Übungen zur Allgemeinen Geologie, Nebenfach · Klasse 7: Phospp( )hate (Arsenate, Vanadate): •...
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Übungen zur Allgemeinen Geologie, Nebenfach
Erta Ale, Afrika
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Minerale
• anorganisch, (natürlich)• Festkörper• definierte chemische Zusammensetzung• homogen• ⇒ definiert durch chemische Formel• kristallin
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Physikalische Eigenschaften der MineralePhysikalische Eigenschaften der Minerale
z.B. Diamant
z.B. Quarz- Glimmer
z.B. Hämatit: rot
Press & Siever 2003
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HärteMoh‘sche Härteskala
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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
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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
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Wi hti Kl d Mi l t tikWichtige Klassen der Mineralsystematik
Press & Siever 2003
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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