kugelpackungg p g

Mit den zwei möglichen Varianten der dritten Ebene

A B A B: hexagonal dichteste KugelpackungA-B-A-B: hexagonal dichteste KugelpackungA-B-C-A-B-C: kubisch dichteste Kugelpackung

Klasse 1: ElementeGold

• gediegene Metalle: Kugelpackungsstrukturen!– Gold, primär hydrothermal, wichtiger als Seifenlagerstätte– Platinmetalle, in Zusammenhang mit Magmatiten, auch als Seifen– Silber Zementationszone“ von Lagerstätten– Silber, „Zementationszone von Lagerstätten– Kupfer, Verwitterung von Lagerstätten– Eisen, vor allem in Meteoriten, terrestrisch selten durch Reduktion

b lti h S h l d h K hl flöbasaltischer Schmelzen durch Kohleflöze– Quecksilber, Verwitterung von Zinnober-Lagerstätten

• Halbmetalle: – Arsen, Antimon, zusammen mit Ag- und Ni-Co-Bi-Erzen

• Nichtmetalle: Schwefel vulkanische Exhalation– Schwefel, vulkanische Exhalation

– Diamant, primär in Vulkaniten aus >140km Tiefe, sekundär als Seife

– Graphit, metamorph

Klasse 2: Sulfide Pyrit

S2-

Strich, meist Metallglanz.wichtige Erzminerale• Bleiglanz (Galenit) PbS, hydrothermale Gänge• Zinkblende (Sphalerit), ZnS, hydrothermale Gänge• Kupferkies (Chalcopyrit), CuFeS2, Erz, hydrothermale

Gänge• Pyrit, FeS2, häufigstes Sulfidmineral,

Vorkommen vielfältig: magmatisch, hydrothermal, sedimentäre Konkretionsedimentäre Konkretion

Klasse 3: Halogenideg

)Anionen = Halogenide (vor allem Cl- und F-)

Eindampfungsminerale• Steinsalz (Halit) NaCl• Sylvin: KCl• Carnallit KMgCl3 x 6 H2O• Flussspat (Fluorit), CaF2, vor allem

h d h lHalit

hydrothermal

Klasse 4: a) Oxide und b) HydroxideKlassifikation: M2O, M3O4, M2O3, MO2, Hydroxidemeist Strich, meist Metallglanzwichtige Erze, oft Verwitterungsminerale!• Magnetit, Fe3O4, Eisenerz!!, in Magmatiten, magnetisch!• Chromit FeCr2O4, in Ultramafiten, Chromerz• Hämatit (Roteisenerz): Fe2O3, roter Strich, Verwitterung,

hydrothermal, mit magmatischer Tätigkeit• Psilomelan und Pyrolusit, MnO2, u.a. Verwitterung• Quarz SiO2 siehe Silikate• Goethit (oft mit Lepidokrokit) in Limonit (FeOOH),

Verwitterung

Gebändertes Eisenerz

Klasse 5: Karbonate (und Nitrate) Calcit

( )

• Klasse 5a: Borate– BO3 und BO4– Borax: Na2[B4O5(OH)4] x 8 H2O– Eindampfungsmineral

• KarbonateKl ifik ti h K i t ll t ktKlassifikation nach Kristallstrukturen:

Calcit-Gruppe, Aragonit-Gruppe, Dolomit-Gruppe, Azurit-Malachit-Gruppeu a ac G uppe

Wichtigste gesteinsbildende Minerale:– Calcit CaCO3, Spaltrhomboeder, HCl-Reaktion, sehr 3 p

verbreitet– Aragonit biogen

C (CO ) C– Dolomit CaMg(CO3)2, nur schwache HCl-Reaktion

Klasse 6: Sulfate( C f )(incl. Chromate, Molybdate, Wolframate):

• Gips CaSO4 x 2 H2O, salinare Ablagerung, Umwandlung aus Anhydrit VerwitterungAnhydrit, Verwitterung, „Sandrosen“

• Anhydrit CaSO4 salinareAnhydrit CaSO4, salinare Ablagerung

• Baryt (Schwerspat) BaSO4, a yt (Sc e spa ) aSO4,hydrothermal, hohe Dichte

Anhydrid aus einem Bohrkern

Klasse 7: Phosphate (Arsenate, Vanadate): p ( )

• Apatit Ca5[(F, Cl, OH)/(PO4)3]– verbreitet, vor allem akzessorisch, manchmal als

h d th l Gä di tä H tk hhydrothermale Gänge, sedimentär, Hauptknochen-und Zahnmaterial ⇒ Friedhöfe =Ausgangsmaterial für PhosphoritePhosphorite