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Mineral - Kristall - Gestein




Mineral - Kristall - Gestein


Minerale feste Stoffe, die aus gleichartigen atomaren Bausteinen in gesetzmäßiger und regelmäßiger Anordnung aufgebaut sind.

Minerale sind durch chemische  Formeln beschreibbar:




z.B. Steinsalz NaCl

Kalk                CaCO

Quarz SiO

Kristalle Minerale, die von ebenen Flächen gesetzmäßig begrenzt sind.

z.B. Steinsalz (NaCl )bildet Würfel aus;

Gestein Wenn ein Mineral (z.B. Calcit) oder ein gleichartiges Mineralgemenge
(z.B. Granit = Feldspat + Quarz + Glimmer) in großen Massen auftritt.


Entstehung eines Kristalls:

Flüssige Gesteinsschmelze (die atomare Bausteine sind beweglich)


Erstarrung (Die Teilchen verlieren die Beweglichkeit und liegen an bestimmten Stellen des Körpers fest.)


a)  rasche Erstarrung

feste Körper, in dem die Teilchen gesetzlos angeordnet sind.

Die Begrenzung hängt von zufälligen Außeneinflüsse ab.

"gestaltloser" Körper = amorpher Körper = "Glas"


Das physikalische Verhalten eines amorphen Körpers ist durch die zufällige Anordnung der Teilchen nach allen Richtungen gleich = isotrop.


b) langsame Erstarrung

Die Teilchen haben Zeit und Möglichkeit sich regelmäßig aneinanderzureihen.

kristalline Körper, Kristalle

Jeder Kristall ist nach einem Kristallgitter (Abb.122.1) aufgebaut und gehorcht daher auch bestimmten Kristallgesetzen.

Das physikalische Verhalten eines kristallinen Körpers ist durch ein gesetzmäßige Anordnung der Teilchen richtungsgebunden = anisotrop


z.B. Schwefel rasche Abkühlung amorph

langsame Abkühlung Kristalle


Bei der Entstehung eines Kristalls verbinden sich zuerst einige wenige Elementarteilchen zu einem Kristallkeim. An sie lagern sich gesetzmäßig neue Teilchen an.

Liegen die Kristallkeime in großen Abständen Große regelmäßige Kristalle

Bei einseitiger Stoffzufuhr verzerrte Kristalle (Abb. 121.3 a+b)

Bei zu geringer Stoffzufuhr kann das Flächenwachstum des Kristalls nicht mit dem schnellen Wachstum der Kanten mithalten Kristallskelette (z.B. Schneekristalle)

Liegen die Kristallkeime in geringen Abständen gegenseitige Wachstumshinderung Kristalldrusen (z.B. Amethystdrusen)

Wenn sich zwei Kristalle in gesetzmäßiger Weise verbinden Kristallzwillinge

z.B. Schwalbenschwanzzwillinge: Berührung der Kristalle in einer Ebene;

z.B. Gipskristall

Bilden sich gleichzeitig sehr viele Kristallkeime in geringen Abständen Kristalliner Körper

Sind die einzelnen Minerale so klein, dass sie mit freiem Auge nicht gesehen werden können dichter Körper.


Das Kristallwachstum folgt immer bestimmten Gesetzen:


Gesetz der Winkelkonstanz:

Die gleichen Flächen derselben Kristallart schließen bei allen Kristallen gleiche Winkel ein. Natürliche Kristalle sind durch äußere Einflüsse beim Wachstum oft verzerrt, aber ihre Flächenwinkel werden stets genau eingehalten.


Symmetriegesetz:

Alle Kristalle sind symmetrisch. Die Mannigfaltigkeit der Kristallformen läßt sich auf gewisse geometrische Grundformen zurückführen.

Man kann Kristalle nach der Art und Anzahl ihrer Symmetrieelemente in

7 Kristallsysteme (diese wieder in 32 Kristallklassen) einteilen.

(Gustav Tschermak, Wiener Mineraloge)

Man untersucht dabei den Kristall, ob er ein

Symmetriezentrum (jede Fläche hat eine parallele Gegenfläche) hat,

Symmetrieebenen hat,

und untersucht die Drehwertigkeit (Deckachsen D D ,D ,D Folie (2 dimensional, 3 dimensional Buch S124).


System

Symmetrien


Bezugsachse

Kristallformen

Mineralien

Kubisch

4 3-zählige Achsen

3 aufeinander senkrecht stehende gleichlange Achsen

Würfel, Oktaeder, Rhombendodekaeder, Ikositetraeder

Diamant, Pyrit, Steinsalz

Tetragonal

1 4-zählige Achse

3 aufeinander senkrecht stehende Achsen. Die senkrecht stehende hat eine andere Länge als die beiden gleichlangen anderen

Vierseitige Prismen und Pyramiden

Kupfer­kies, Rutil, Zirkon

hexagonal

1 6-zählige Achse

4 Achsen; eine parallel zur 6zähligen Achsen, die anderen 3 gleichlang, in einer Ebene senkrecht zu ihr. Sie bilden untereinander Winkel von 120°

Sechsseitige Prismen und Pyramiden

Apatit, Beryll, Graphit

trigonal



1 3-zählige Achse


wie beim hexagonalen System

Dreiseitige Prismen, Pyramiden und Rhomboeder

Calcit, Quarz; Kalkspat, Magnesit

rhombisch

Nur 2-zählige Achsen oder Sym­metrie­ebenen. 3 derartige Sym­met­rie­­elemente senk­recht aufeinander

3 aufeinander senkrecht stehende, verschieden lange Achsen

Rhombische Prismen und Pyramiden

Baryt, Schwefel, Topas, Olivin

monoklin

1 Symmetrieebe oder
1 2-zählige Achse
oder beides

3 verschieden lange Achsen; 2 davon bilden keinen rechten Winkel, die 3. steht auf der durch sie beschriebenen Ebene senkrecht

Prismen mit geneigten Flächen

Gips, Muskovit

triklin

Symmetrie­zentrum oder
keine Symmetrie

3 verschieden lange, in verschiedenen Winkel aufeinanderstehende Achsen

Flächenpaare

Anorthit, Disthen, Feldspat

Eigenschaften der Kristalle


Da die Kristallformen der Minerale meist nicht so ausgebildet sind, dass man sie deutlich erkennen kann und auch voneinander zweifelsfrei unterscheiden kann, müssen weitere Eigenschaften zum Bestimmen herangezogen werden.

Dazu gehören:


Farbe a) Eigenfarbe z.B.: schwefelgelb, zinnoberrot,

b) Fremdfarbe durch fremde Einschlüsse verursacht wie chemische und mechanische Beimengungen.

z.B.: Quarz: Eigenfarbe Bergkristall (farblos)

Fremdfarbe Amethyst (violett)

Rosmarin (rosa)

Rauchquarz (rauchbraun)

Citrin (zitronengelb)

z.B.:Steinsalz: Tritt in vielen Farben auf


Strich Farbe des Mineralpulvers, das man durch Reiben auf einer farblosen rauhen Porzellanplatte erzeugen kann.

Die Farbe des Minerals muß nicht mit der Farbe des Striches übereinstimmen!

z.B.: Gold Farbe: goldgelb Strich: goldgelb

Pyrit (Katzengold) Farbe: goldgelb Strich: grünlich-schwarz


Glanz        Abhängig von: Durchsichtigkeit, Lichtbrechung, Gefüge und Oberflächen­beschaffenheit.

Glasglanz                          Diamantglanz

Seidenglanz Fettglanz matt

Perlmuttglanz Metallglanz


Spaltbarkeit und Bruch

Viele Mineralien lassen sich nach ebenen Flächen spalten. Diese Spaltbarkeit ist abhängig vom Gitterbau der Kristalle:

Vollkommene Spaltbarkeit (z.B. Glimmer in eine Richtung)


keine Spaltbarkeit: muscheliger Bruch (z.B. Quarz)


Härte (=Ritzhärte)

= Widerstand, den ein Mineral beim Ritzen mit einem scharfkantigen Material entgegenbringt.

Friedrich Mohs (1773 - 1839): Deutscher Mineraloge: zehnteilige Härteskala

Talk 01 mit Fingernagel schabbar

Steinsalz 02 mit Fingernagel ritzbar

Kalkspat 03 mit Kupfermünze ritzbar

Flußspat 04 mit Taschenmesser leicht ritzbar

Apatit 05 mit Taschenmesser noch ritzbar

Feldspat 06 mit Stahlfeile ritzbar

Quarz 07 ritzt Fensterglas

Topas 08 ritzt Quarz leicht

Korund 09 ritzt Topas leicht

Diamant 10 nicht ritzbar


Härte - richtungsabhängigkeit ( man kann daher z.B. Diamanten mit dem eigenen Pulver schleifen!)

Weitere Eigenschaften


Geruch

Geschmack (z.B. Salz)

Anfühlen (z.B. Talk - fettig)

Magnetismus


Bei guter Ausrüstung, z.B. in Labors sind noch weitere Untersuchungen möglich:


Fluoreszenz: z.B. Flourit (=Leuchterscheinung, bei Bestrahlung mit UV Licht)

Löslichkeit



Es entstehen Atzfiguren beim Betropfen mit ätzenden Flüssigkeiten.

Verhalten vor dem Lötrohr - chem. Verhalten

Dabei wird die Schmelzreaktion des zu Pulver gestampftes Minerals und Flammenverfärbung getestet. Steinsalz (NaCl) Flamme gelb

Radioaktivität

Wird mit einem Spezialgerät, dem sogenannten Geiger- Müller- Zählrohr ermittelt und die Intensität gemessen.

Wärmeverhalten

Auch die Wärmeausdehnung der Kristalle ist richtungsgebunden.

(z.B.: Ein zu einer Kugel geschliffener Kristall wird erwärmt Ellypsoid)

Elektrisches Verhalten

Verhalten von Röntgenstrahlen (Buch Seite 123 Bsp.: Steinsalz, Smaragd)

Röntgenstrahlen, die durch einen Kristall geschickt werde, zeigen ein charakte­ristisches Beugungsmuster.

Der Physiker Max von Laue (geb. 1897 bei Koblenz) bekam den Nobelpreis für das Sichtbarmachen der Kristallgitterstrukturen mit Hilfe von Röntgenstrahlen. Ein solcherart durchleuchteter Kristall hinterläßt auf einer fotografischen Platte ein charakteristisches Beugungsbild ( "Laue Diagramm"), das die Symmetrieverhältnisse in einem Kristall widerspiegelt.

Edelsteine und Schmucksteine


Versuch einer Definition:

Edelsteine "Die Minerale, die ein schönes Aussehen besitzen und unseren Blick durch ihr funkelndes Farbenspiel, ihre Transparenz und ihr Glanz fesseln"
Er soll Abnützungen widerstehen muß hart sein (Härte 7-10)
Er muß selten und modern sein.

Es gibt nur 4 "eigentliche" Edelsteine: Diamant, Rubin, Saphir und Smaragd, alle anderen sind "Halbedelsteine" oder "Schmucksteine".

Man kann aber auch Edelsteinimitationen kaufen und teilweise ist es heute sogar möglich, Edelsteine synthetisch herzustellen. Synthesen sind Steine mit der gleichen chemischen Zusammensetzung und den gleichen physikalischen Eigenschaften wie natürlich gewachsene Steine, die sich von diesen nur dadurch unterscheiden, dass sie künstlich hergestellt werden. Diese Herstellung ist aufwendig und kostspielig. Ein Steyrer, Paul Knischka, entwickelt die synthetische Herstellung von Rubinen.

Edelsteine waren schon bei den "primitiven" Völkern sehr begehrt da man ihnen geheimnisvolle magische Eigenschaften und Heilkräfte zuschrieb. Außerdem "haben" sie eine Beziehung zu den Sternen. Gerade in der heutigen Zeit ist das Vertrauen auf die Kräfte der Edelsteine wieder sehr modern geworden. Den Monaten und den Sternzeichen sind bestimmte Glückssteine zugeordnet, die Glück und Gesundheit bringen sollen.

Sternzeichensteine Widder: Chalcedon, Rubin

Stier: Smaragd

Zwilling:             Onyx

Krebs:                  Karneol, Diamant

Löwe:                  Peridot

Jungfrau:             Beryll, Onyx

Waage:                Topas, Smaragd

Skorpion: Chrysopras, Rubin

Schütze:              Zirkon, Saphir

Steinbock: Amethyst, Obsidian

Wassermann:      Jaspis, Obsidian

Fische:                 Saphir


Bearbeitung

Die Inder und Agypter waren die ersten, die Steine bearbeiteten. Heute gibt es zahlreiche Schliffarten:

Brilliantschliff, Altschliff, Achtkant, Rose, Treppen-Schliff, Ceylon-Schliff, Smaragd-Schliff, Tafel-Schliff, Cabochon, Gemischter Schliff.


Die positiven optischen Eigenschaften sollen durch den Schliff betont werden, Fehler und nachteilige Eigenschaften sollen unterdrückt werden. (Außerdem soll nicht zuviel Material weggeschliffen werden.)


Gewichtsangabe

erfolgt in Karat; 1 Karat = 0.2 g ( 1g = 5 Karat)

Dias

Diamant - H10

1) Diamant mit Atzfiguren 22x55 mm

Ein Strich ist nicht möglich. Steigert die Energie, harmonisiert, heilt und erweitert die Fähigkeiten.

2) gelber Diamant

Vorkommen: Brasilien, Australien und UdSSR
Mildert Depressionen, stärkt das Nervensystem, wirkt positiv auf die Lunge, den Atem und die Lebensenergie ein (Nabelgegend bis hinauf zum Scheitel).

Korundgruppen - H9

3) Rubin oder Karfunkelstein

Künstliche Herstellung in Steyr von Paul Knischka.
Vorkommen: Ceylon, Thailand, Burma
Strich ist weiß.
Gut für die Blutzirkulation, bei Herzleiden.

Topas - H8

4) Topas

Gelb, rosa, blau, farblos (Fe, Chrom = farbgebend, weißer Strich)

Vorkommen: Brasilien, Cylan, SW- Afrika, UdSSR

Nervenberuhigend, für die Nieren, fördert klares Denken.

Berylle - H7.5 - H8

5) Smaragd

Vorkommen: Kolumbien, Ural, S- Afrika, Brasilien

Dunkelgrün, grasgrün (Chrom = farbgebend)

Gut für die Leber, Harmonie, Freundschaft, Treue, Offenheit. Er wird oft als Verlobungsring verwendet. Ist fiebersenkend und heilt kranke Augen.

Turmalin - H7 - H7.5

Grün, rot, blau, gelb, braun, schwarz, farblos (durch Chrom, Mangan, Ni, Co, Ti)

weißer Strich

Vorkommen: Brasilien, USA, SW- Afrika, Ural, Ceylon

6) roter Turmalin = Rubellit

Er ist leicht mit dem Rubin zu verwechseln. So war auch der "große Rubin" den König Gustav III. von Schweden 1786 Katharina der Großen von Rußland schenkte, in Wirklichkeit ein Rubellit.

7) grüner Turmalin

Steigert die Liebesfähigkeit.

Quarzgruppe - H7

8,9) Bergkristall

Vorkommen: Alpen, UdSSR, Brasilien und Madagaskar

Heilwirkung bei Drüsen-, Gallen- und Herzbeschwerden, gut für den Kreislauf, fördert die Selbstverwirklichung, und wirkt gegen schreckliche Träume.

10) Rauchquarz

Brauner Bergkristall, dunkle Arten heißen Morion. Die Farbe entstand durch die radioaktive Bestrahlung von Nachbargesteinen oder Höhenstrahlung.

Vorkommen: Alpen, Ural, Brasilien, Madagaskar



11) Amethyst

Der bedeutendste Edelsteinvertreter aus der Gruppe der Quarze.

Violett durch Eisen, Mangan, Titan

weißer Strich

Vorkommen: Brasilien, Uruguay, Madagaskar, Ural und Ceylon

Gegen Hautunreinheiten, steht für die Keuschheit (Kardinalsstein), Schutz gegen Trunkenheit. Fördert das Erreichen eines ruhigen, körperlichen, geistigen und emotionalen Zustandes.

12) Amethystrosette


13) Rosenquarz

Stark rissig, kaum durchsichtig, hellrosa bis schwach violett durch Mangan

Vorkommen: Österreich, Brasilien, USA, Ural

Steigert die Verstandskraft, macht lebensfroh und soll gegen Kopfweh wirken.


14) Zepterquarz

31x 22mm

15) Milchquarz


16) Chalcedon

Besteht aus feinen Quarzfasern. Farblich je nach eingelagerten Beimengungen sehr verschieden.
Vorkommen: Brasilien, Indien
Gegen Schwächen und Unzufriedenheit.

17,18) Achat

Bekannteste Chalcedonvarietät

"Achatmandel" innen oft mit Hohlraum.

Schützt vor Sturm und Blitzschlag, schärft die Sehkraft.

Vorkommen: Brasilien, Uruguay

19) Opal

Amorpher Quarz (rasche Erstarrung)

Wasserhältig

Zweideutig, bringt eher Unglück

20) Quarz mit Rutil:

Beliebter Schmucksteine (Trachtenschmuck) in allen Farben außer blau

Weitere Quarzvarietäten

Citrin, Tigerauge, Avanturin (=grün)

Granatgruppen - H6.5-H7
Beliebte Schmucksteine (besonders die Roten) Trachtenschmuck

21) Grossular

Meist grün

Name von gossularia = Stachelbeere

Vorkommen: selten, Pakistan

22) Spessartin

Orange bis rotbraun, oft 7cm große Kristall

Vorkommen: Kalifornien

Jadeit - H6 - H6.5

23) Jadeit oder Jade

Grün

Vorkommen: Italien, Burma, China, Japan

Verwendung zu Schmuck, Zier- und Kultgegenstände

Lapislazuli - H5 - H6

24) Lapislazuli

Farbe: lasurblau

Gestein aus verschiedenen Mineralien

Empfindlich gegen Seife und heiße Bäder, für Harmonie, Symbol des Mystischen

Vorkommen: Afghanistan, UdSSR, Chile

Türkis H5-H6

25) Türkis

Bleicht im Sonnenlicht und durch Schweiß

Steigert die verbale Fähigkeiten, ist fiebersenkend und hilft gegen den bösen Blick (Tibet)

Rhodochrosit - H4

26,27) Rhodochrosit

Name aus dem Griechischen = rosenfarbig

Vorkommen. Argentinien, Peru

Malachit - H3.5 - H4

28) Malachit

Empfindlich gegen Hitze und Säuren

Vorkommen: USA, Ural, Australien

Bernstein - H2 - H2.5

29) Bernstein

Der Bernstein, sowie die Korallen und die Perlen sind nicht mineralische Schmucksteine. Bernstein ist organisch entstandenes, fossiles Harz von Nadelbäumen.

Farbe honiggelb bis braun

Strich ist weiß

Er ist brennbar und empfindlich gegen Alkohol und Säuren und heiße Bäder!

Test ob echt, in konzentrierter Salzlösung!












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