D.4. MERKMALE UND EIGENSCHAFTEN DER
MINERALIEN
Bereits auf der Fundstelle wird in der Regel eine erste
Sichtung der Funde vorgenommen.
Ziel ist die gefundenen Mineralien zu bestimmen. Auch dieser
Schritt beginnt wieder mit der genauen
Beobachtung. Da die Kristalle meistens sehr klein sind – sog. Micromounts -, sind
Hilfsmittel zum Bestimmen notwendig. Vor Ort kann bereits eine Einschlaglupe (10 –
max. 15fache Vergrößerung) benutzt werden, zu Hause erfolgt dann eine genauere
Betrachtung mit Hilfe eines Binokulars/Stereomikroskops, das mindestens eine 20 – 30fache
Vergrößerung ermöglichen sollte. Das Stereomikroskop muss häufig durch eine
Beleuchtungseinrichtung ergänzt werden. Dazu kommt eine Kaltlichtleuchte mit möglichst
zwei Schwanenhälsen, die eine variable Ausleuchtung der zu bestimmenden Minerale
ermöglichen.
Eine billigere, qualitativ allerdings nicht gleichwertige
Alternative zur Kaltlichtleuchte können ein bis zwei LED-Lampen sein, bei denen die
Lampen ebenfalls auf einem längeren flexiblen Hals sitzen und die mit einer Klemme am
Stereomikroskop befestigt werden können. Diese Lampen werden für ca. 50 € in jedem
Baumarkt angeboten.
Ausgangspunkt der Bestimmung sind zunächst die unmittelbar
beobachtbaren Merkmale und Eigenschaften eines Kristalls:
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Farbe
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Form
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Gewicht
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Glanz
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Transparenz
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Spaltbarkeit/Bruch
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Darüber hinaus können weitere Eigenschaften/Merkmale
berücksichtigt werden, auf die auch die Bestimmungsbücher (s.u.) hinweisen:
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Härte
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Tenazität
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Strichfarbe
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Dichte
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Fluoreszenz
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Radioaktivität
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chemische Überprüfung, z.B. von Karbonaten mit Hilfe von
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Es ist sinnvoll und im Gespräch mit anderen Sammlern
hilfreich, wenn man sich bei seinen Bestimmungsversuchen die Begriffe aneignet, mit denen
in der Literatur die Minerale beschrieben werden[1].
Das braucht allerdings seine Zeit, wie überhaupt das Bestimmen der Mineralien Erfahrung
voraussetzt, die nur in einer ständigen und immer wieder zu überprüfenden Praxis
erworben werden kann. Von großem Nutzen kann dabei die Mitgliedschaft in einer
Sammlervereinigung sein, in der vor allem ein Anfänger von den Erfahrungen älterer
Sammler profitieren kann. Vor allem wird der Anfänger merken, dass auch bei erfahrenen
Sammlern das Bestimmen ein interessantes, aber manchmal schwieriges Geschäft ist.
Das hat seine Gründe darin, dass Merkmale nicht immer
eindeutig auszumachen sind und zum anderen einige Merkmale selbst kein eindeutiges
Kriterium für ein Mineral sind. Hinzu kommt, dass für die Bestimmung vieler Minerale
aufwändige technische Verfahren notwendig sind, über die ein Sammler im Normalfall nicht
verfügt. Er muss sich in der Regel auf das „Bestimmen nach äußeren
Kennzeichen“[2]
beschränken.
Die Merkmale der Minerale sind in Bestimmungsbüchern
zusammengestellt. Die Abbildungen in ihnen zeigen allerdings häufig die Kristalle in
Idealgestalt, die mit den Eigenfunden manchmal nur schwer zur Deckung zu bringen sind.
Gleichwohl sind sie für den Sammler ein wichtiges Hilfsmittel.
Bestimmungsbücher:
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Bauer,J./Tvrz,F.
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Chaumeton,H./Asselborn,E./Chiappero,P.-J./Galvier,J.
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Duda,R./Rejl,L.
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Duda/Rejl/Slivka Mineralien. Handbuch für den Sammler. Augsburg 1997
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Hochleitner,R.
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Hochleitner,R.
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Medenbach, O. u. U.
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–
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Mineralien und Edelsteine. Ein umfassender Ratgeber zum Entdecken, Bestimmen und Sammeln
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Schumann,W.
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Zeitschrift „Lapis“, die seit 1977 in jedem Heft den Steckbrief eines Minerals
mit allen relevanten mineralogischen Daten veröffentlicht. Wer Zugang zu diesen
Jahrgängen hat, findet hier eine weitere Hilfe bei der Bestimmung seiner Funde.
Eine gute Möglichkeit, den eigenen Blick im Hinblick auf die
angeführten Merkmale zu schulen, bieten Übungssammlungen, die von der Fa. Krantz/Bonn[3]
angeboten werden. Für einen Verein lohnt sich u.U. die Anschaffung. Übungssammlungen
liegen vor für: Spaltbarkeit, Bruch, Tenazität, Glanz, Optische Eigenschaften,
Fluoreszenz, Elektrische und magnetische Eigenschaften, Spezifisches Gewicht, Strichfarbe.
Beigegeben ist den einzelnen. Sammlungen eine Broschüre
„Die physikalischen Eigenschaften der Mineralien“.
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Farbe/Strichfarbe
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Die Farbe ist zunächst einmal ein leicht erkennbares
Merkmal. Sie hilft zur Identifizierung eines Minerals allerdings nur in den Fällen, in
denen es sich um die Eigenfarbe des Minerals handelt. Das heißt, dass die Farbe von einem
chemischen Hauptbestandteil herrührt, der in dem Mineral vertreten ist. So geht die
grüne Farbe des Malachits auf den Kupferanteil zurück.
Die meisten Mineralien kommen jedoch in verschiedenen Farben vor. Ursachen
dafür sind die Beimischung von Fremdmaterial oder Fehler im Kristallgitter, die die
Eigenfarbe eines Kristalls verändern.
Ein Beispiel dafür sind Rauchquarz, Amethyst und Fluorit.
Beim Sphalerit (Zinkblende) sind Beimengungen die Ursache für die verschiedenen Farben.
Hohe Eisengehalte (bis 20 %) führen zu braunen und schwarzen Farben. In grünen
Sphaleriten ist Kobalt und Eisen enthalten, in roten Zinn, Indium, Silber, Molybdän und
in gelben Germanium, Calcium, Kupfer, Quecksilber, Cadmium. Bei hohem Eisengehalt variiert
die Strichfarbe von gelb bis schwarz. Der Strich des reinen Sphalerits ist weiß[4].
Sphalerit:
Dörnberg/Ramsbeck
„Honigblende“ Peterszeche Burbach
Stbr. Steinperf (Slg.
H.Büttner)
Stbr. Hartenrod (Slg. H.Büttner)
Manchmal täuschen optische Effekte, die ihre Ursache z.B. in
Reflexion oder Brechung des Lichts haben können, über die wahre Farbe eines Minerals
hinweg. Die Folge sind Regenbogenfarben, die bei Glasglanz auf Spaltflächen oder Rissen
auftreten Einen ähnlichen Effekt können
dünne Oxidbeläge bei Mineralien mit Metallglanz hervorrufen (z.B. bei Kupferkies,
Bornit).
Die Farbe bestimmter Mineralien wird durch Lichteinfall
verändert. So werden z.B. Silbermineralien schwarz, so dass sie in der Sammlung vor Licht
geschützt werden müssen.
An der Strichfarbe lassen sich eigenfarbige von fremdfarbigen
Mineralien unterscheiden. Farbe und Strichfarbe stimmen bei eigenfarbigen Mineralien
weitgehend überein. Eine Ausnahme macht der gelbe Pyrit, dessen Strichfarbe
grünlichschwarz ist.
Die Strichfarbe wird ermittelt, indem die frische Kante eines
Minerals auf einer Porzellanplatte – als Strichtafel im
Fachhandel preiswert zu erhalten – gerieben wird. Das ist jedoch nur für größere
Handstücke möglich. Bei Kleinstufen muss mit der Pinzette Material von einer Probe auf
die Strichtafel gebracht und dann verrieben werden.
Strichtafel aus Porzellan 5 x 5 cm
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Härte
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Die Härte eines Minerals wird als Ritzhärte nach der
Mohsschen Härteskala bestimmt. Es handelt sich um eine relative Härtebestimmung, durch
die im Prinzip ermittelt wird, welches Mineral ein anderes weicheres ritzt. Das Ritzen
kann jedoch viel einfacher vorgenommen werden mit Hilfe einer genormten Härteskala, die
im Fachhandel zu erwerben ist.
Ritzhärte nach Mohs |
Mineral |
Hilfsmittel |
Bemerkungen |
1 |
Talk |
mit Fingernagel schabbar |
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2 |
Gips, Steinsalz |
mit Fingernagel ritzbar |
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3 |
Calcit |
mit Kupfermünze ritzbar |
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4 |
Fluorit |
mit Taschenmesser ritzbar |
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5 |
Apatit |
mit Taschenmesser noch ritzbar |
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6 |
Feldspat |
mit Stahlfeile ritzbar |
ritzt Glas |
7 |
Quarz |
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ritzt Glas |
8 |
Topas |
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ritzt Glas |
9 |
Korund |
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ritzt Glas |
10 |
Diamant |
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ritzt Glas |
Die Härtebestimmung kann bereits im Gelände vorgenommen
werden, allerdings in vielen Fällen nur annäherungsweise. Fingernagel, Kupfermünze
und/oder ein Taschenmesser stehen auch an der Fundstelle zur Verfügung. Voraussetzung
ist, dass das gefundene Mineral ausreichend große und glatte Flächen aufweist. Damit
scheiden nadelige, faserige und blättrige Ausbildungen sowie Micromounts i.A. für die
Härteprobe aus. Eine körnige Oberfläche des
geritzten Minerals täuscht möglicherweise eine geringere Härte vor.
Wichtig ist auch, dass man ein Mineral nicht an einer Stelle
ritzt, die den ästhetischen Gesamteindruck einer Stufe beeinträchtigt.
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Der Begriff meint, wie zäh bzw. biegsam ein Mineral ist[5].
Diese Eigenschaft hängt von der Kohäsion der Bauelemente im Kristallgitter ab.
Temperaturänderungen und/oder Beimischungen anderer Substanzen beeinflussen die
Tenazität.
Festgestellt werden kann die Tenazität, indem ein Mineral
mit einer Stahlnadel geritzt und dann die Ritzspur auf dem Mineral genauer unter dem
Mikroskop untersucht wird.
Die Tenazität von Mineralien kann mit folgenden
Eigenschaftswörtern klassifiziert werden:
Spröde:
Der beim Ritzen entstehende Staub fliegt weg. Das Mineral
splittert :
z.B. Feldspäte, Pyrit, Quarz, Calcit, Cerussit, Anglesit,
Mild:
Der Ritzstaub bleibt an den Rändern der Ritzspur liegen:
z.B. Kupfer,
Talk, Graphit, Antimonit, Aurichalcit, Serpentin,
Krokoit,
Schneidbar:
Es entsteht zwar eine Ritzspur, aber kein Staub: z.B. ged. Wismut,
Argentit, Gold,
Geschmeidig:
Das Mineral kann zu dünnen Blättchen gehämmert werden: Gold,
Chlorargyrit, Silber
Elastisch biegsam:
Das Mineral kann gebogen werden, die Biegung geht von
selbst zurück:
z.B. Muskovit, Phlogopit, Biotit
Unelastisch biegsam: Die Biegung ist nicht von
selbst reversibel: z.B. Gips, Antimonit
Die große Mehrzahl der Mineralien ist spröde.
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Form
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Kristalle zeichnen sich durch eine Vielzahl der Formen aus
(vgl. die Bilder im Abschnitt „Gestein – Mineral – Kristall).
Das Erkennen von Formelementen ist ein wichtiges Kriterium
für die Bestimmung von Mineralien. Was gerade
für den Anfänger die Bestimmung nach der äußeren Form so schwierig macht, ist die
Tatsache, dass Kristalle nur selten ihre Idealform ausgebildet haben. Die Formen sind oft
verzerrt, wenn die Materialzufuhr bei der
Bildung von Kristallen einseitig erfolgt ist oder der Raum für ein gleichmäßiges
Wachstum gefehlt hat. Die Folge ist, dass z.B. sich entsprechende Flächen ungleich
entwickelt sind. Die Grundformen der Kristalle (Würfel, Prisma usw.) sind jedoch häufig
noch zu erkennen. Allerdings bleiben auch bei Verzerrungen die Winkel zwischen den
einzelnen Flächen immer gleich: Gesetz der Winkelkonstanz.
Wichtige Begriffe[6]
zur Kennzeichnung der Formelemente:
Tracht
Gesamtheit aller in einem Kristall vorhandenen Formen, die als geschlossene Form
(z.B. Tetraeder) oder als Kombination von zwei oder mehr Formen (hexagonales
Prisma und 2 Rhomboeder) auftreten können.
Habitus
Größenverhältnisse der einzelnen Flächen eines Kristalls zueinander; bei entsprechender
Form z.B. tafeliger, würfelförmiger, prismatischer oder nadelförmiger Habitus.
Aggregat
Unregelmäßige Verwachsung von mehreren Kristallen der gleichen Art.
Die verschiedenen Formen gehen zurück auf eine einheitliche
Kristallstruktur, d.h. durch eine sich wiederholende dreidimensionale Anordnung von Atomen
und Molekülgruppen, (Kristallgitter), die für jedes Mineral typisch ist, vorausgesetzt,
dass der Kristall frei in einem Hohlraum wachsen konnte. Es gilt demnach das
Korrespondenzprinzip, dass die morphologische Ausbildung eines Kristalls seinem inneren
Bauplan, der Kristallstruktur, entspricht. Doch verwachsen Kristalle zu sehr
unterschiedlichen Aggregaten, wie am Beispiel des Malachits gezeigt werden kann:
Stbr. Herbornseelbach
Grube Neue Lust Nanzenbach
Grube Viktoria Littfeld
Brixlegg/Tirol
Die Formen der Aggregate sind bei vielen Mineralen wie hier
beim Malachit sehr unterschiedlich. Gleichwohl sind sie oft typisch, so dass die Kenntnis
der Aggregatformen eines Minerals ein wichtiges Bestimmungskriterium ist. Auch die
Bestimmungsbücher weisen auf die Ausbildung des Aggregats hin. So kann man zum Malachit
lesen: nadelige Büschel, strahlig, faserige Aggregate, nierige Krusten, derb, erdig[7]
An den Flächen und Kanten eines Kristalls fällt im
Allgemeinen eine gewisse Regelmäßigkeit auf. Bei genauerem Hinsehen ist zu erkennen,
dass es einander entsprechende Formelemente gibt: Jede Fläche hat eine parallele
Gegenfläche, jede Kante eine parallele Gegenkante, jede Ecke eine Gegenecke. Ihre Lage
zueinander wird durch ein Koordinatensystem mit drei Achsen, den Achsenwinkeln und dem
Achsenverhältnis (a:b:c) erfasst.
c-Achse wird vertikal gestellt
Beispiel
zu den Achsen im Kristall (in: MDAT-COLL Super)
a-Achse verläuft von hinten nach vorne
b-Achse verläuft von links nach rechts
Um einen Bezug zu der Form der Kristalle herstellen zu
können, müssen Symmetrieelemente (Spiegelebenen. Drehungsachsen, Inversionszentrum) in
die Betrachtung einbezogen werden. Die Spiegelebenen teilen einen Kristall in zwei gleiche
Hälften. Ein Inversionszentrum ist ein Punkt im Zentrum des Kristalls. Geht man von ihm
in gerader Richtung zu einem Punkt an der Oberfläche des Kristalls, findet sich in der
Gegenrichtung ein entsprechender Punkt.
In einem Kristall treten verschiedene Symmetrieelemente
kombiniert auf. Insgesamt gibt es 32 verschiedene Kombinationsmöglichkeiten. Diese werden
als die 32 Symmetrieklassen oder Kristallklassen bezeichnet. In jeder Kristallklasse sind
bestimmte Kristallformen möglich. Diese Formen kann man durch Symmetrieoperationen mit
der in jeder Klasse gegebenen Symmetriekombination erkennen.
Symmetrie- oder Drehungsachsen werden deutlich, wenn man den
Kristall in einer geeigneten Blickrichtung aufgestellt und um 360° dreht. Bei einer
solchen Drehung bietet der Kristall je nach Kristallsystem unterschiedlich oft den
gleichen Anblick. Man spricht z.B. von sechszähliger Achse oder Hexagyre oder hexagonaler
Symmetrieachse, wenn dies bei voller Drehung sechs Mal der Fall ist:
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vierzählige Achse (Tetragyre)
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dreizählige Achse (Trigyre)
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Beispiele für verschiedenen Drehachsen: 1. Zweizählige Drehachse (2 Drehungen um
180°) 2. Dreizählige Drehachse (3 Drehungen um 120°) 3. Vierzählige Drehachse (4
Drehungen um 90°) 4. Sechszählige Drehachse ( 6 Drehungen um 60°).
Die „Baupläne“ der Kristalle können sieben
Kristallsystemen zugeordnet werden. Am realen Kristall treten zumeist mehrere
Kristallformen auf, die in Resten auf dem Kristall zu sehen sind.. Nachfolgend je ein
Beispiel zu jedem Kristallsystem als Idealkristall kombiniert aus drei Kristallformen. Die
Achsenkreuze sind eingezeichnet[8]:
Kristallzeichnungen: Dipl. Ing. Klaus Schilling, Speyer
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1. Kubisches System: alpha=beta=gamma=90°; ao=bo=co
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weitere Beispiele: Cuprit, Fluorit, Granat, Magnetit, Pyrit u.a.
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2. Tetragonales System: alpha=beta=gamma=90°; ao=bo¹co
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weitere Beispiele: Wulfenit, Pyrolusit, Hausmannit u.a.
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3. Hexagonales System: alpha=beta=90°; gamma=120°; ao=bo¹co
|
weitere Beispiele: Pyromorphit, Mimetesit, Kakoxen u.a.
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4. Trigonales System: alpha=beta=90°; gamma=120°; ao=bo¹co
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weitere Beispiele: Quarz, Dolomit, Hämatit, Siderit u.a.
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5. Orthorhombisches System: alpha=beta=gamma=90°; ao¹bo¹co
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weitere Beispiele: Aragonit, Cerussit, Antimonit, Strengit, Wavellit u.a.
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6. Monoklines System: alpha=gamma=90°, beta³90°; ao¹bo¹co
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weitere Beispiele: Malachit, Azurit, Stilbit, Phillipsit, Beraunit u.a.
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7. Triklines System: alpha¹beta¹beta¹90°; ao¹bo¹co
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weitere Beispiele: Axinit, Chalkanthit, Periklin, u.a..
Aus dem unregelmäßigen Zusammenwachsen von Kristallen
können sich sehr interessante Formen ergeben. Daneben verwachsen Einzelkristalle der
gleichen Kristallart nach festen Gesetzmäßigkeiten: Bildung so genannter Zwillinge.
Durch die Zwillingsbildung kommt ein weiteres Symmetrieelement dazu, z.B. entsteht eine
neue Spiegelebene mit vielfach einspringenden Winkeln. Einzelkristalle können ineinander
verwachsen * Durchdringungszwillinge, oder sie
bilden eine gemeinsame Oberfläche aus * Kontaktzwillinge.
Drei Generationen Mimetesit; GrubeWildermann
Calcit-Zwilling,
Dörnberg/Ramsbeck;
Müsen. (Slg.u.Foto:F.Pfeiffer)
(Slg.u.Foto:F.Pfeiffer)
Das Erkennen der Symmetrieelemente ist oft sehr schwierig. In
einem Kristall sind in der Regel unterschiedliche Symmetrieelemente enthalten. Zudem
liegen Kristalle oft nicht in der Idealform vor, sie sind verzerrt oder verwachsen.
Trotzdem ist die Beachtung der Kristallformen
unverzichtbar für die Bestimmung der Minerale. Jeder Sammler sollte sich die
charakteristischen Formen einer Mineralart einprägen. Das schließt die Kenntnis der
Kristallsysteme ein. Sie ist für die Bestimmung wichtiger als das Erkennen der
Symmetrien. Bei einer konkreten Stufe muss versucht werden, aus den Verzerrungen die
Idealform zu rekonstruieren.
Dazu ist ein Kristallzeichenprogramm eine ausgezeichnete
Hilfe. Es bietet die Möglichkeit, ein Kristallmodell auf dem Bildschirm zu drehen, die
Achsenkreuze in die Modelle einzublenden und vor allem die abgebildete Idealform des
Kristalls in alle Richtungen zu verzerren, bis sie der eigenen Stufe entspricht.
Kristall
2000: Ein Programm zum Kombinieren von Kristallformen zu Einzelkristallen und
Zwillingen in unterschiedlicher Tracht, verschiedenem Habitus und Verzerrungen sowie
Abwicklungen zum Ausdrucken (und Basteln).
Zu beziehen von:
Klaus Schilling
Kiefernweg 8
67346 Speyer
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Nimmt man zwei annähernd gleich große Handstufen von
verschiedenen Mineralen in die Hände, können schon deutliche Gewichtsunterschiede
auffallen, die einem Sammler erste Hinweise auf die Minerale geben können.
Die Gewichtsunterschiede von Mineralen resultieren aus der
unterschiedlichen Dichte, in der die Atome des Minerals in der Kristallstruktur angeordnet
sind. Wenn in einem Bestimmungsbuch als Dichte 3 angegeben ist, heißt das, dass ein 1 ccm
dieses Minerals 3 g schwer ist. Das ist das Dreifache der gleichen Menge an Wasser, von
dem 1 ccm 1 g wiegt.
Die Dichte der Mineralien wird differenziert als[9]:
leicht
(Dichte 1-2): z.B. Tirolit 1,5-2; Borax 1,71; Chrysokoll 1,9-2,3
mittelschwer (Dichte 2-4): z.B. Halit (Steinsalz)
2,1-2,2; Orthoklas 2,56-2,59[10];
Quarz 2,65; Beryll 2,67-2,9;
Calcit 2,71;Turmalin 3,0-3,3; Fluorit 3,2; Diamant 3,5-3,53; Andradit 3,8-3,9
schwer
(Dichte 4-6): z.B. Korund 4,0-4,1; Baryt 4,3-4,7; Pyrit 5-5,2; Hämatit 5,3;
sehr schwer (Dichte >6): z.B. Cerussit 6,55;
Pyromorphit/Mimetesit 7,04-7,2; ged. Kupfer 8,95; ged. Silber
10-11, ged. Gold 15-19
Die Dichte oder das spezifische Gewicht wird errechnet aus
dem Quotient von Masse und Volumen. Ein Weg,
die Dichte zu ermitteln, besteht darin, dass eine Stufe zunächst gewogen wird. Man legt
sie in einen Messzylinder mit Wasser und misst, um wieviel ccm der Wasserspiegel im
Behälter steigt. Damit hat man das Volumen der Stufe ermittelt. Dann wird das Gewicht der
Stufe durch das ermittelte Volumen geteilt und man erhält die Dichte des Minerals.
Schließlich vergleicht man den ermittelten Wert mit den Angaben zur Dichte des/der
vermuteten Minerals/Minerale in einem Bestimmungsbuch.
Eine Aussagekraft hat das Ergebnis für das zu bestimmende
Mineral aber nur dann, wenn die Stufe einheitlich ist, d.h. nicht auch andere Minerale
enthält oder nicht in eine fremde Gesteinsmatrix eingewachsen ist. Diese Bedingung ist
jedoch in aller Regel bei Micromounts nicht erfüllt.
Die Methode ist umso genauer, je größer die Mineralstufe
ist. Daneben gibt es weitere Methoden auch für kleine Mineralbruchstücke, für die
jedoch ein größerer technischer Aufwand getrieben werden muss[11].
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Spaltbarkeit/Bruch
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Zerschlägt man mit dem Hammer ein Mineral, kann es in kleine
Körper (Würfel, Oktaeder, Rhomboeder) zerplatzen, die glatte Flächen aufweisen =
Spaltbarkeit. Die einzelnen Minerale spalten in einer oder mehreren Richtungen entlang von
Flächen. In einzelnen Fällen können die Winkel, unter denen die Spaltflächen
aufeinander stoßen, zur Unterscheidung von ähnlichen Mineralen herangezogen werden: so
bei Pyroxen (90°) und Amphibol (120°)
Die Spaltbarkeit geht auf das Kristallgitter zurück.
Parallele Netzebenen im Gitterbau des Kristalls werden eher durch Einwirkungen von außen
(Schlag, Druck) getrennt, wenn die Kohäsion zwischen ihnen schwach ist. Die Anzahl
der Spaltrichtungen hängt zudem mit der Kristallsymmetrie zusammen
Die Eigenschaft, bei der Spaltung Flächen zu bilden, ist bei
den einzelnen Mineralen sehr unterschiedlich ausgebildet. Auch auf einem Mineral kann die
Spaltbarkeit an den verschiedenen Flächen qualitativ unterschiedlich sein (z.B. bei
Chalkosiderit, Rockbridgeit).
Der Grad der Spaltbarkeit wird mit einer Terminologie
umschrieben, die in den Bestimmungsbüchern nicht einheitlich ist und für subjektive
Einschätzungen Raum lässt. In der Übersicht werden einige Begriffe genannt, die eine
absteigende Reihenfolge ausdrücken. Einzelne (beliebige) Mineralbeispiele sind den
Begriffen zugeordnet:
ausgezeichnet/sehr vollkommen:
Muskovit, Galenit, Calcit, Sphalerit, Fluorit,
vollkommen:
Aktinolith, Brochantit, Cancrinit,
unvollkommen:
Zirkon, Lasurit,
gut:
Beraunit, Perowskit, Malachit,
deutlich:
Boulangerit, Rutil, Hedenbergit
undeutlich:
Akanthit, Chabasit, Aragonit, Olivenit, Pseudomalachit, Langit
Bei manchen Mineralen fehlt die Spaltbarkeit ganz (z.B. beim
Quarz). Treten beim Zertrümmern eines Minerals keine Flächen auf, spricht man von Bruch.
Auch die Bruchflächen weisen eine unterschiedliche Beschaffenheit auf:
muschelig:
Quarz, Andradit, Cerussit, Cuprit, Tetraedrit,
Chalkopyrit,
uneben:
Jarosit,
Prehnit, Bayldonit, Sillimanit,
splittrig:
Zinnober
hakig:
Gold, Kupfer, Akanthit
faserig:
Rosasit, Serpentin, Laubmannit, Kakoxen
spätig:
Siderit, Hedenbergit,
blättrig:
Phlogopit,
Aurichalcit
Welche Begriffe in einem konkreten Fall zutreffen, ist eine
Sache der eigenen Einschätzung, von Übung und der daraus resultierenden Erfahrung. Die
Letztere kann nur in der Weise erworben werden, dass ein Sammler systematisch seine eigene
Einschätzung mit den Angaben in Bestimmungsbüchern und mit anderen Stufen vergleicht.
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Glanz
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Die Oberfläche eines Minerals glänzt, wenn einfallendes
Licht reflektiert wird. Die Qualität des Glanzes hängt dabei von verschiedenen Faktoren
ab. Wichtig ist ob die Fläche rau oder glatt ist. Eine glatte Fläche glänzt stärker.
Außerdem spielt die Lichtbrechung eine Rolle. Das Licht, das in schrägem Winkel auf ein
Mineral trifft, wird teilweise reflektiert, teilweise dringt es in den Körper ein. Dabei
wird der Lichtstrahl abgelenkt = gebrochen. Je höher die Brechung ist, desto intensiver
ist der Glanz. Schließlich wird auch noch Licht von dem Mineral geschluckt = absorbiert.
Eine hohe Lichtabsorption vermindert den Glanz. Da die verschiedenen Flächen eines
Minerals unterschiedliche Eigenschaften haben können, finden sich auch unterschiedliche
Arten von Glanz auf einem Mineral.
Für den Sammler kommt es darauf an, verschiedene Arten von
Glanz zu unterscheiden und damit den Glanz als ein Bestimmungsmerkmal einzusetzen. Die
Kriterien, nach denen Glanz unterschieden wird, sind in Annäherung an Gegenstände des
täglichen Lebens gewonnen:
Metallglanz:
Galenit, Chalkopyrit,
Gold, Molybdänit, Akanthit, Pyrit, u.a.
Vom Metallglanz können die nichtmetallischen Arten des Glanzes unterschieden
werden:
Diamantglanz:
Pyrargyrit, Cerussit, Zirkon,
Cassiterit, u.a.
Glasglanz:
Quarz, Fluorit, Linarit, Caledonit, Epidot, Chalkosiderit, Hornblende, Strengit,
Wavellit, Phillipsit, u.a.
Fettglanz:
Cordierit, Libethenit, Greenockit, Nosean, Perowskit, Talk, Wulfenit, Mimetesit,
Pyromorphit, u.a.
Perlmuttglanz:
Bioit, Muskovit. Stilbit, Vivianit,
Aurichalcit, u.a.
Seidenglanz:
Dufrenit,
Kakoxen, Asbest, Natrolith, u.a.
Die Begriffe drücken neben der Qualität des Glanzes auch
unterschiedliche Intensitätsstufen aus. Die Minerale, die nur einen ganz schwachen Glanz
aufweisen, werden als matt bezeichnet.
matt: Pyrolusit, Wad, Annabergit, Montmorillonit, u.a.
Zu einer relativ sicheren und vergleichbaren Einschätzung
des Glanzes ist ein ständiges Üben und Vergleichen mit bereits bestimmten Stufen
notwendig. Die Beobachtung sollte möglichst an frisch aufgeschlagenen Stücken
stattfinden.
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Transparenz
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Eine weitere optische Eigenschaft der Minerale ist ihre
Lichtdurchlässigkeit. Nach dem Grad der Transparenz werden unterschieden (Die Übergänge
zwischen den Transparenzgraden sind fließend):
Durchsichtig:
Vergleichbar mit Glas; man kann z.B. die Matrix eines eingewachsenen Kristalls
klar erkennen. Beispiele: Calcit, Quarz (Bergkristall),
Tridymit, Ettringit
Durchsichtig bis durchscheinend:
z.B. Fluorit, Mimetesit, Rhodochrosit, Rutil, Anglesit,
Gips
Durchscheinend:
Die trüben Kristalle lassen Licht durch. Beispiele: Schwefel, Atacamit, Zinnober,
Cristobalit, Cerussit, Aurichalcit, Linarit, Beraunit
Durchsichtig bis undurchsichtig:
z.B. Aragonit, Kassiterit
Durchscheinend bis undurchsichtig: z.B.
Proustit, Pyrargyrit, Realgar, Pyrochlor, Annabergit
Undurchsichtig/opak.:
Das Mineral lässt kein Licht durch, bestenfalls noch, wenn
es pulverisiert ist.
Beispiele: Kupferkies, Galenit, Tetraedrit, Bournonit
Die Transparenz kann bei ein und demselben Mineral
unterschiedlich ausgebildet sein.
Die folgenden Eigenschaften der Minerale können nicht
unmittelbar beobachtet werden, sondern man braucht Geräte, um sie festzustellen.
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Fluoreszenz
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Bestrahlt man manche Minerale mit ultraviolettem Licht, löst
der Lichteinfall hier eine neue, farbige Lichtemission aus. Sie entsteht dadurch, dass
dieses Licht nicht in Wärme, sondern in Licht umgewandelt wird, das im sichtbaren Bereich
des Lichtspektrums liegt. Diese Leuchterscheinung nennt man Fluoreszenz nach dem Fluorit,
bei dem die Erscheinung auftritt.
Von häufig vorkommenden Mineralien sind das neben Fluorit
viele Calcite, Apatit, Aragonit, Strontianit, Cerussit, Baryt und viele Uranmineralien[12].
Die Fluoreszenz kann ebenfalls zur Bestimmung von Mineralien
herangezogen werden. Man benötigt dazu eine UV-Lampe, mit der die Stufen angeleuchtet
werden. Das geschieht in einem dunklen Raum. Die Augen müssen dabei durch eine spezielle
Schutzbrille vor dem ultravioletten Licht geschützt werden.
Schutzbrille und UV-Lampe können im Fachhandel erworben
werden. Für eine gute Lampe müssen zwischen 200 und 300 € veranschlagt werden, der
Preis für eine Schutzbrille liegt um 10 €.
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Radioaktivität
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Die radioaktive Strahlung ist an radioaktive Elemente wie
Uran und Thorium gebunden, die auch in Mineralverbindungen[13]
auftreten.
Uran:
z.B. Pechblende, Torbernit,
Autunit
Thorium: z.B. Thorit, Thorianit,
Brannerit
Uran und Thorium können auch als Nebenbestandteile z.B. im
Zirkon oder Monazit auftreten. Die radioaktive Strahlung führt bei einigen Mineralen zu
Verfärbungen, z.B. zur blauvioletten Farbe des Fluorits. Eine stärkere Strahlung kann
das Kristallgitter eines Minerals zerstören.
Durch radioaktive Strahlung gelb gefärbter Baryt,
Zeunerit
Kristall mit Baryt, Grube Clara
Grube Clara; auf der Stufe befinden sich noch
(Slg.u.Foto:K.-E.Heiland)
Uranosphärit und Zeunerit. (Slg.u.Foto:D.Schütz)
Uranospärit, Grube Clara. (Slg.u.Foto:K.-E.Heiland)
Uranophan Kristalle, Grube
Clara. (Slg.u.Foto:K.-E.Heiland)
Uranophan Kristalle, Grube Clara.
Metazeunerit.
Grube Wildermann. (Slg.u.Foto:D.Schütz)
(Slg.u.Foto:K.-E.Heiland)
Radioaktivität[14]
bedeutet den Zerfall radioaktiver Atome, die neue, immer leichter werdende Atome bilden,
bis ein stabiles Atom entstanden ist. Eine solche Zerfallsreihe reicht z.B. vom Uran bis
zum Blei, das nicht mehr radioaktiv strahlt. Das Verhältnis Uran/Blei in einem Mineral
kann zu seiner Altersbestimmung genutzt werden, da die Halbwertzeit des Urans bekannt ist.
Voraussetzung ist, dass das Blei aus der Uran-Zerfallsreihe stammt.
Gemessen wird die Radioaktivität mit Hilfe eines
Geigerzählers. Auch dieses Gerät wird im Fachhandel angeboten, der Preis liegt bei 300
€ (und mehr).
Selbst wenn Sammler i.A. nicht die Mengen an radioaktivem
Sammelgut zusammenbringen, bei denen eine beträchtliche Gesundheitsgefährdung beginnt
und/oder die nach der Strahlenverordnung meldepflichtig sind, sollten doch unbedingt
bestimmte Vorsichtsmaßnahmen eingehalten werden. Zu beachten sind die 5 A’s:
„Abstand vergrößern,
Abschirmung verstärken,
Aufenthaltsdauer verkürzen,
Aktivität verkleinern,
Aufnahme (Inkorporation) vermeiden.“[15]
R.Hochleitner hat diese Regeln in konkrete Verhaltensregeln
übersetzt[16]:
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„Lagern Sie radioaktive
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„Sammeln Sie nur kleine Proben,
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„Wenn Sie radioaktive Substanzen
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„Essen und rauchen Sie nicht
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„Bewahren Sie radioaktive
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Vergleiche dazu auch:
Hajek,W.
Nützliche Tipps zum Umgang mit radioaktiven Mineralien
Lapis 34, 2009 H.3, S. 44
[1]
Die Terminologie zur Kennzeichnung der Merkmale und Eigenschaften der Minerale wird in
jedem Bestimmungsbuch
benutzt. Eine systematische Zusammenstellung der Begriffe findet sich
in Hochleitner,R./ Philipsborn,H.v./Weiner,K.L.,
Minerale. Bestimmen nach äußeren Kennzeichen. Stuttgart 1996 S.
387-390
So der Untertitel des in Anm.1 angeführten Buches.
[3]
Die Adresse ist in Abschnitt B.9. angegeben.
[4]
Nach Steffen,G., Farbe und Luminiszenz von Mineralien. Eine Einführung in die
kristallchemischen und kristallphysikalischen
Ursachen. Stuttgart 2000, S. 85
[5]
Das Folgende nach: Strübel,G., Mineralogie. Grundlagen und Methoden. Stuttgart 1995,
S.149/150 und Hochleitner,R.,
Fotoatlas der Mineralien und Gesteine. München 1981, S.10
Nach Haubold,H./Daber,R., Fossilien, Minerale und Geologische Begriffe. Frankfurt 1989 und
Hochleitner,R., Fotoatlas der
Minerale und Gesteine. München 1981 S. 16
[7]
Hochleitner,R., a.a.O. S. 144
[8]
Die Abbildungen stammen aus dem Kristallzeichenprogramm „Kristall 2000“ von
Klaus Schilling
[9]
Nach Del Caldo, A. u.a., Minerale bestimmen. Stuttgart 1974, S.47
[10]
Die beiden Ziffern besagen, dass die Dichte zwischen einem Höchst- und einem
Niedrigstwert schwankt.
[11]
Vgl. Lieber,W. a.a.O. S.111-112; Duda/Rejl/Slivka, Mineralien. Handbuch und Führer für
den Sammler. Augsburg
1997, S.20-21
[12]
Duda/Rejl/Slivka a.a.O., S. 491-494 haben die
fluoreszierenden Mineralien zusammengestellt.
[13]
Eine Liste radioaktiver Minerale ebenda S. 494
[14]
Über Radioaktivität informiert umfassend: Philipsborn,H.v./Geipel,R., Radioaktivität
und Strahlungsmessung. Hrsg. v.
Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und
Verbraucherschutz. München 2006. Das Buch kann
kostenlos vom Herausgeber bezogen werden: Rosenkavalierplatz 2,
81925 München. Internet: www.stmugv.bayern.de
Ebenda S. 226
[16]
R.Hochleitner, a.a.O. S.13