Als Mineral (Pl. Minerale, auch Mineralien) definieren Geologen natürlich vorkommende Feststoffe mit einer eindeutigen stöchiometrischen Verbindung und einem eindeutigen Kristallgitter. Die meisten der heute bekannten ca. 4000 Minerale sind anorganisch, es sind aber auch organische Minerale bekannt.
Alle Gesteine der Erde und anderer Himmelskörper sind aus Mineralen aufgebaut. Häufig sind allerdings nur etwa 30 Minerale, die so genannten Gesteinsbildner. Der spezifische Mineralinhalt eines Gesteins liefert Informationen über die Bildung und Entwicklungsgeschichte eines Gesteins und trägt damit zur Kenntnis des Ursprungs und der Entwicklung des Planeten Erde bei.
Nach ihrer Entstehung lassen sich Primärminerale und Sekundärminerale unterscheiden: Erstere entstehen zur selben Zeit wie das Gestein, dessen Teil sie sind, zweitere werden dagegen erst durch Erosion oder Metamorphismus aus den Primärmineralen gebildet.
Struktur und Form
Viele Minerale treten in der Natur als kristalline Feststoffe auf, manche dagegen als amorphe Stoffe, die dem Glas vergleichbar sind. Die kristallinen Minerale zeigen äusserlich eine feste geometrische Form mit wohldefinierten natürlichen Flächen, die in festen Winkeln zueinander stehen. Diese symmetrische Anordnung ist Ausdruck der inneren Struktur eines kristallinen Minerals: Es zeigt eine wohlgeordnete Atomstruktur, die durch vielfach wiederholte Aneinanderreihung so genannter Einheitszellen entsteht, die die kleinste Struktureinheit des Minerals ausmachen. Man unterscheidet aufgrund der inneren Symmetrie sechs bis sieben Kristallsysteme, nämlich das kubische, das hexagonale und trigonale, das monokline, das orthorombische, das tetragonale und das trikline System. Durch ungleichmässiges Wachstum können so genannte Zwillinge entstehen, das sind zwei aus einem Urkristall hervorgegangene Kristalle, die sich wie Spiegelbilder zueinander verhalten.
Systematik der Minerale
Minerale werden nach Ihrer chemischen Zusammensetzung klassifiziert:
Gediegene Elemente sind Minerale, die nur aus einem einzigen chemischen Element gebildet werden. Hierzu zählen etwa 20 Minerale, davon 10 geologisch signifikant.
Sulfide u. ä. bestehen aus einer Verbindung von Schwefel (oder Selen bzw. Tellur) mit Metallen oder Halbmetallen. Zu den Sulfiden zählen etwa 600 Mineralien.
- Beispiele: Bleiglanz (PbS), Pyrit (FeS2), Zinkblende (ZnS), Zinnober (HgS)
Die etwa 140 Halogenide bestehen aus einer Verbindung von Fluor, Chlor, Brom oder Jod mit Kationen wie Natrium oder Kalzium.
Aus der Verbindung von Metallen Oder Nichtmetallen mit Sauerstoff oder Hydroxylgruppen (OH- -Gruppen) entstehen die etwa 400 Oxide bzw. Hydroxide (auch Oxyde genannt).
- Beispiele: Spinell (MgAl2O4), Hämatit (Fe2O3), Magnetit (Fe3O4), Korund (Al2O3), Pechblende (UO2), Goethit (FeO(OH))
Die mehr als 200 Karbonate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ CO3]2-.
Phosphate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ PO4]3-. Hier werden meist auch Arsenate und Vanadate [V04]3- eingeordnet. Die Gruppe umfasst etwa 400 Mineralien.
- Beispiele: Apatit (Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)), Türkis (CuAl6(PO4)4(OH)8.5H20), Carnotit (K2(U02)2(V04)2.3H20)
Nitrate sind leicht lösliche Salze mit dem Anionenkomplex [ NO3]-, der meist mit Natrium oder Kalium verbunden ist.
Die etwa 300 Sulfate sind Sauerstoffsalze mit dem Anionenkomplex [ SO4]2-. Hierher sortiert man auch diE Chromate.
Molybdate und Wolframate
Die eng verwandten Molybdate und Wolframate sind Verbindungen eines Metalls mit dem Anionenkomplex [MoO4]2- bzw. [WO4]2-.
Zu den etwa 125 Boraten zahlen jene Minerale, die den Boratkomplex [BO3]3- enthalten.
- Beispiel: Borax (Na2B4O5(OH)4.8H20)
Etwa 500 Verbindungen, in denen der [ SiO4]4--Tetraeder einen wesentlichen Baustein darstellt.
- Beispiele: Olivin ((Mg, Fe)2SiO4), Zirkon (ZrSi04), Andalusit (Al2Si05), Topas (Al2<%Fsub>Si04(OH,F)2), Beryll (Be3Al2Si6018), Quarz (Si02)
Organische Minerale
Hierzu zählen Salze der Mellithsäure und der Oxalsäure.
- Beispiele: Honigstein, Kleesalz
Weitere Hinweise
Siehe auch: Liste von Mineralen, Liste von Gesteinen
Literatur
- Deer, W.A., Howie, R.A. , und Zussman, J.: Orthosilicates, Band 1 aus: Rock-forming minerals. Longman, London, 2. Ausgabe, 1982.
- Matthes, S.: Mineralogie, Springer-Verlag, Berlin.