Gestein und Minerale - Kursmaterial | RUB Geologie, Mineralogie und Geophysik

Wichtige Fragen zu Mineralien und Gesteinen

Oft gestellte Fragen

Was sind eigentlich Minerale?
Wie setzen sich Gesteine zusammen?
Wie ist ein Kristall definiert?
Was versteht unter Symmetrie und welche Hauptsymmetrieeigenschaften gibt es?
Welche Kristallsysteme / Symmetrien gibt es im Mineralreich?
Welche wichtigen einfachen Kristallformen gibt es, welche Beispiele existieren im Mineralreich?
Was versteht man unter wirteligen Kristallsystemen ?
Was besagt die Härte von Mineralen?
Ist die Farbe immer eineindeutig als Hilfsmittel zur Diagnose von Mineralen einsetzbar?
Wie läßt sich sich die Strichfarbe als Diagnosehilfsmittel heranziehen?
Der Glanz der Minerale
Welche Parameter tragen zur Dichte von Mineralen bei?
Die Spaltbarkeit als wichtiges Diagnosekriterium
Welche wichtigen Zwillingsgesetze haben Sie kennengelernt?
Was versteht man unter den Begriffen Polymorphie/Modifikation ?
Was versteht man unter Epitaxie ?
Was ist eine Pseudomorphose, was ist eine Paramorphose?
Wie lassen sich auf einfachem Wege Calcit und Dolomit auseinanderhalten?
Was versteht man unter der Systematik oder der kristallchemischen Klassifikation in der Mineralogie?
Wie sieht DIE Hauptbaueinheit der Silikate aus und wie lassen sich daraus die unterschiedlichen Silikatgruppen ableiten?
Wie sind Mineralformeln aufgebaut?
Wieso ist die Kenntnis der Wertigkeiten sowie der Ionengrößen von Elementen von zentraler Bedeutung im Mineralreich?
Was versteht man in der Mineralogie unter einer Substitution , welche Typen von Substitutionen gibt es?
Hier erfahren Sie mehr über charakteristische Eigenschaften sowie einfache Unterscheidungsmerkmale der Feldspäte ?
Welche Polymorphe von Kalifeldspat haben Sie kennengelernt?
Was geschieht mit den Feldspäten während ihrer Umwandlung bei niedrigen Temperaturen unter Beisein einer wässrigen Fluidphase?
Was sind Feldspatvertreter oder Foide?
Sie möchten gerne näheres über die SiO₂-Gruppe erfahren?
Informationen über Olivin und Serpentinminerale?
Welche wichtige Pyroxene und Amphibole gibt es im Mineralreich?
Welche einfachen Unterscheidungskriterien gibt es im Bezug auf die sehr ähnlich aussehenden Augite und Hornblenden?
Hier erfahren Sie näheres über die Minerale Granat, Staurolith, Epidot, Wollastonit, Turmalin
Mit Talk, Muskovit, Biotit und Chlorit haben Sie Ihre Bekanntschaft mit wichtigen Schichtsilikaten gemacht, die alle durch eine sehr vollkommene Spaltbarkeit charakterisiert sind
Warum sind die Alumosilikate Disthen, Sillimanit und Andalusit von petrologisch großer Bedeutung?
Und schließlich: Informationen über folgende Nichtsilikate: Pyrit (als Sulfidmineral), Fluorit (gehört zu den Halogeniden), Hämatit, Magnetit und Limonit (zur Gruppe der Oxide und Hydroxide gehörend), Calcit und Dolomit (Carbonate), sowie Gips und Anhydrit (Sulfate) und Apatit (Phosphat)

Mineralfotos

Hier kommen Sie zu den Fotos der in der Übung besprochenen Minerale

1. Talk - Mohs-Härteskala: 1

2. Gips-Blättchen - Mohs-Härteskala: 2

3. Kalzit - Mohs-Härteskala: 3

4. Fluorit - Mohs-Härteskala: 4

5. Apatit - Mohs-Härteskala: 5

6. Feldspat - Mohs-Härteskala: 6

7. Quarz - Mohs-Härteskala: 7

8. Topas - Mohs-Härteskala: 8

9. Korund - Mohs-Härteskala: 9

10. Siliziumcarbid - Mohs-Härteskala: 10 - Ersatzweise für Diamant

11. Kalifeldspat

12. Karlsbader Zwillinge

13. Sanidin

14. Kaolinit

15. Plagioklas (Labradorit)

16. Leucit

17. Nephelin

18. Tiefquarz (Trigonal)

19. Hochquarz (Hexagonal)

20. Chalcedon

21. Opal

22. Olivin - Olivinkörner in einem Peridotit

23. Augit - Pyroxengruppe

24. Bronzit (halbmetallischer Glanz)

25. Omphacit - Omphazit-Körner (grün) in einem Eklogit

26. Hornblende - Amphibolgruppe

27. Aktinolith

28. Chlorit - Einzelne Chloritkristalle

29. Chlorit - Feinkörnige Chloritgrundmasse in einem Grünschiefer

30. Biotit

31. Muskovit

32. Talk b)

33. Granat

34. Staurolith

35. Disthen (Kyanit)

36. Andalusit (Chiastolith)

37. Sillimanit

38. Epidot

39. Wollastonit

40. Turmalin (Vicinalstreifung)

41. Limonit

42. Magnetit

43. Hämatit

44. Pyrit

45. Pseudomorphose Hämatit nach Magnetit

46. Pseudomorphose von SiO₂ nach Holz

47. Vesuvian

48. Apophyllit (4-zählige drehachse)

49. Apatit b)

50. Albitzwillinge

51. Karlsbader Zwillinge b)

52. Perthit - Entmischungslamellen in Feldspat

Gesteinsfotos

Hier gibt es Infos zu den in der Übung besprochenen:

Sedimente

Sedimente sind oberflächennahe Bildungen und werden auch als Ablagerungsgesteine oder auch Schichtgesteine bezeichnet. Sie haben in der Übung zu „Baumaterial der Erde“ im wesentlichen folgende Untergruppen kennengelernt:
Klastische Sedimente, deren Entstehung auf Verwitterung, Abtragung, mechanischen Transport, Absatz und Verfestigung von Gesteinsfragmenten zurückzuführen ist. Im Hinblick auf die Kongrößenklassifizierung unterscheidet man Pelite (< 0,02mm), Psammite (0,02-2mm) und Psephite (> 2mm).

Chemische Sedimente gehen zurück auf die chemische Ausfällung gelöster Bestandteile; deren Einteilung richtet sich im wesentlichen nach dem Stoffbestand. Es gibt außerdem auch sedimentäre Gesteine an deren Entstehung das Absterben von Lebewesen und deren Ablagerung beteiligt sind (z.B. Riffkalke) – diese bezeichnet man auch als biogen. Eine interessante Gruppe ist diejenige von pyroklastischen Gesteinen, die auf vulkanische Produkte zurückzuführen sind. Allerdings können diese Produkte wie Blöcke & Bomben, Lapillis und Aschen –je nach Korngröße– über mehr als tausend Kilometer transportiert und anschließend sedimentiert werden, sodaß trotz vulkanogener Herkunft Gesteine sedimentärer Charakteristika enstehen können.

Weitergehende Informationen erhalten Sie in den Übungen zu „Baumaterial der Erde“ – die wichtigsten Sedimente, die Sie kennengelernt haben, sind als kleine „Gedankenstütze“ hier abrufbar.

1. Kalk

2. Kalkoolith

3. Dolomit

4. Süßwasserkalk

5. Bituminöser Kalkstein ("Stinkkalk")

6. Gipsgestein

7. Anhydritgestein

8. Roteisenerz

9. Kieselschiefer (Lydit)

10. Mergel

11. Tonstein ("Schieferton")

12. Tonschiefer

13. Buntsandstein

14. Arkose

15. Grauwacke

16. Quarzit

17. Quarzit (Hämatit-führend)

18. Konglomerat

19. Phonolith-Tuff

20. Palagonit-Tuff

Metamorphite

Metamorphite (oder auch Umwandlungsgesteine) entstehen durch eine Neueinstellung des thermodynamyschen Gleichgewichts in der Mineralparagenese, die das Gestein aufbaut (Merke: die Gibbs-Energie wird minimiert!). Diese Neueinstellung folgt aufgrund Änderungen im Druck und in der Temperatur, wie z.B. bei orogenen Prozessen, wo Gesteinsmaterial in die Tiefe verfrachtet wird (einhergehend damit findet häufig auch eine Deformation statt).

Generell unterscheidet man bei der endogenen Metamorphose folgende Typen: Regionalmetamorphose (großräumig, mittlere geothermische Gradienten, z.B. bei Kontinent-Kontinent-Kollision), Subduktionszonenmetamorphose (relativ hohe Drücke, niedrige Temperaturen), Kontaktmetamorphose (hohe Temperaturen, niedrige Drücke, kaum Deformation), Ozeanbodenmetamorphose (niedrig temperiert, hauptsächlich durch Metasomatose charakterisiert), Dynamo- und Dynamothermometamorphose (deformationbetont, an Störungszonen gebunden). Durch den Einschlag von Meteoriten kann auch eine Schockwellen- oder Impaktmetamorphose entstehen.

Wichtig: Sie haben mit dem Faziesprinzip nach Eskola einige wichtige Gesteine einzelner Faziestypen (z.B. Blauschiefer- oder Glaukophanschieferfazies, Grünschieferfazies, Eklogitfazies) kennengelernt. Als metamorphe Fazies wird jeweils derjenige Druck- und Temperaturbereich beschrieben, in dem für ein Gestein bestimmter chemischer Zusammensetzung eine bestimmte Mineralparagenese resultiert. Metamorphe Gesteine weisen i.d.R. eine Schieferung auf, die flächenhaft (oft durch Schichtsilikate verursacht = Foliation) und/oder linear (durch stängelige Minerale) entwickelt sein kann; massige, isotrope Texturen sind selten und treten vorwiegend in Gesteinen der Kontaktmetamorphose oder der hochgradigen Regionalmetamorphose auf.

Weitergehende Informationen erhalten Sie in den Übungen zu „Gesteine und Minerale“ – die wichtigsten Metamorphite, die Sie kennengelernt haben, sind als kleine „Gedankenstütze“ hier abrufbar.

1. Tonschiefer

2. Phyllit

3. Phyllit 2

4. Grünschiefer

5. Quarzit

6. Granat-Hornblende-Glimmerschiefer

7. Glimmerschiefer (Muskovit-führend)

8. Zwei-Glimmerschiefer (Muskovit- und Biotit-führend)

9. Zwei-Glimmerschiefer (Granat- und Andalusit-führend )

10. Blauschiefer

11. Paragneis

12. Paragneis (Granat-führend)

13. Orthogneis

14. Eklogit

15. Anatexit

16. Anatexit 2

17. Amphibolit

18. Marmor

19. Chiastolithschiefer

20. Granulit

Magmatite

Magmatite gehen in der Regel auf Silikatschmelzen zurück; faustregelhaft unterscheidet man zwischen Vulkaniten und Plutoniten. Erstarren intrudierende Schmelzen in größerer Erdtiefe und kühlen somit relativ langsam ab, so spricht man von Plutoniten oder Tiefengesteinen; diese sind demgemäß mittel- bis grobkörnig ausgebildet.

Im Gegensatz dazu sind Vulkanite oder Ergußgesteine auf Erstarrungsprozesse von Schmelzen an der Erdoberfläche zurückzuführen; aufgrund der schnellen Abkühlung ist die Struktur feinkörnig bis dicht, z.T. sogar glasig. Interessante Ausbildungsformen haben Sie bei den Basalten kennengelernt: beim Eindringen von Schmelzen in Wasser entwickeln sich sogenannte Pillow-Basalte (eingentlich bestehen diese nicht aus einzelnen „Pillows“ (= Kissen) sondern sind schlauchartig entwickelt). An der Erdoberfläche (oder auch in oberflächennahen Gängen) erstarrte Basalte bilden Säulen aus („Säulenbasalte“), dabei ist die Längsrichtung der Säulen senkrecht zur Abkühlungsfläche ausgebildet.

„Grob klassifiziert“ werden Magmatite mit einem Anteil von mehr als 10 Vol.-% an hellen Gemengteilen (Quarz, Alkalifeldspat, Plagioklas, Foide) mit Hilfe klassischer Streckeisendiagramme; für Magmatite mit weniger als 10 Vol.-% gibt es gesonderte Diagramme für Ultramafitite. Weitergehende Informationen erhalten Sie in den Übungen zu „Baumaterial der Erde“ – die wichtigsten Magmatite, die Sie kennengelernt haben, sind als kleine „Gedankenstütze“ hier abrufbar.