Mineralien, durch natürliche Vorgänge entstandene Festkörper, die physikalisch und chemisch homogen (einheitlich) sind. In der
Mineralogie und der Geologie versteht man unter Mineralien die chemischen Elemente und Verbindungen, die durch anorganische Vorgänge gebildet wurden.
Streng genommen sind also Erdöl und Kohle, die durch Zersetzung organischer Stoffe entstanden, keine Mineralien. Man kennt über 3 000
Mineralien; die meisten von ihnen sind gekennzeichnet durch charakteristische chemische Zusammensetzung, Kristallstruktur und physikalische
Eigenschaften. Weniger als 40 Mineralien bilden 90 Prozent der Erdkruste – diese bezeichnet man als gesteinsbildende Mineralien. In der Mineralogie
werden die Mineralien nach ihrer chemischen Zusammensetzung in neun Klassen eingeteilt.
Diese sind der Reihe nach die Elemente (Klasse 1),
Sulfide (Klasse 2), Halogenide (Klasse 3), Oxide und Hydroxide (Klasse 4), die Carbonate, Nitrate und Borate (Klasse 5), die Sulfate, Chromate,
Molybdate und Wolframate (Klasse 6), die Phosphate, Arsenate und Vanadate (Klasse 7), die Silicate (Klasse 8) und zuletzt die organischen Mineralien
(Klasse 9). Wichtige Eigenschaften von Mineralien sind vor allem Kristall-Klasse, Härte und Erscheinungsbild (Farbe, Glanz, Durchsichtigkeit).
Metallhaltige Mineralien haben wirtschaftlichen Wert. Diese so genannten Erze werden zur Gewinnung von Metallen
abgebaut.
Entstehung
Nach ihrer Entstehung lassen sich Primärminerale und Sekundärminerale unterscheiden:
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Erstere entstehen zur selben Zeit wie das Gestein, dessen Teil sie sind, letztere werden dagegen erst durch chemische Verwitterung oder Metamorphose
aus den Primärmineralen gebildet.
Struktur und Form
Lapislazuli, 3 Zentimeter langFast alle Minerale treten in der
Natur als kristalline Feststoffe auf, sehr wenige dagegen als amorphe Stoffe, die dem Glas vergleichbar sind. Gediegenes, das heißt elementares,
Quecksilber und Wasser, die flüssige Modifikation des Eises, stellen die einzigen Flüssigkeiten dar, die zu den Mineralen gezählt werden.
Frei kristallisierte Minerale zeigen äußerlich eine feste geometrische Form mit wohldefinierten natürlichen Flächen, die in festen Winkeln
zueinander stehen. Dies wird auch als Gesetz der Winkelkonstanz bezeichnet. Die symmetrische Anordnung der Flächen ist Ausdruck der inneren Struktur
eines kristallinen Minerals: Es zeigt eine wohlgeordnete Atomstruktur, die durch vielfach wiederholte Aneinanderreihung so genannter Elementarzellen
entsteht, die die kleinste Struktureinheit des Minerals ausmachen. Man unterscheidet aufgrund der inneren Symmetrie sechs bis sieben Kristallsysteme,
nämlich das kubische, das hexagonale, das trigonale, das tetragonale, das orthorhombische, das monokline und das trikline System. Hexagonales und
trigonales System werden von manchen Mineralogen gelegentlich zusammengefasst.
Durch ungleichmäßiges Kristallwachstum können so genannte
Zwillinge entstehen, das sind zwei aus einem Urkristall hervorgegangene miteinander verwachsene Kristalle, die sich, bestimmten Gesetzen gemäß,
symmetrisch zueinander verhalten.
Mineral-Erkennung und Eigenschaften
Die Erkennung eines Minerals kann in vielen
Fällen auf Grund einiger weniger Eigenschaften wie
Kristallform, Härte, Farbe, Bruchverhalten usw. erfolgen. In manchen Fällen sind jedoch
weitergehende chemische Analysen, optische Tests oder Röntgenstrukturuntersuchungen zur Identifikation eines Minerals notwendig. Eine wichtige
Analysemethode der Mineralogie ist die Durchleuchtung eines Mineral-Dünnschnitts im Polarisationsmikroskop, wo sich die unterschiedlichen chemischen
und strukturellen Eigenschaften des Minerals im optischen Verhalten zeigen.
Beispiele: Kupfer (Cu), Silber (Ag), Gold (Au