Bestimmung von Mineralen

22. Juli 2023

Zur Bestimmung eines Minerals reicht es nicht aus, wenn eine der folgenden Eigenschaften übereinstimmt (es gibt aber keine vorgeschriebene Anzahl an Eigenschaften, die es benötigt). Es muss sich aus einer Auswahl an sinnvoll(!) gewählten Eigenschaften ergeben (z.B. einen Calcit auf Radioaktivität oder Magnetismus zu prüfen, ist nicht hilfreich), sodass es ein bestimmtes Mineral sein kann. Es kann durchaus vorkommen, dass Minerale nicht eindeutig identifizierbar sind, dann müssen chemische Analysen erfolgen, welche teure Gerätschaften erfordern, die keiner von uns besitzt.

1. Fundort
2. Morphologische Ausbildung
A) Ausbildung von Mineralen
B) Kristallsystem
C) Millersche Indizes
3. Zwillingsbildung
4. Spaltbarkeit und Bruch
A) Spaltbarkeit
B) Bruch
5. Mohs'sche Härteskala
6. Dichte
7. Farbe
8. Glanz
9. Transparenz/Opazität
10. Strichfarbe
11. Lumineszenz
12. Magnetisches Verhalten
13. Radioaktivität

1. Fundort

Der Fundort von Mineralen spielt eine fundamentale Rolle für die Identifizierung,

Beispiel 1: Ozeanjaspis™ - diesen gibt es ausschließlich auf Madagaskar. Hat man also vor sich ein ähnlich ausgebildet Exemplar, welches nicht aus Madagaskar kommt, so ist es ein sphärolitischer Chalcedon oder Jaspis.

Beispiel 2: Spektrolith - bin ich mir unsicher, ob ich vor mir einen Labradorit oder einen Spektrolith habe, ist der Fundort elementar, denn „richtiger“ Spektrolith kommt ausschließlich aus Ylämaa in Finnland. Ist das Mineral aus zum Beispiel Kanada oder China kann es kein Spektrolith sein.

2. Morphologische Ausbildung

Bevor wir genauere Experimente durchführen, um herauszufinden, was wir vor uns haben, müssen wir erst einmal erkennen, was wir eigentlich vor uns haben. Ist es ein Kristall, ein Mineral, ein Mineralaggregat oder ein Gestein.

Minerale sind chemisch einheitliche, natürliche Bestandteile der Erde und anderer Himmelskörper. Von wenigen Ausnahmen abgesehen, sind Minerale anorganisch, fest und kristallisiert (Matthes und Okrusch, 2014, S.1).

Kristalle sind feste, homogene, anisotropische (richtungsabhängige) Körper mit dreidimensional periodischer Anordnung ihrer chemischen Bausteine (Atome, Ionen, Moleküle) (Matthes und Okrusch, 2014, S.3).

Als Mineralaggregate bezeichnet man beliebige, auch räumlich eng begrenzte natürliche Assoziationen der gleichen oder unterschiedlicher Mineralarten (Matthes und Okrusch, 2014, S.36).

Gesteine sind Mineralaggregate, die räumlich ausgedehnte, selbstständige geologische Körper bilden. Der Gesteinsbegriff umfasst darüber hinaus die relativ seltenen natürlichen Gläser (Matthes und Okrusch, 2014, S.55).

Edelsteine sind zu Schmuckzwecken verwendete Minerale oder organische Substanzen mit besonders geschätzten Eigenschaften (Häger und Wehrmeister, 2021, S.96).

A) Ausbildung von Mineralen

Ausbildung	Beschreibung	Beispiele
idiomorph	ideale Ausbildung von Mineralen; ungestörtes Wachstum (eigengestaltet)	Drusen oder Stufen
hypidiomorph	semi-ideale Ausbildung von Mineralen; gestörtes Wachstum (teilweise eigengestaltet)	oft in Gesteinen; verdrängen z.T. andere Minerale, um besser zu wachsen oder sie wurden als erstes Mineral auskristallisiert
xenomorph	stark gestörtes Wachstum, welches zu einer, dem Platz angepassten, Ausbildung führt (fremdgestaltet)	in Gesteinen

Abb. 1: Beispiel idiomorph: Pyrit-Pentagondodekaedar

Abb. 2: Beispiel hypidiomorph (runde rötliche Alkalifeldspäte), xenomorph (schwarzer Biotit), Rapakivigranit (Wiborgit)

B) Kristallsystem

Können Kristalle ungehindert wachsen, werden sie von ebenen Flächen begrenzt. Aufgrund der Symmetrie dieser Ebenen wurden sieben Kristallsysteme ermittelt, welche die Symmetrien durch Längenverhältnisse und Winkel unterscheiden. Die sieben Kristallsysteme werden in 32 Kristallklassen eingeteilt.

Kristallsystem	Kristallklasse	Beschreibung	Beispiele
triklin		a≠b≠c, α≠β≠γ≠ α
	triklin-pedial	asymmetrisch	Lasurit
	triklin-pinakoidal	hat ein Symmetriezentrum	Kyanit, Mikroklin
monoklin		a≠b≠c≠a, α=γ=90°, β>90°
	monoklin-sphenoidisch	2-zählige Drehachse	Klinotobermorit, Rohrzucker
	monoklin-domatisch	eine Spiegelebene senkrecht zu b	Skolezit
	monoklin-prismatisch	2-zählige Drehachse, senkrecht darauf eine Spiegelebene	Glimmer, Gips, Orthoklas
(ortho-)rhombisch		a≠b≠c≠a, α=β=γ=90°
	rhombisch-pyramidial	2-zählige Drehachse parallel zu c mit zwei Spiegelebenen, die senkrecht aufeinander stehen und sich in der 2-zähligen Drehachse schneiden	Hemimorphit
	rhombisch-disphenoidisch	drei 2-zählige Drehachsen parallel a, b und c die senkrecht stehen	Epsomit
	rhombisch-dipyramidial	drei senkrecht aufeinander stehende Spiegelebenen; als Schnittlinien der Ebenen ergeben sich drei 2 zählige Drehachsen parallel a,b und c	Topas, Olivin, Baryt, Aragonit, Sillimanit
tetragonal		a1=a2≠c, α=β=γ=90° Hauptachse c: 4-zählige Drehachse/Drehinversionsachse, senkrecht dazu stehen Nebenachsen a1 und a2
	tetragonal-pyramidial	4-zählige Drehachse in c	Pinnoit
	tetragonal-disphenoidisch	4-zählige Drehinversionsachse in c	Schreibersit
	tetragonal-dipyramidial	4-zählige Drehachse in c, senkrecht darauf eine Spiegelebene	Scheelit
	ditetragonal-pyramidial	4-zählige Drehachse in c wird kombiniert mit zwei Spiegelebenen parallel zu a1 und a2, daraus ergeben sich Spiegelebenen senkrecht zu den Winkelhalbierenden zwischen a1 und a2	Diaboleit
	tetragonal-skalenoedrisch	4-zählige Drehinversionsachse c ist Schnittlinie zwei parallel aufeinander stehender Spiegelebenen deren Winkelhalbierende die beiden 2-zählige Nebenachsen a1 und a2 bilden	Chalkopyrit, Stannin
	tetragonal-trapezoedrisch	senkrecht zur 4-zähligen Drehachse c stehen 2+2 2-zählige Nebenachsen parallel zu a1 und a2	Tief-Cristobalit
	ditrigonal-dipyramidial	senkrecht zur 4-zähligen Drehachse c steht eine Spiegelebene; in der 4-zähligen Achse schneiden sich 2+2 Spiegelebenen, die senkrecht zu a1 und a2 stehen; daraus folgen 2+2 2-zählige Drehachsen parallel zu a1 und a2	Rutil, Zirkon, Stishovit
trigonal		a1=a2=a3≠c, α=β=90°, γ=120° Hauptachse c: 3-zählige Drehachse/Drehinversionachse, senkrecht dazu stehen drei Nebenachsen a1, a2 und a3
	trigonal-pyramidial	3-zählige Drehachse c	Carlinit
	trigonal-rhomboedrisch	3-zählige Drehinversionsachse c	Dolomit, Dioptas
	trigonal-pyramidial	in 3-zähligen Drehachse c schneiden sich drei Spiegelebenen, die senkrecht zu a1, a2 und a3 stehen	Turmalin
	ditrigonal-skalenoedrisch	in 3-zähligen Drehinversionsachse c schneiden sich drei Spiegelebenen, die parallel zu a1, a2 und a3 stehen, daraus folgen drei 2-zählige Drehachsen parallel zu a1, a2 und a3	Calcit, Krund, Hämatit, Brucit, ged. Antimon
	trigonal-trapezoedrisch	senkrecht auf der 3-zähligen Drehachse c stehen drei 2-zählige Drehachsen a1, a2 und a3	Tiefquarz, Cinnabarit (Zinnober), ged. Selen
hexagonal		a1=a2=a3≠c, α=β=90°, γ=120° Hauptachse c: 6-zählige Drehachse/Drehinversionsachse senkrecht dazu drei Nebenachsen a1, a2 und a3
	hexagonal-pyramidial	6-zählige Drehachse c	Nephelin
	trigonal-dipyramidial	6-zählige Drehinversionsachse	Laurelit
	hexagonal-dipyramidial	senkrecht zur 6-zähligen Drehachse steht eine Spiegelebene	Apatit, Vanadinit
	dihexagonal-pyramidial	in 6-zähligen Drehachse c schneiden sich 3+3 Spiegelebenenm, die senkrecht zu a1, a2 und a3 stehen	Wurtzit, Zinkit
	ditrigonal-dipyramidial	drei vertikale Spiegelebenen, die senkrecht zu a1, a2 und a3 liegen, schneiden sich in der 6-zähligen Drehinversionsachse c; daraus folgen drei 2-zählige Drehachsen, die in Spiegelebenen liegen und Winkelhalbierende zwischen a1, a2 und a3 bilden	Bastnäsit, Benitoid
	hexagonal-trapezoedrisch	senkrecht zur 6-zähligen Drehachse c stehen 3+3 2-zählige Drehachsen, parallel dazu a1, a2 und a3.	Hochquarz
	dihexagonal-dipyramidial	Senkrecht zur 6-zähligen Drehachse c steht eine Spiegeleben; in 6-zähligen Achse schneiden sich 3+3 Spiegelebenen die senkrecht zu a1, a2 und a3 stehen; daraus ergeben sich 3+3 2-zählige Drehachsen parallel zu a1, a2 und a3	Beryll, Graphit-2H
kubisch		a1=a2=a3, α1=α2=α3=90° 3-zählige Drehachsen/Drehinversionsachsen, die parallel zur Raumdiagonale des Würfels (RD) liegen 4- oder 2-zählige Drehachsen/Drehinversionsachsen, die parallel zu a1, a2 und a3 liegen und senkrecht darauf stehende Spiegelebenen (m); 2-zählige Drehachsen, welche parallel zur Flächendiagonale des Würfels (FD) liegen und eine senkrecht darauf stehende Spiegelebene besitzen
	kubisch-tetraedrisch-pentagondodekaedrisch	drei 2-zählige Drehachsen parallel zu a1, a2 und a3; vier 3-zählige Drehachsen parallel zu RD	Ullmanit, Gersdorffit, Langbeinit
	kubisch-disdokaedrisch	drei Spiegelebenen senkrecht zu a1, a2 und a3; vier 3-zählige Drehinversionsachse parallel zu RD, daraus folgen drei 2-zählige Drehachsen parallel zu a1, a2 und a3	Pyrit
	kubisch-hexakistetraedrisch	drei 4-zählige Drehinversionsachsen parallel zu a1, a2 und a3, vier 3-zählige Drehachsen parallel zu RD, sechs Spiegelebenen senkrecht zu FD	Sodalith, Sphalerit
	kubisch-pentagonikositetraedrisch	drei 4-zählige Drehachsen parallel zu a1, a2 und a3; vier 3-zählige Drehachsen parallel zu RD, sechs 2-zählige Drehachsen parallel zu FD	Petzit
	kubisch-hexakisoktaedrisch	drei Spiegelebenen senkrecht zu a1, a2 und a3; vier 3-zählige Drehinversionsachsen parallel zu RD; 6 Spiegelebenen senkrecht zu FD; folgend entstehen drei 4-zählige Drehachsen parallel zu a1, a2 und a3 und sechs 2-zählige Drehachsen parallel zu FD	Fluorit, Diamant, Kupfer, Gold, Halit, Spinell, Magnetit, Chromit, Granat-Gruppe.

Abb. 3: triklines Kristallsystem

Abb. 4: monoklines Kristallsystem

Abb. 5: orthorhombisches Kristallsystem

Abb. 6: tetragonales Kristallsystem

Abb. 7: trigonales Kristallsystem

Abb. 8: hexagonales Kristallsystem

Abb. 9: kubisches Kristallsystem

C) Millersche Indizes

Die Millerschen Indizes beschreiben die Kristallflächen in der Kristallstruktur in einem Kristallpolyeder. Jeder Kristall besitzt ein Koordinatensystem (wird angegeben mit (abc) oder (a1a2a3)), dessen Ursprung im Kristall liegt. Die Kristallflächen schneiden die Achsenabschnitte des Koordinatensystems.

Millersche Indizes zeigen an, wann eine Achse im Koordinatensystem von einer Kristallfläche geschnitten wird. Notiert werden sie folgendermaßen: (100) wenn Achse a geschnitten wird (010) wenn Achse b geschnitten wird, (102) wenn Achse a einmal und Achse c zweimal geschnitten wird. Mit Hilfe dieser Formulierung können Kristallflächen eines Kristalls benannt werden und unter anderem Zwillingsbildung und Symmetrieeigenschaften identifizieren.

Abb. 10a: Auswahl verschiedener Millerscher Indizes

Abb. 10b: Galenit, gängige Flächenkombinationen; a) Kombination Würfel {100} und Oktaeder {111}; b) Würfel {100} und Oktaeder {111} dominierend; c), d) verschiedene Kombination aus Würfel {100}, Oktaeder {111}, Rhombendodekaeder {110}, Trisoktaeder {221} und Ikositetraeder {322}

3. Zwillingsbildung

Die Geminographie (Wissenschaft der Zwillingsbildung) ist sich bei der Definition eines Zwillings nicht einig, dennoch kann man einige generelle Aussagen treffen.

Wenn zwei oder mehrere Kristallindividuen desselben Minerals gesetzmäßige Verwachsungen aufweisen, sprechen wir von Zwillingsbildung. Dabei entsteht als zusätzliches Symmetrieelement entweder eine Spiegelebene oder eine Dreh- oder Rotationsachse, um welche sie gegeneinander verdreht erscheinen. Zwillinge haben demnach eine Gitterebene gemeinsam und durchdringen sich (Hann 2018, S.35).

Zwilling	Beschreibung	Beispiele
Kontaktzwillinge (Berührungszwillinge)	definierte Zwillingsebene, welche Kristalle trennt Zwillingsebene ist Verwachsungsebene	Feldspat: Bavenoer und Manebacher Gesetz
Penetrationszwillinge (Durchdringungszwillinge)	irreguläre Zwillingsebene, Kristalle durchdringen sich gegenseitig, Verwachsungsgrenzen unregelmäßig	Feldspat: Karlsbader Gesetz, Fluorit, Pyrit, Quarz: Brasilianer und Dauphinéer Gesetz
Komplementärzwillinge (Ergänzungszwillinge)	zwei Kristalle mit niedriger Symmetrie ergänzen sich, wodurch eine höhere Symmetrie entsteht	Pyrit: Eisernes Kreuz

Weiter werden wir in diesem Beitrag nicht auf die Zwillingsbildung eingehen, da dies nicht zur stark verbesserten Analyse eines Minerals führt, welche wir benötigen. Stattdessen werden wir einige charakteristische Zwillingsbildungen zeigen.

Abb. 11: Japaner Zwilling (Quarz)

Abb. 12: Penetrationszwillinge (Fluorit)

Abb. 13: Schwalbenschwanzzwillinge (Gips)

Abb. 14: pseudohexagonale Durchdringungsdrillinge (zyklischer Zwilling, Aragonit aus Marokko)

Abb. 15: Skelenoeaderzwilling (Calcitzwilling)

Abb. 16: Eisernes Kreuz (Pyrit), irisierend

4. Spaltbarkeit und Bruch

A) Spaltbarkeit

Die Spaltbarkeit beschreibt die Eigenschaft, bei mechanischer Beanspruchung (Druck- oder Schlagbeanspruchung) entlang ebener Flächen zu spalten. Die Spaltbarkeit erfolgt entlang von Gitterebenen im Kristall, da dort geringere Bindungskräfte zwischen den Atomen wirken. Die Spaltfläche, ihre Orientierung und die Winkel zwischen den Spaltflächen stellen für bestimmte Minerale charakteristische Eigenschaften dar. Die Spaltbarkeit wird in 6 verschieden Gruppen eingeteilt.

Spaltbarkeit	Beschreibung	Beispiele
höchst vollkommen	Spaltflächen sind parallel zueinander und besitzen ebene Oberflächen	Glimmer und Gips
vollkommen	Spaltflächen sind leicht voneinander zu trennen, aber nicht vollständig	Calcit, Fluorit und Labradorit
gut	Spaltflächen sind uneben	Olivin, Türkis und Amphibole
deutlich	Spaltflächen noch vorhanden, Übergang zum Bruch erkennbar	Apatit
unvollkommen	es entstehen keine eindeutigen Spaltflächen, Position der Spaltrisse ist nicht vorbestimmt	Granat, Korund und Beryll
keine	Spaltbarkeit ist nicht möglich, stattdessen entsteht ein Bruch	Quarz und Turmalin

B) Bruch

Minerale, die keine Spaltbarkeit aufweisen, zeichnen sich durch unregelmäßige Bruchflächen aus. Bruchflächen sind im Vergleich zu Spaltflächen nicht durch Gitterebenen im Kristall vorgeschrieben. Einige Minerale haben sowohl Spalt-, als auch Bruchflächen. Was dadurch begründet ist, dass die Minerale nicht nur entlang der Gitterebene Spaltflächen bilden, sondern auch an Flächen brechen können, an denen das Kristallgitter stärker ist.

Bruch	Beschreibung	Beispiele
muschelig	kreisförmige Einkerbungen an der Bruchstelle	Quarz, Olivin, Pyrit, Chalcedon und Fluorit
uneben	unregelmäßige Bruchkanten	Topas, Turmalin und Halit
erdig	Bruchfläche ist glanzlos und stumpf	Aluminit, Kaolinit und Limonit
glatt	ebene Bruchstellenoberfläche	Baryt
faserig	Bruchstelle gleicht feinen Härchen	Tigerauge, Gips und Krokydolith
splittrig	Bruchfläche splittert	Granat, Jadeit und Wollastonit
hakig	Bruchfläche bildet Widerhaken	Kupfer, Silber, Gold und Platin

Abb. 17: muscheliger Bruch (Lamellenobsidian)

Abb. 18: unebener Bruch (Turmalin auf Aquamarin)

Abb. 19: erdiger Bruch (Aluminit)

Abb. 20: glatter Bruch (Baryt)

Abb. 21: faseriger Bruch (Gips)

Abb. 22: splittriger Bruch (Granat)

Abb. 23: hakiger Bruch (Kupfer, kupferfarbenes Band zeigt kleine Häkchen)

5. Mohs'sche Härteskala

Die Härte ist der Widerstand, der ein Festkörper mechanischen Eingriffen entgegensetzt.

Mohs-Härte	Mineral	Ritzprobe
1	Talk	mit Fingernagel schabbar
2	Gips	mit Fingernagel ritzbar
3	Calcit	mit Kupfermünze ritzbar
4	Fluorit	mit Messer leicht ritzbar
5	Apatit	mit Messer schwer ritzbar
6	Orthoklas	mit Stahlpfeile ritzbar
7	Quarz	ritzt Fensterglas
8	Topas	ritzt Quarz
9	Korund	ritzt Topas
10	Diamant	ritzt Korund

Die Härteskala von Friedrich Mohs (1773-1839) beruht auf der Standardhärte von 10 Standardmineralen, wobei das jeweils härtere Mineral das weichere ritzen kann. Allerdings gibt es eine zum Teil starke Anisotropie (Richtungsabhängigkeit) der Härte. Diese steht in Verbindung mit der Spaltbarkeit der Minerale. So hat zum Beispiel Fluorit auf der Würfelfläche eine größere Härte als auf der Oktaederfläche, beim Halit ist dies wiederum nicht der Fall. Ein extremes Beispiel hierfür ist der Kyanit (Disthen) - in Längsrichtung beträgt die Härte 4 – 4,5, senkrecht dazu beträgt sie 6-7.
Die Mohshärte eines Minerals könnt ihr ganz einfach im Internet nachschlagen.

Beispiel: Wenn ich wissen möchte, ob mein Malachit echt ist, kann ich dies, unter anderem, mit der Härte testen. Malachit hat eine Härte von 3,5 – 4. Das heißt, wenn mein vermeintlicher Malachit echt ist, kann er Calcit (Härte 3) ritzen, wird von Apatit (Härte 5) geritzt und bei einem Test mit Fluorit (Härte 4) sollte, wenn überhaupt, ein leichter Abrieb entstehen. Wenn mein vermeintlicher Malachit aus Glas hergestellt wurde und damit ein Fake ist, ist er in der Lage, Apatit zu ritzen, da Glas eine Härte von 5,5 – 6 hat.

6. Dichte

Die Dichte oder das spezifische Gewicht definiert das Gewicht eines Stoffes in Beziehung gesetzt zu dem Gewicht des gleichen Volumens von Wasser. Minerale mit einer Dichte unter 2 gelten als leicht. Minerale mit einer Dichte von 2 – 4 gelten als normalgewichtig und ab 4 gelten sie als schwer.

Sie lässt sich folgendermaßen berechnen: p= m/V (p=Dichte, m=Masse, V=Volumen).

Der einfachste Weg, die Dichte eines Minerals zu bestimmen, ist die sogenannte Auftriebsmethode. Um die zuhause nachzumachen, füllt ihr ein Gefäß mit einem Ausgießer (z.B. ein Messbecher) bis knapp unter eben diesem mit Wasser. Unter den Ausgießer stellt ihr einen weiteren Messbecher. Nun führt ihr euer Mineral langsam und vorsichtig (!) in das Wasser ein. Das überlaufende Wasser fließt in den Messbecher, welchen ihr zuvor unter dem anderen platziert habt. Jetzt lest ihr ab, wie viel Wasser ausgelaufen ist und habt so das Volumen eures Minerals. Anschließend (oder alternativ, bevor ihr das Volumen herausfindet) messt ihr das Gewicht eures Minerals.

Beispiel: Du hast einen vermeintlichen Saphir (blauer Korund) zuhause, bist dir aber nicht sicher, ob es nicht Glas oder ein anderes Mineral ist. Dann ist die Dichte eine Möglichkeit, um dir etwas Klarheit zu verschaffen. Der Saphir hat eine Dichte von ~4,0 g/cm³. Als erstes misst du das Gewicht des Saphirs und kommst auf 50g, damit haben wir schonmal unser m. Jetzt füllen wir unseren Becher mit Wasser und stellen unseren kleineren Messbecher unter den Ausgießer. Wenn wir den Saphir in den befüllten Becher einführen, fließt das Wasser aus eben diesem raus. Wenn der Saphir vollkommen im Wasser ist (pass auf, dass du mit deiner Hand nicht zusätzlich Wasser verdrängst, da das das Experiment verfälschen würde), können wir den Messbecher ablesen und sehen, dass es ca. 12,5ml Wasser sind und haben unser V (ml=cm³). Jetzt können wir m und V in die Gleichung einfügen.

P=50g/12,5cm³, wenn wir das Ausrechnen, kommen wir auf eine Dichte (p) von 4,0 g/cm³ und können darauf schließen, dass es kein Glas sein kann (p~2,5g/cm³). Folglich ist es sehr wahrscheinlich ein "richtiger" Saphir.

https://www.helpster.de/ueberlaufmethode-so-messen-sie-die-dichte-von-metallen_65741

7. Farbe

Die Farbe eines Minerals ist unumstritten die auffälligste Eigenschaft, aber sie kann auch trügerisch sein. Farbursachen können in zwei Gruppen eigeteilt werden:

idiochromatisch: diese Minerale sind eigengefärbt; bedeutet, dass sie eine eigene Farbe haben; hervorgerufen durch Störungen, Deformationen oder mechanische Verunreinigungen des Kristallaufbaus
allochromatisch: diese Minerale sind fremdgefärbt,; bedeutet, dass sie eigentlich farblos sind; erhalten ihre Farbe hauptsächlich durch Metalle, welche zwar für Farbe verantwortlich sind, aber zu geringen Gehalt im Mineral haben, um in chemischen Zusammensetzung relevant zu sein

Beispiele für idiochromatische Minerale: Malachit, Pyrit, Rhodochrosit und Tigerauge

Beispiele für allochromatische Minerale: Fluorit, Halit, Coelestin und Achat

Hinzuzufügen ist, dass nicht alle Minerale farbbeständig sind. Einige Minerale, wie zum Beispiel Amethyst, bleichen aus, wenn sie der Sonnenstrahlung (UV-Strahlung) ausgesetzt sind. Des Weiteren können einige Minerale künstlich verfärbt werden. Gängige Methoden sind das einfache Färben eines Minerals (wird oft bei Achat gemacht), Bestrahlung (zum Beispiel beim Karneol, um die Farbe zu intensivieren) oder durch Erhitzen (um Amethyst wie Citrin aussehen zu lassen).

8. Glanz

Der Glanz beschreibt die Reflexion von Licht auf der Mineraloberfläche. Durch Verwitterung oder Beschädigungen an der Oberfläche kann sich der Glanz verändern. Außerdem kann ein Mineral auch zwei Glanzarten zeigen, je nachdem, ob das Licht von einer Spaltfläche oder Bruchfläche oder dem Mineral selbst reflektiert. Unterschieden werden 8 Arten des Glanzes.

Glanz	Beschreibung	Beispiele
Diamantglanz	strahlend und glänzend	Diamant, Rubin, Saphir, Vanadinit
Glasglanz	gleicht zerbrochenem Glas	Quarz, Fluorit, Rhodochrosit, Malachit, Dioptas
Metallglanz	hohe Reflexion	Kupfer, Gold, Galenit, Pyrit
Fettglanz	ölig	Schwefel, Anhydrit, Calcit (auf Bruchflächen)
matter Glanz	kein Glanz	Hämatit, Magnetit, Magnesit, Purpurit
Perlmuttglanz	schillerndes Lichtspiel	Opal, Calcit, Muskovit, Apophyllit
Seidenglanz	intensiv, zart, schimmernd	Gips, Tigerauge, Okenit
Harz- oder Wachsglanz	gedämpft	Bernstein, Feuerstein

Abb. 24: Diamant- (Diamant), Glas- (Quarz), Metall- (Kupfer) und Fettglanz (Schwefel)

Abb. 25: matter Glanz (Hämatit), Perlmutt- (Opal), Seiden- (Gips) und Harzglanz (Bernstein)

9. Transparenz/Opazität

Die Transparenz eines Minerals beschreibt, wie viel Licht ein Mineral absorbiert oder durchlässt. Dabei spielen verschiedene Faktoren eine Rolle. Zum einen die Elemente, welche im Kristallgitter eingebaut sind, aber auch Störungen im Kristallgitter oder Einschlüsse von Gasen, anderen Mineralen oder Flüssigkeiten.

Bei der Transparenz werden drei Arten unterschieden:

Transparenz	Beschreibung	Beispiele
undurchsichtig/opak	Licht wird nicht durchgelassen	Gold, Silber, Galenit, Pyrit, Malachit
durchscheinend	Licht wird durchgelassen, allerdings weniger als bei durchsichtigen Mineralen	Rosenquarz, Korund, Dioptas, Labradorit, Fluorit (farbiger)
durchsichtig	Licht wird durchgelassen, Mineral erscheint wie Glas	Bergkristall, Coelestin (farbloser), Diamant, Fluorit (farbloser)

Abb. 26: opaker Malachit

Abb. 27: durchscheinender Fluorit

Abb. 28: durchsichtiger Fluorit

10. Strichfarbe

Die Strichfarbe beschreibt die Farbe des Abriebs, welcher entsteht, wenn ein Mineral über eine unglasierte Keramikplatte gerieben wird. Die Strichfarbe ist die Farbe eines Minerals in Pulverform.

Da wahrscheinlich keiner von uns zuhause eine unglasierte Keramikplatte hat, kannst man hierfür auch einfach eine Keramiktasse oder -teller nutzen, denn diese haben am Rand der Unterseite immer einen Ring, welcher nicht glasiert ist. Dabei solltest du beachten, dass du nur Minerale mit einer maximalen Härte von 6 benutzt, da es ansonsten zu Abrieb von der Keramik kommt und nicht vom Mineral. Härtere Minerale sollten vorher zermahlen und erst danach auf die Keramik übertragen werden.

Allerdings zeigen nur idiochromatische Minerale eine Strichfarbe, allochromatische nicht.

Beispiele für eine farbige Strichfarbe: Hämatit (kirschrot bis rotbraun), Malachit (hellgrün), Chalkopyrit (grünlichschwarz bis schwarz)

Beispiele für einen weißen oder farblosen Strich: Coelestin, Diamant, Fluorit, Quarz, Rhodonit, Sodalith

Abb. 29: Strichfarbe bei Pyrit (links) und Rhodochrosit (rechts)

https://www.steine-und-minerale.de/artikel.php?topic=2&ID=23

11. Lumineszenz

Lumineszenz beschreibt ein physikalisches Phänomen, bei dem Energie, in dem Fall einem Mineral, zugeführt und in Form von elektromagnetischer Strahlung wieder abgegeben wird. Die Ursache der Energiezufuhr kann dabei sehr vielfältig sein.

Lumineszenz	Beschreibung
Elektrolumineszenz	durch den Einfluss von Strom
Radiolumineszenz	durch Nuklear- oder Röntgenstrahlung
Chemolumineszenz	durch Chemische Vorgänge
Thermolumineszenz	durch Wärmezufuhr
Tribolumineszenz	durch mechanische Belastung
Photolumineszenz (Phosphoreszenz und Fluoreszenz)	durch UV-Licht oder Röntgenstrahlung

Für die Bestimmung von Mineralen spielt Photolumineszenz unter den Lumineszenzen die größte Rolle. Der Grund für die Pholumineszenz kann ein Fehler im Gitterbau des Minerals sein, aber auch die Beimengung eines Elements wie zum Beispiel Uran, Chrom, Mangan oder Europium. Eisenhaltige Beimengungen unterbinden unterdessen oft die Lumineszenz. Um die Lumineszenz hervorzurufen, muss dem Mineral Energie zugeführt werden (meist UV-Strahlung durch eine UV-Lampe oder seltener durch Sonnenlicht). Diese Energie sorgt dafür, dass das Mineral seinen Grundzustand (Ausgangslage) verlässt und ein energetisch höheres Niveau erreicht. Bei der Photolumineszenz kommt es während der Energiezufuhr zur Lumineszenz. Wird die Energiezufuhr unterbrochen, zeigt sich der Unterschied zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz. Bei der Fluoreszenz endet die Lumineszenz nach wenigen Zehnteln einer Sekunde. Bei der Phosphoreszenz kann die Lumineszenz noch Minuten bis Stunden nach der Energiezufuhr anhalten.

Ein bekanntes Beispiel für die Fluoreszenz ist das namensgebende Mineral Fluorit, bei dem meist Europiumionen (Eu) in das Kristallgitter eingebaut werden, wodurch überwiegend grüne Fluorite blau fluoreszieren.

Die Phosphoreszenz ist deutlich seltener, kann aber auch bei Mineralen wie Calcit oder Baryt auftreten (tut sie aber nicht immer!).

Eine weitere Lumineszenz, die wir zuhause leicht überprüfen können, ist die Tribolumineszenz von Quarz. Dabei könnt ihr zwei Quarze stark und schlagartig aneinander reiben, wobei es zur gelblich/orangenen Lumineszenz kommt.

Abb. 30: Autunit unter normalem Licht

Abb. 31: Autunit unter UV-Licht

https://www.steine-und-minerale.de/artikel.php?topic=2&ID=29

12. Magnetisches Verhalten

Einige wenige Minerale zeigen ein verstärktes magnetischen Verhalten.

Magnetit ist dafür bekannt, dass es stark magnetisch ist. Ein weiteres magnetisches Mineral ist der Pyrrothin (Magnetkies), wessen Magnetismus etwas schwächer ist als der vom Magnetit.

Des Weiteren gibt es einige Minerale (wie zum Beispiel die Granat Varietät Almandin), bei denen man mit einem kleinen Experiment das Mineral auf Magnetismus prüfen kann. Zuerst legt ihr den Almandin auf eine Waage, darüber legt ihr eine kleine dünne (nicht magnetische) Platte. Anschließend nullt ihr die Waage. Daraufhin legt ihr einen Magneten auf die Platte über den Almandin und könnt beobachten, dass die Waage einen negativen Betrag anzeigt. Bedeutet, dass der Magnet den Almandin anzieht und dieser im Umkehrschluss magnetisch ist.

Einen etwas leichteren Nachweis von Magnetismus könnt ihr mit einem Kompass erreichen.

Weitere magnetische Minerale: Augit, Biotit, Chromit, ged. Eisen, Hämatit, Nickel, Wolframit, etc.

13. Radioaktivität

Auch wenn ich davon ausgehe, dass nur die Wenigsten, wenn überhaupt, radioaktive Minerale zuhause haben, ist es dennoch eine Möglichkeit, Minerale zu identifizieren.

Den Großteil aller radioaktiven Minerale bilden uran- und thoriumhaltige Minerale.

Wollt ihr ein Mineral auf Radioaktivität testen, könnt ihr das mit einem Geigerzähler tun. Ihr könnt aber auch eure Probe auf eine mit schwarzem Papier lichtdicht verpackte Fotoplatte legen und warten. Handelt es sich um ein radioaktives Mineral, färbt sich die Platte schwarz.

Beispiele: Uraninit (Pechblende), Autunit, Torbernit

Quellen

Buchquellen
Hann, Horst Peter, Grundlagen und Praxis der Gesteinsbestimmung, 2. Auflage, Wiebelsheim 2018.
Häger, Tobias; Wehrmeister, Ursula, Edelsteine, Bestimmung, Eigenschaften und Behandlung, 2. Auflage, Berlin 2021.
Okrusch, Martin; Matthes, Siegfried; Mineralogiem Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde, 9. Auflage, Berlin 2014.

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