EinMineral ist einElement oder einechemische Verbindung, die normalerweisekristallin ist und durch geologische Prozesse entstanden ist. Zu den geologischen Prozessen werden auch Prozesse auf anderen Planeten, Monden und sonstigen Himmelskörpern gerechnet.^[1][2]

Die Mehrzahl der heute bekannten und von derInternational Mineralogical Association (IMA) als eigenständig anerkannten über 6.000Mineralarten (Stand: September 2024)^[3] istanorganisch, doch auch einigeorganische Substanzen wie beispielsweiseMellit undEvenkit oder dieNierensteinbildnerWhewellit undWeddellit sind als Minerale anerkannt, weil auch geologische Prozesse an ihrer Bildung beteiligt waren.^[3] Einschließlich aller bekanntenMineral-Varietäten undsynonymer Bezeichnungen (ca. 1200^[4]) sowie noch nicht anerkannter Mineralarten (ca. 120^[4]) existieren über 7.000 Mineralnamen.

Das WortMineral leitet sich von demmittellateinischenaes minerale „Grubenerz“ ab und wurde im16. Jahrhundert nach französischem Vorbild geprägt. Der Plural lautetMinerale (in der Wissenschaft in Deutschland und Österreich verwendet) oderMineralien (von Sammlern, Händlern und in der Deutschschweiz als Synonym zu Minerale verwendet).

Die Lehre von den Mineralen ist dieMineralogie, die von ihrer Verwendung und Bearbeitung dieLithurgik.

Im Allgemeinen gelten nur Elemente und chemische Verbindungen als Mineral, dienatürlich,chemisch einheitlich und von wenigen Ausnahmen abgesehenanorganisch,fest undkristallin sind:^[1][2]

Die Begriffe „chemisches Element“ und „chemische Verbindung“ beinhalten eine feste Zusammensetzung und eine definiertechemische Struktur. Stoffgemische sind keine Minerale. Die Zusammensetzungen von Mineralen können jedoch eine gewisse Variation aufweisen (Mischkristalle), solange sie strukturell homogen sind.

Eine chemische Verbindung kann mit verschiedenen Strukturen auftreten. Chemisch einheitliche Gemische von verschiedenenPhasen unterschiedlicher Struktur sind ebenfalls keine Minerale. So kann z. B.Feuerstein (Hornstein) aus reinem SiO₂ bestehen, ist aber kein Mineral, sondern ein Gemisch der strukturell unterschiedlichen MineraleTiefquarz,Mogánit undOpal und somit einGestein.

Einige natürlich vorkommende Verbindungen sind nicht kristallin. Diese Substanzen können in zwei Kategorien unterteilt werden:

• amorph: Dies sind Substanzen, die nie kristallin waren.
• metamikt: Ehemals kristalline Substanzen, deren Fernordnung durchionisierende Strahlung zerstört wurde.

Die Bestimmung von Struktur und Zusammensetzung mit einer Vollständigkeit, die ausreicht, um amorphe Phasen eindeutig voneinander abzugrenzen, ist meist schwierig bis unmöglich. Daher werden nichtkristalline natürliche Verbindungen von vielen Wissenschaftlern unter der BezeichnungMineraloide zusammengefasst.^[1] Der Begriff ist vorwiegend in amerikanischen Lehrbüchern gebräuchlich. Im deutschen Sprachraum ist er dagegen nicht eingeführt.^[5]

Natürliche amorphe Substanzen können als Mineral anerkannt werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

• Vollständige chemische Analysen, die den gesamten Zusammensetzungsbereich der Substanz abdecken
• Physikochemische (spektroskopische) Daten, die die Einzigartigkeit der Substanz belegen
• Die Substanz lässt sich nicht durch physikalische Behandlung (z. B. Erhitzen) in einen kristallinen Zustand überführen.

Beispiele hierfür sindGeorgeit undCalciouranoit.^[1]

Metamikte Substanzen können Minerale sein, wenn nachgewiesen werden kann, dass die Substanz ursprünglich kristallin war und die gleiche Zusammensetzung hatte (z. B.Fergusonit-Y).^[1]

Flüssigkeiten werden im Allgemeinen nicht zu den Mineralen gezählt. FlüssigesWasser ist beispielsweise kein Mineral,Eis hingegen schon.Eine Ausnahme istQuecksilber: Es kommt als Element auf der Erde nur flüssig und gasförmig vor, wird aber als Flüssigkeit dennoch als Mineral anerkannt.Erdöl und alle übrigen, auch festen, nicht kristallinenBitumen sind Stoffgemische und keine Minerale.^[1]

Die Prozesse, die zur Bildung extraterrestrischer Substanzen, z. B. inMeteoriten undMondgesteinen, beitragen, sind ähnlich denen, die auch auf der Erde stattfinden. Infolgedessen werden natürlich vorkommende Komponenten extraterrestrischerSteine und kosmischen Staubes als Minerale bezeichnet (z. B.Tranquillityit,Brownleeit).^[1]

Von Menschen erzeugte Substanzen sind keine Minerale. Wenn solche anthropogenen Substanzen identisch mit Mineralen sind, werden sie als „synthetische Äquivalente“ bezeichnet.

Auch Materialien, die durch geologische Prozesse aus synthetischen Substanzen entstanden sind, werden im Allgemeinen nicht als Minerale bezeichnet. Eine Ausnahme bilden einige Substanzen, die früher bereits als Minerale anerkannt worden sind, z. B. einige Minerale, die sich bei der Reaktion von antiken metallurgischen Schlacken mit Seewasser gebildet haben.

Natürliche Substanzen, die durch menschliche Aktivitäten umgewandelt wurden, können als Minerale anerkannt werden, wenn die menschlichen Aktivitäten nicht direkt auf die Erzeugung neuer Substanzen ausgerichtet waren. Substanzen, die beiGruben- oderHaldenbränden neu gebildet werden, können durch die IMA anerkannt werden, wenn der Brand nicht durch Menschen ausgelöst und dort kein Material anthropenen Ursprungs abgelagert wurde (IMA 16-F).^[6]

Biogene Substanzen sind Verbindungen, die ausschließlich durch biologische Prozesse ohne geologischen Anteil gebildet worden sind, wie z. B. Muschelschalen oder Oxalatkristalle in Pflanzengeweben. Diese Verbindungen sind keine Minerale.

Sobald geologische Prozesse an der Bildung der Verbindungen beteiligt waren, können diese Substanzen als Minerale anerkannt werden. Beispiele hierfür sind Minerale, die sich aus organischen Bestandteilen inSchwarzschiefern oder ausFledermausguano in Höhlen gebildet haben, sowie Bestandteile vonKalksteinen oderPhosphoriten organischen Ursprungs.^[1]

Mit Ausnahme der natürlichenGläser und derKohlegesteine sind alleGesteine der Erde und andererHimmelskörper aus Mineralen aufgebaut. Am häufigsten kommen etwa dreißig Minerale vor, die sogenanntenGesteinsbildner. Daneben findet man Minerale auch alsKolloide im Wasser oder alsFeinstaub in der Luft. Auch Wasser selbst ist ein Mineral, wenn es in Form vonEis (englischice) vorliegt.^[3]

Primärminerale entstehen zeitgleich mit dem Gestein, dessen Teil sie sind, während sichSekundärminerale durch eine spätere Veränderung des Gesteins (Metamorphose, hydrothermale Überprägung oderVerwitterung) bilden.

Minerale bilden sich

1. magmatisch durchKristallisation ausSchmelzen undHydrothermale Lösungen oder durchResublimation aus heißenGasen, z. B. inFumarolen
2. metamorph durchFestkörperreaktionen aus anderen Mineralen oder natürlichen Gläsern odermetasomatisch bei der Reaktion von Mineralen mit wässrigen Lösungen
3. sedimentär durch Ausfällung aus wässrigenLösungen (z. B. Kalk)

Voraussetzung hierfür sindElemente, die überhaupt kristallisieren. Als sich nach demUrknall dasUniversum soweit ausgedehnt und abgekühlt hatte, das sich die ersten Elemente bilden konnten, waren das dieGaseWasserstoff,Helium und etwasLithium. Schwerere Elemente, die eher zur Kristallisation neigen, wurden erst viele Millionen Jahre später bei der Explosion großerSterne freigesetzt. Zur Bildung der ersten Minerale konnte es erst kommen, als diese in Sternen erbrüteten Elemente in interstellaren Nebeln dicht genug zusammen kamen, um die Verbindung von mehr als nur ein paar Atomen zu ermöglichen.^[7]

Für die Bildung der Vielzahl von Mineralen spielen drei Faktoren eine Schlüsselrolle:

1. Wärme: Sie ist der Motor, der alle geologischen Prozesse antreibt, die zur Bildung unterschiedlich zusammengesetzter Gesteine führen, die jeweils andere Minerale enthalten. Nur Himmelskörper mit einer bestimmten Mindestgröße enthalten ausreichend Wärme aus der Phase ihrer Bildung sowie dem Zerfall radioaktiver Elemente, um eine Trennung der metallischen und oxidischen (silikatischen) Verbindungen in Kern und Mantel und die Bildung silikatischer Schmelzen zu ermöglichen, deren fraktionierte Kristallisation zur Bildung einer granitischen Kruste führt. Weiterhin treibt die Wärme des Kerns die Konvektionsströmungen an, die die kontinentale Kruste bewegen und bei der Kollision von Krustenteilen zu Gebirgsbildung und Subduktion sowie der für diese Prozesse typischen Minerale führen.^[8]
2. Wasser: Wasser trägt auf verschiedene Weise zur Bildung eines Großteils der bekannten Minerale bei. Einerseits erleichtert es die Bildung von Schmelzen. Weiterhin ist es ein gutes Lösungsmittel und sorgt so für Extraktion, Transport und Anreicherung wasserlöslicher Ionen und Komplexe.^[8] Andererseits spielt Wasser in Form von OH-Gruppen oder molekularem Wasser eine wichtige Rolle in der Kristallchemie vieler Minerale. Wasserstoffionen sind sehr klein und passen in viele Zwischengitterplätze. Sie bilden recht weit reichende Wasserstoffbrückenbindungen, die lokale Ladungsüber- und Unterschüsse ausgleichen und so zahlreiche, sonst instabile Kristallstrukturen ermöglichen. Knapp zwei Drittel aller Minerale enthalten Wasserstoff (OH, H₂O) als essentiellen Bestandteil.^[9][10]
3. Photosynthese: Die Bildung von zur Photosynthese fähiger Lebewesen führte zu einer drastischen Erhöhung der Sauerstoffgehalte der Erdatmosphäre. Dieses oxydierende Milieu stabilisiert höhere Oxidationsstufen von Übergangsmetallionen (z. B. Fe³⁺, Mn³⁺) sowie Oxyanionenkomplexe (z. B. SO₄) und ermöglicht die Bildung eines erheblichen Teils der bekannten Minerale.^[8]

Interstellare Gase und Nebel haben eine sehr geringe Dichte, so dass die Bildung vonKristallisationskeimen entweder gar nicht erst erfolgt (Keimbildung) oder einKristallwachstum nur in Ausnahmefällen und sehr langsam erfolgt. Zu den ersten Mineralen des Universums, die sich aus den präsolaren Nebeln abschieden, gehörten nach heutigem Wissen die KohlenstoffmodifikationenGraphit undDiamant, einigeCarbide (Moissanit,Khamrabaevit, ZrC, MoC) undNitride (Osbornit,Nierit) sowie einigeOxide (Rutil,Korund,Spinell,Hibonit,Forsterit,Bridgmanit) und GEMS, Silikatschmelztröpchen mit eingebetteten Metallen und Sulfiden.^[8] Die meisten dieser Verbindungen sind sehr hart und zeichnen sich durch starke,kovalente Bindungen zwischen den Atomen aus. Die gefundenen Kristalle sind sehr klein, oft nur wenigeNanometer (nm) groß.

Für ungefähr 10.000.000 Jahre waren diese 10 bis 20 Minerale die einzigen im Universum.^[7] Erst mit der Verdichtung dieser Nebel und der Bildung von terrestrischenPlaneten begann die Bildung der großen Vielfalt der verschiedenen Minerale. Anhand der damit einhergehenden Prozesse wird die Evolution der Minerale aktuell in drei Ära mit insgesamt 10 Stadien unterteilt. Jedes dieser Stadien zeichnet sich durch das Einsetzen charakteristischer geologischer und später auch biologischer Prozesse aus, die oft über die einzelnen Stadien hinweg, zum Teil bis heute, anhalten.^[8]

Diese recht kurze Ära setzt mit der Kondensation erster Minerale aus dem präsolaren Nebel vor rund 4,57 Milliarden Jahren ein und umfasst die Aggregation dieser ersten Kondensate und kosmischen Staubes zu Planetenvorläufern, die groß genug waren, um das Einsetzen geologischer Prozesse zu ermöglichen, die zur Entstehung unterschiedlich zusammengesetzter Gesteine führten. Sie endet mit der Bildung von siliciumreichen Krustengesteinen vor rund 4,5 Milliarden Jahren. Alle Informationen aus dieser Zeit stammen ausschließlich aus dem Studium von Meteoriten und theoretischen Modellrechnungen.^[8]

Die Mineralbildung in unseremSonnensystem setzte vor 4,567 Milliarden Jahren (Ga) mit derResublimation von Calciumaluminaten aus dem präsolaren Nebel ein.^[11] Erst bildete sich bei ~1730 KKorund und durch Reaktion mit dem heißen GasHibonit,Grossit,Krotit undPerovskit, gefolgt vonGehlenit,Spinell und den PyroxenenKushiroit undGrossmanit. ErsterAnorthit bildete sich durch Festkörperreaktion aus Spinell und Klinopyroxen. Die ursprüngliche, schneeflockenförmige Kristallform der ersten Kondensate ist in einigen wenigen Fällen erhalten geblieben. Meist sind sie mehrfach wieder aufgeschmolzen, teilweise verdampft und erneut auskristallisiert und finden sich als weißeCalcium-Aluminium-reiche Einschlüsse (CAI) inChondriten.^[12]

Kurz darauf, nur knapp 3 Millionen Jahre später, das ist kaum mehr als der Fehler der Altersbestimmungen, setzte die Bildung von silikatischen Schmelztröpfchen ein, die zusammen mit den CAI und einer feinkristallinen Grundmasse das Ausgangsmaterial derPlaneten unseres Sonnensystems bildeten und inMeteoriten (Kohliger Chondrit) erhalten geblieben sind.^[11] Diese Chondrite enthaltenSilikate wieForsterit,Klinoenstatit,Enstatit,Pigeonit,Augit und Anorthit,Oxide wieSpinell,Chromit,Ilmenit, die Ni-Fe-LegierungenKamacit undTaenit, dieSulfideTroilit undPentlandit sowie seltenerOldhamit,Niningerit,Daubréelith undCaswellsilverit, diePhosphideSchreibersit undPerryit und dieCarbideCohenit undHaxonit.^[8]

Insgesamt bildeten sich bei der Entstehung derChondrite durch Resublimation, Reaktionen von Mineralen mit der Gasphase, Festkörperreaktionen und Kristallisation aus Schmelzen rund 60 verschiedene Minerale.^[8]

Mit der ersten Bildung der Chondrite setzte vor 4,56 bis 4,55 Milliarden Jahren die weitere Aggregation zu Planetenvorläufern,Planetesimale, ein. Die in den größeren Himmelskörpern einsetzenden Prozesse führten zur Bildung von rund 200 weiteren Mineralen. ErsteSchichtsilikate (Chlorite,Talk,Serpentine und andere), einigeHydroxide,Sulfate undCarbonate sowieHalit bildeten sich bei der Umwandlung der Olivine und Pyroxene durch wässrige, salzhaltige Lösungen bei Temperaturen meist unter 100 °C.^[8]

Kollisionen der frühen Himmelskörper führte zur Bildung erster Hochdruckminerale wieMajorit,Akimotoit,Bridgmanit,Wadsleyit,Ringwoodit,Coesit undStishovit.^[8]

Erreichten die Planetesimale eine kritische Größe von ca. 200 km Durchmesser, begannen sie sich im Inneren durch den ZerfallradioaktiverIsotope aufzuheizen. In der Folge bildeten sich metallische und silikatischeSchmelzen und die Trennung eines eisenreichen Kerns und einer silikatischen Kruste geringerer Dichte setzte ein. Bei derfraktionierten Kristallisation der basaltischen Schmelzen kristallisierten Oxide wieChromit, Pyroxene, sowiePlagioklase,Titanit,Zirkon,Kalifeldspat undQuarz. Die metallischen Kerne führten neben Fe-Ni-Legierungen und Sulfiden auch Phosphide (Schreibersit,Barringerit) sowie zahlreichePhosphate wieGraftonit undSarcopsid,Buchwaldit,Farringtonit,Johnsomervilleit,Panthit,Chladniit undBrianit.^[8]

Die zweite, rund 2 Milliarden Jahre andauernde Ära ist geprägt von magmatischen Prozessen und einer sauerstoffarmenAtmosphäre. Sie beginnt vor ungefähr 4,5 Milliarden Jahren mit dem großräumigen Einsetzen von fraktionierter Kristallisation ursprünglich basaltischer Schmelzen und dadurch entstehendenGraniten und kontinentaler Kruste, beginnenderPlattentektonik und großräumigerMetamorphose und endet nach derEntstehung ersten Lebens mit dem Auftreten von sauerstoffbildenden Algen. Knapp die Hälfte der bekannten Minerale wurde durch diese Prozesse gebildet.^[8]

Diese bis heute andauernde Ära der Mineralevolution ist geprägt von biologischen Prozessen und einer sauerstoffreichen Atmosphäre. Sie setzte vor 2,5 Milliarden Jahren mit derGroßen Sauerstoffkatastrophe ein. Die Bildung knapp der Hälfte aller heute bekannten Minerale, vorwiegend Oxyde und Hydroxyde, Erzminerale, wurde direkt oder indirekt durch die biologisch hervorgerufene Anreicherung von freiem Sauerstoff in der Atmosphäre ermöglicht.^[8]

Lebewesen können auch direkt kristalline Verbindungen bilden. Diese Produkte derBiomineralisation sind keine Minerale im Sinne der Definition der IMA, auch wenn sie in Struktur und Zusammensetzung natürlich gebildeten Mineralen gleichen. Beispiele für solche biologischen Mineraläquivalente sind:

• Calcit,Vaterit undAragonit bilden die Schalen vonSchnecken,Muscheln,Foraminiferen undCoccolithophoriden.
• Hydroxylapatit baut dieKnochen allerWirbeltiere und zusammen mitFluorapatit denZahnschmelz vonSäugetieren auf.
• Magnetit dient einer Reihe von Lebewesen als Kompass zur Orientierung imErdmagnetfeld. Dies hat man zunächst beimagnetotaktischen Bakterien festgestellt. Es ist heute auch vonInsekten,Weichtieren,Fischen,Vögeln und Säugetieren bekannt.

Auch die zahlreichen von Menschen hergestellten kristallinen Verbindungen sind keine Minerale im Sinne der IMA, auch wenn sie natürlichen Mineralen gleichen. In derTechnischen Mineralogie werden für diese synthetischen Mineraläquivalente dennoch die Mineralnamen verwendet. So entstehen z. B. bei derTrinkwasseraufbereitung bei der Elimination von Eisen(II)- undManganionenGoethit und δ-MnO₂, Calcit kann bei Enthärtungsreaktionen (Entkarbonisierung) gebildet werden. Bei derAbwasserbehandlung können bei ausreichend hohenPhosphatkonzentrationen in den Abwasserbehandlungsanlagen wasserklare Kristalle vonStruvit, einem Ammonium-Magnesiumphosphat, entstehen. Diese können den Querschnitt von Leitungen verengen. Bei derKorrosion von Stahl und Gusseisen im Kontakt mit Wasser können je nach Wasserbeschaffenheit Goethit, Magnetit undLepidokrokit, bei höherer Karbonathärte auchSiderit, in phosphathaltigen WässernVivianit, in sulfathaltigen WässernTroilit und in schwefelwasserstoffhaltigen WässernGreigit gebildet werden. Aus Kupfer kann sichCuprit,Malachit oderAzurit bilden, während aus Blei hauptsächlichHydrocerussit entsteht.

Bestimmung mit bloßem Auge:

• Farbe: Man unterscheidetidiochromatische Minerale (zum BeispielCinnabarit), die durch die formelwirksamenElemente gefärbt sind,allochromatische Minerale (zum BeispielQuarz), deren oft verschiedene Farben aus verschiedenenSpurenelementen undDefekten des Kristallgitters resultieren, undpseudochromatische Minerale, deren Farben wie bei Opalen durch Lichtbrechung oder Interferenz hervorgerufen werden.

Die Farbe in Mineralen resultiert aus der Absorption von Licht der Komplementärfarbe durch einen oder mehrere der folgenden Prozesse:

• Übergänge von Elektronen zwischen den durch dasKristallfeld aufgespaltenen d- oderf-Orbitalen derÜbergangsmetalle oderLanthanoide (z. B. die Rotfärbung desRubins durchChromionen auf derAluminiumposition)
• Übergänge von Elektronen zwischen zwei Kationen oder zwischen Kation und Anion (z. B. die Blaufärbung desSaphirs durch Übergänge zwischenTitan- undEisenverunreinungen)
• Übergänge von Elektronen vom Valenz- in das Leitungsband von Halbleitern (z. B. die Rotfärbung des Cinnabarits)
• Übergänge von Elektronen vom Valenzband in das Akzeptorniveau einer Verunreinigung (z. B. Blaufärbung vonDiamant aufgrund vonBor)
• Übergänge von Elektronen vom Donatorniveau einer Verunreinigung in das Leitungsband (z. B. Gelbfärbung von Diamant aufgrund vonStickstoff)
• Übergänge von Elektronen zwischen s- und d-Bändern in Leitern (z. B. Farbe desGoldes)
• Änderung des Energiezustandes eines Elektrons auf einer Anionenvakanz
• Beugungseffekte an niederdimensionalen Strukturen (z. B.Opal)

• Strichfarbe: Sie ist die Farbe des pulverförmigen Minerals, die sich oft von der Färbung seiner Oberfläche unterscheidet. BeiSilikaten ist der Strich heller als die Eigenfarbe, beiSulfiden ist er dunkler. Wenn ein Mineral mehrere Farben haben kann, ist die Strichfarbe meist weiß (z. B. Korund, Beryll), ebenso bei farblosen Mineralen. Wenn ein Mineral nur eine Farbe haben kann, entspricht diese oft der Strichfarbe (z. B. Lasurit, Malachit). Der Strich wird üblicherweise an einem unglasierten Keramikplättchen geprüft.
• Glanz: Man unterscheidet zwischen Matt (d. h., das Mineral zeigt überhaupt keinen Glanz), Seidenglanz (wie ein Lichtschimmer auf Naturseide), Perlmuttglanz (wie die Innenseite mancher Muschelschalen), Glasglanz (wie einfaches Fensterglas), Fettglanz (wie Fett), Diamantglanz (wie ein geschliffener Diamant), Metallglanz (wie poliertes Metall) und Wachsglanz.
• Transparenz: Man unterscheidet durchsichtige (zum Beispiel Calcit), durchscheinende (zum BeispielHämatit) und opake Minerale (zum BeispielKassiterit). In der Regel sind Gesteinsbildende Minerale durchsichtig oder durchscheinend undErze opak. Daher werden erstere im Durchlicht und letztere im Auflicht untersucht.
• Kristallform: Die Kristallform setzt sich aus derTracht und demHabitus zusammen. Erstere bezeichnet die dominierendekristallographische Form, letzterer Verhältnis der Längen des Kristalls.

Bestimmung mit derPolarisationsmikroskopie in Durchlicht:

• Pleochroismus: Bei einigen durchsichtigen Mineralen sind die Farben und Farbtiefen in verschiedenen Richtungen unterschiedlich. Erscheinen zwei Farben nennt man diesDichroismus, bei drei Farben Trichroismus beziehungsweise Pleochroismus. Die Bezeichnung wird auch als Sammelbezeichnung für beide Arten der Mehrfarbigkeit verwendet.
• Brechungsindex: Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit in Luft zur Lichtgeschwindigkeit im Mineral wird durchImmersionsmethoden, näherungsweise auch durch die Stärke desReliefs und die Bewegung der Becke’schen Linie, einer hellen Linie an einerKorngrenze, beim Bewegen des Mikroskoptisches bestimmt. Dabei gilt der Merksatz: Hinunter (mit dem Tisch), höher (Mineral mit der höherenLichtbrechung als das Nachbarmineral), hinein (Bewegung der Becke’schen Linie).
• Doppelbrechung: Differenz der Brechungsindizes in den verschiedenen Richtungen des Kristalls. Sie wird unter gekreuztenPolarisatoren mit Hilfe von Farbtafeln aus derInterferenzfarbe bestimmt.

Bestimmung mit der Polarisationsmikroskopie im Auflicht (Erzmikroskopie):

• Reflexionsgrad: Anteil des zurückgeworfenen Lichtes. Bestimmung mittels Erzmikroskopie. Charakteristisch für die Unterscheidung von Gold von Sulfidmineralen.
• Bireflektanz: Richtungsabhängigkeit der Farbe in der Erzmikroskopie, die unter einem Polarisator erkennbar ist.
• Anisotropieeffekte: Unter gekreuzten Polarisatoren in der Erzmikroskopie beobachtbare Farberscheinungen in opaken Mineralen.
• Innenreflexe: Diffuse Reflexion des Lichtes an Grenzflächen zu Verunreinigungen, die der Strichfarbe entspricht und unter gekreuzten Polarisatoren in Dunkelstellung am besten sichtbar ist.

Bestimmung mit speziellen Mikroskopen:

• Lumineszenz: Einige Minerale emittieren Licht, wenn sie eine wie auch immer geartete Anregung erfahren. Nach Art der Anregung unterscheidet man unter anderemChemolumineszenz,Tribolumineszenz,Kathodolumineszenz undThermolumineszenz, nach Art des ausgesandten Lichtes UV-, VIS- und IR-Lumineszenz. Kurze Lumineszenz heißtFluoreszenz, länger anhaltendePhosphoreszenz.

• Dichte: Sie hängt von der chemischen Zusammensetzung und Struktur ab. Die Dichte der Minerale, Gesteine und Erze schwankt zwischen 1 und 20 (g·cm⁻³). Werte unter 2 werden als leicht empfunden (Bernstein 1,0), solche von 2 bis 4 als normal (Quarz 2,6) und jene über 4 erscheinen uns als schwer (Bleiglanz 7,5). Minerale mit einer Dichte von > 3,0 heißenSchwerminerale. DieDichtetrennung ist eine wichtige Aufbereitungsmethode. Wird die Dichte auf die Dichte von Wasser bezogen, so wird sierelative Dichte „o“ genannt und ist dann einheitenlos.
• Härte: Sie wird durch die Stabilität der chemischen Bindungen im Mineral bestimmt und durch ihre Ritzbeständigkeit ermittelt. Angegeben wird sie in der Mineralogie durch ihren Wert auf der Mohs-Skala, die von 1 (sehr weich, BeispielTalk) bis 10 (sehr hart, Beispiel Diamant) reicht.
• Spaltbarkeit: Tendenz eines Minerals, entlang bestimmter kristallographischer Ebenen zu spalten. Man unterscheidet nicht vorhandene Spaltbarkeit (zum Beispiel Quarz), undeutliche Spaltbarkeit (zum BeispielBeryll), deutliche Spaltbarkeit (zum BeispielApatit), gute Spaltbarkeit (zum BeispielDiopsid), vollkommene Spaltbarkeit (zum BeispielSphalerit) und äußerst vollkommene Spaltbarkeit (zum BeispielGlimmer). Sie beschreibt Kristallebenen, zwischen denen nur schwache Kräfte bestehen und an denen daher der Kristall gespalten werden kann. Beispielsweise hat Calcit drei Spaltebenen und ist so sehr vollkommen spaltbar. Quarz besitzt dagegen gar keine Spaltebene.
• Bruchverhalten: Bricht ein Mineral nicht entlang seiner Spaltebenen, treten oft charakteristische Bruchstrukturen auf. Man unterscheidet muscheligen Bruch (zum Beispiel Quarz), faserigen Bruch (zum BeispielKyanit), splittrigen Bruch (zum BeispielChrysotil), ebenen Bruch und unebenen Bruch.
• Zähigkeit oderTenazität: Man unterscheidet spröde Minerale (zum Beispiel Quarz) von biegsamen (zum BeispielMuskovit).

• Magnetismus: Man unterscheidetferromagnetische Minerale (zum Beispiel Eisen),ferrimagnetische Minerale (zum Beispiel Magnetit),paramagnetische Minerale (zum BeispielBiotit),diamagnetische Minerale (zum Beispiel Quarz) undantiferromagnetische Minerale (zum Beispiel Hämatit). Üblicherweise werden nur Ferro- und Ferrimagnetismus mit Hilfe einerKompassnadel bestimmt.

• Elektrische Leitfähigkeit: Die meisten Minerale sind Nichtleiter, einige Sulfide undOxide sindHalbleiter, gediegeneMetalle sindLeiter.Covellin ist mit einerSprungtemperatur von 1,63 Kelvin der einzige bekannte natürlich vorkommende mineralischeSupraleiter.^[13]
• Piezoelektrizität: Fähigkeit, eine mechanische Schwingung in eine elektrische Wechselspannung umzuwandeln und umgekehrt. Beispiel: Quarz.
• Pyroelektrizität: Fähigkeit, eine Temperaturänderung in eine Ladungstrennung umzuwandeln. Beispiel:Turmalin

• Flammenfärbung: Einige Elemente verfärben eine Flamme. Diese Eigenschaft wird in der Flammenprobe verwendet, um auf die chemische Zusammensetzung eines Minerals zu schließen. Gasbrenner sind in abgedunkelten Räumen dazu am besten geeignet.
• Schmelzbarkeit: Sie beschreibt das Verhalten vor demLötrohr, also die Schmelzreaktion.
• Reaktion mitSalzsäure: Karbonate reagieren unterschiedlich stark mit heißer, teilweise auch mit kalter Salzsäure. Diese Eigenschaft ist ein wichtiges diagnostisches Kriterium für dieseMineralgruppe.

Schwefelhaltige Minerale lassen sich oft am Geruch erkennen, der beim Anschlagen entsteht.

Die Unterscheidung vonHalit undSylvin erfolgt traditionell dadurch, dass letzterer bitter schmeckt.

• Radioaktivität: Dies ist die Eigenschaft, hochenergetische Strahlung ohne Energiezufuhr auszusenden. Man unterscheidet traditionell drei Arten von Strahlen: Alpha-, Beta- und Gammastrahlen. Die Strahlenmessung erfolgt mit einemGeigerzähler. Radioaktivität ist auch in niedrigen Dosen potentiell gesundheitsschädlich. Radioaktive Minerale sind zum BeispielUraninit, aber auch Apatit, derUran als Spurenelement anstelle vonPhosphor einbaut.
• Mobilisierung: Minerale werden durch denBergbau mobilisiert, können aber auch durch natürliche Vorgänge (Erosion) freigesetzt werden. Bei den toxikologisch relevantenschwermetallhaltigen Minerale übersteigt die Mobilisierung durch den Menschen bei weitem die natürlichen Prozesse.^[14]

Jedes Mineral ist nur unter bestimmtenDruck-Temperatur-Bedingungen thermodynamisch stabil. Außerhalb seines Stabilitätsbereiches wandelt es sich mit der Zeit in die dort stabileModifikation um. EinigePhasenumwandlungen erfolgen schlagartig beim Verlassen des Stabilitätsfeldes (zum BeispielHochquarz-Tiefquarz), andere sindkinetisch gehemmt und dauern Millionen Jahre. Teilweise ist dieAktivierungsenergie sogar so hoch, dass die thermodynamisch instabile Modifikation alsmetastabilePhase erhalten bleibt (zum Beispiel Diamant-Graphit). Diese Hemmung der Reaktion führt zu einem „Einfrieren“ des thermodynamischen Gleichgewichts, das zu einem früheren Zeitpunkt herrschte. Daher liefert der Mineralbestand eines Gesteins Informationen über die Bildung und Entwicklungsgeschichte eines Gesteins und trägt damit zur Kenntnis des Ursprungs und der Entwicklung des PlanetenErde bei (siehe auchPräsolares Mineral).

MineralischeRohstoffe werden inEnergierohstoffe,Eigenschaftsrohstoffe undElementrohstoffe unterteilt. Energierohstoffe sind zum Beispiel die Minerale Uraninit undThorit alsKernbrennstoffe. Eigenschaftsrohstoffe werden ohne chemische Zerlegung in der Technik verwendet, darunter fallen zum Beispiel Quarz für die Glas- undTonminerale für die keramische Industrie. Elementrohstoffe werden mit dem Ziel abgebaut, ein bestimmtes chemisches Element zu gewinnen. Handelt es sich dabei um ein Metall, so spricht man von einem Erz. Eine Anreicherung von Rohstoffen bezeichnet man alsLagerstätte, wenn sie wirtschaftlich abbaubar ist. Der Begriff ist somit ökonomisch, nicht wissenschaftlich geprägt: Ob ein gegebenes Vorkommen kommerziell ausgebeutet werden kann, hängt von den Abbau- und Aufbereitungskosten und dem Marktwert des enthaltenen Metalls ab – während der Eisenanteil von Mineralen bei bis zu 50 % liegen muss, um einen finanziellen Gewinn zu erzielen, reichte im Jahr 2003 bei dem wesentlich wertvollerenPlatin bereits ein Anteil von 0,00001 % dazu aus. Neben der Gliederung nach der Verwendung des Rohstoffs ist auch eine Klassifizierung nach der Entstehung üblich. Sedimentäre Lagerstätten, wie zum Beispiel die gebänderten Eisenerzformationen, bildeten sich durch Fällungsreaktionen bei Änderung von pH-Wert, Druck und Temperatur oder durch den Einfluss vonBakterien oder durch Verwitterungsprozesse und den Transport von Mineralen aus ihrem ursprünglichen Entstehungsgebiet und ihre Ablagerung als (Seifen), zum Beispiel vonSeifengold, am Grund von Flüssen, Seen oder flachen Meeren. Hydrothermale Lagerstätten bilden sich, indem Oberflächen- oder Tiefenwässer bestimmte Elemente aus den umgebenden Gesteinen lösen und diese an anderer Stelle ablagern oder aus Restfluiden nach der Erstarrung eines Magmas. Magmatische Lagerstätten entstehen durch die Kristallisation eines Magmas. Ein Beispiel sind viele Platin- undChromit-Lagerstätten. Metamorphe Lagerstätten entstehen erst durch die Umwandlung von Gesteinen, zum BeispielMarmor-Lagerstätten.

Einige Minerale finden alsSchmuck Verwendung. Wenn sie transparent sind und ihre Härte größer als 7 ist, bezeichnet man sie alsEdelsteine, andernfalls alsSchmucksteine. 95 Prozent des weltweiten Umsatzes auf diesem Markt wird mit Diamanten erzielt, der Rest fast überwiegend mit Saphiren,Smaragden, Rubinen und Turmalinen. Um die durch Farbe und Glanz beeinflusste Schönheit eines Schmucksteins zur Geltung zu bringen, muss er geschliffen und poliert werden. Dazu existieren zahlreiche verschiedene Schliffformen: Durchsichtige oder durchscheinende Varietäten werden in der Regel mit Facettenschliffen versehen, bei denen meist in festen Winkelbeziehungen zueinanderstehende Flächen, die sogenannten Facetten, die Lichtreflexion maximieren. Undurchsichtige Minerale erhalten hingegen glatte, einflächige Schliffe. DerAsterismuseffekt eines Sternsaphirs beispielsweise lässt sich nur durch denCabochonschliff erzielen. DasFeuer eines imBrillantschliff geschliffenen Diamanten hängt in der Hauptsache von der Einhaltung bestimmter Winkelverhältnisse der einzelnen Facetten ab und entsteht durch die Aufspaltung des weißen Lichtes in die einzelnen sichtbaren Farben (Dispersion).

Einige Minerale finden auch als Mittel zur Körperpflege Verwendung.Lavaerde beispielsweise, ein gemahlenerTon, der reich anTonmineralen derSaponitgruppe ist, wird bereits seit derAntike als Körper- und Haarreinigungsmittel verwendet. Andere Minerale, wie zum BeispielTalk, dienen ebenso als Rohstoff in der bildenden Kunst wie auch medizinischen Zwecken (Pleurodese,Gleitmittel bei der Tablettenherstellung).

In vielen alten Kulturen, aber auch in der modernenEsoterik schrieb und schreibt man bestimmten Mineralen gewisseSchutz- undHeilwirkungen zu. Beispielsweise galt bereits imAlten Ägypten derKarneol aufgrund seiner an Blut erinnernden Farbe als „Lebensstein“ und spielte bei Bestattungsritualen wie auch als Schutz- und Schmuckstein der Pharaonen eine entsprechende Rolle. Legendär sind auch die angeblichenHeil- und Schutzkräfte des Bernsteins, die schon vonThales von Milet undHildegard von Bingen beschrieben wurden.

Minerale können auch alsSammelobjekt von Bedeutung sein, entweder in wissenschaftlichen Mineralsammlungen zur Darstellung des Mineralbestands eines Fundortes (Typmaterial) oder für private Hobbysammler, die sich auf Fundortsammlungen oder verschiedene systematische Sammlungen spezialisiert haben. Aufgrund der Seltenheit vieler Minerale, die zudem oft nur in sehr kleinen Proben zu bekommen sind, sammeln Privatsammler mit Spezialisierung auf systematische Sammlungen aus Platz- und Kostengründen gerne auchMicromounts.

Portal: Minerale – Übersicht zu Wikipedia-Inhalten zum Thema Minerale

• Liste der Minerale

International gültige Regeln zur Mineraldefinition

• Ernest H. Nickel, Joel D. Grice:The IMA Commission on new Minerals and Mineral Names: Procedures and Guidelines on Mineral Nomenclature. In:The Canadian Mineralogist.Band 36, 1998,S. 1–16 (englisch,cnmnc.units.it [PDF;336 kB; abgerufen am 1. Januar 2024]). 
• E. H. Nickel:The Definition of a Mineral. In:The Canadian Mineralogist.Band 33, 1995,S. 689–690 (mineralogicalassociation.ca [PDF;270 kB; abgerufen am 1. Januar 2024]). 

Standardwerke zur Mineralogie

• Hans Jürgen Rösler:Lehrbuch der Mineralogie. 4., durchgesehene und erweiterte Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie (VEB), Leipzig 1987,ISBN 3-342-00288-3. 
• Helmut Schröcke,Karl-Ludwig Weiner:Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981,ISBN 3-11-006823-0. 
• Friedrich Klockmann:Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.:Paul Ramdohr,Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978,ISBN 3-432-82986-8 (Erstausgabe: 1891). 
• Martin Okrusch,Siegfried Matthes:Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7., vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage. Springer, Berlin [u. a.] 2005,ISBN 3-540-23812-3. 

Fachbücher zur Herkunft der Mineralnamen

• Hans Lüschen:Die Namen der Steine. Das Mineralreich im Spiegel der Sprache. 2. Auflage. Ott Verlag, Thun 1979,ISBN 3-7225-6265-1. 
• Dietlinde Goltz:Studien zur Geschichte der Mineralnamen in Pharmazie, Chemie und Medizin von den Anfängen bis Paracelsus (= Sudhoffs Archiv. Beiheft 14).Franz Steiner Verlag, Wiesbaden 1972,DNB 730238059 (Zugleich mathematisch-naturwissenschaftliche Dissertation Marburg an der Lahn 1966). 

Mineralienverzeichnisse und Lexika

• Stefan Weiß:Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018. 7., vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2018,ISBN 978-3-921656-83-9. 
• Petr Korbel, Milan Novák:Mineralien-Enzyklopädie (= Dörfler Natur). Edition Dörfler im Nebel-Verlag, Eggolsheim 2002,ISBN 978-3-89555-076-8. 
• Hugo Strunz,Ernest H. Nickel:Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System. 9. Auflage. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001,ISBN 3-510-65188-X (englisch). 
• Josef Ladurner, Fridolin Purtscheller:Das große Mineralienbuch. 2., durchgesehene Auflage. Pinguin Verlag, Innsbruck 1970 (online verfügbar bei austria-forum.org). 

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Commons: Mineral (alphabetische Liste) – Album mit Bildern

Wiktionary: Mineral – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Literatur von und über Mineral im Katalog derDeutschen Nationalbibliothek
• Homepage der International Mineralogical Association. In: mineralogy-ima.org. Abgerufen am 1. Januar 2024 
  • IMA – Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (CNMNC). International Mineralogical Association; abgerufen am 1. Januar 2024 
  • IMA Database of Mineral Properties. In: rruff.info. Abgerufen am 1. Januar 2024 
• Mineral. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung; abgerufen am 1. Januar 2024 
• Mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy; abgerufen am 25. Juni 2020 (englisch, umfangreiche Mineralien-, Bilder- und Fundstellendatenbank). 

David Barthelmy: Mineralogy Database. In: webmineral.com. Abgerufen am 1. Januar 2024 (englisch). 

• Christoph Lenz:Die Schwierigkeit der Definition des Mineralbegriffs. In:geoberg.de. vom 3. Februar 2005. (Memento vom 16. Oktober 2013 imInternet Archive)

1. ↑^abcdefghE. H. Nickel:The Definition of a Mineral. In:The Canadian Mineralogist.Band 33, 1995,S. 689–690 (englisch,mineralogicalassociation.ca [PDF;270 kB; abgerufen am 1. Januar 2024]). 
2. ↑^abMartin Okrusch,Siegfried Matthes:Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7., vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage. Springer, Berlin [u. a.] 2005,ISBN 3-540-23812-3,S. 2. 
3. ↑^abcMalcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: September 2024. (PDF; 3,8 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Marco Pasero, September 2024, abgerufen am 24. Oktober 2024 (englisch). 
4. ↑^abStefan Weiß:Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018. 7., vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2018,ISBN 978-3-921656-83-9. 
5. ↑Martin Okrusch,Siegfried Matthes:Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7., vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage. Springer, Berlin [u. a.] 2005,ISBN 3-540-23812-3,S. 4. 
6. ↑Ritsuro Miyakaki, Frédéric Hatert, Marco Pasero, Stuart J. Mills:IMA Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (CNMNC). Newsletter 50. In:European Journal of Mineralogy.Band 31, 2019,S. 847–853 (englisch,cnmnc.units.it [PDF;383 kB; abgerufen am 1. Januar 2024]). 
7. ↑^abRobert M. Hazen:Evolution of Minerals. In:Scientific American.Band 302, 2010,S. 58–65,doi:10.1038/scientificamerican0310-58 (englisch). 
8. ↑^{abcdefghijklm}Robert M. Hazen, Dominic Papineau, Wouter Bleeker, Robert T. Downs, John M. Ferry, Timothy J. Mccoy, Dimitri A. Sverjensky, and Hexiong Yang:Mineral evolution. In:The American Mineralogist.Band 93, 2008,S. 1693–1720 (englisch,geo.umass.edu [PDF;2,4 MB; abgerufen am 1. Januar 2024]). 
9. ↑Frank C. Hawthorne:The Role of OH and H₂O in oxide and oxysalt minerals. In:Zeitschrift für Kristallographie – Crystalline Materials.Band 201, 1992,S. 183–206 (englisch,researchgate.net [PDF;1,4 MB; abgerufen am 1. Januar 2024]). 
10. ↑Frank C. Hawthorne:Hydrogen, the Principal Agent of Structural and Chemical Diversity in Minerals. In: Luca Bindi, Giuseppe Cruciani (Hrsg.):Celebrating the International Year of Mineralogy (= Springer Mineralogy). Springer, Cham 2023,S. 327–359,doi:10.1007/978-3-031-28805-0_13 (englisch). 
11. ↑^abYuri Amelin, Alexander N. Krot, Ian D. Hutcheon, Alexander A. Ulyanov:Lead isotopic ages of chondrules and calcium-aluminum-rich inclusions. In:Science.Band 297,Nr. 5587, 2002,S. 1678–1683,doi:10.1126/science.1073950 (englisch). 
12. ↑Lawrence Grossman:Vapor-condensed phase processes in the early solar system. In:Meteoritics & Planetary Science.Band 45, 2010,S. 7–20,doi:10.1111/j.1945-5100.2009.01010.x (englisch). 
13. ↑Francesco Di Benedetto u. a.:First evidence of natural superconductivity: covellite. In:European Journal of Mineralogy.Band 18,Nr. 3, 2006,S. 283–287,doi:10.1127/0935-1221/2006/0018-0283 (englisch). 
14. ↑G. Eisenbrand, M. Metzler:Toxikologie für Chemiker. Thieme, Stuttgart, New York 1994,ISBN 3-13-127001-2,S. 264. 

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