Einführung in die Bestimmung von Steinen und Mineralien

Natürlich vorkommende anorganische Materialien wie Steine und Mineralien faszinieren Menschen seit eh und je.

Natürlich vorkommende anorganische Materialien wie Gestein und Mineralien faszinieren Menschen seit eh und je. Ob Sie nun die Geschichte einer geologischen Region studieren, notwendige Nahrungsergänzungsmittel zur Erhaltung eines gesunden menschlichen Körpers bestimmen, bunte Steine sammeln oder entscheiden, welche wertvollen Edelsteine Sie an Ihre Nachkommen weitergeben wollen – Gesteine und Mineralien sind ein wichtiger, langer und eng verwobener Teil der menschlichen Geschichte. Allerdings können die wichtigen Unterschiede zwischen Gesteinen und Mineralien für diejenigen, die mit dem Thema nicht vertraut sind, unklar oder verwirrend sein. In diesem Artikel werden die Unterschiede zwischen Gesteinen, Mineralien und Trommelsteinen erläutert, um die einzigartigen Eigenschaften und Qualitäten eines jeden besser zu verdeutlichen.

Klassifizierung von Gesteinen

Einfach ausgedrückt ist ein Stein eine feste Akkumulation von einem oder mehreren Mineralien. Jedes Gestein besteht aus unterschiedlichen Kombinationen und Mengen verschiedener Mineralien, die sich im Laufe der Zeit durch Temperatur und Druck ständig verändert haben. Da Steine in ihrer Zusammensetzung nicht einheitlich sind, können sie nicht nach ihrer Beschaffenheit klassifiziert werden. Stattdessen werden Steine nach der Art und Weise klassifiziert, in der sie durch natürliche Prozesse entstanden sind. Geologen und andere Geowissenschaftler haben Steine in drei verschiedene Klassifizierungen eingeteilt, die im Folgenden beschrieben werden.

Die erste Gesteinskategorie wird als Eruptivgestein oder Vulkangestein bezeichnet. Die Bezeichnung kommt daher, dass harte Gesteine in Vulkanen oder tief im Erdmantel und in der Erdkruste gebildet werden, wo die Temperatur außerordentlich heiß ist. Vulkangestein ist zunächst Magma, also geschmolzenes Gestein. Magma hat eine geringere Dichte als festes Gestein, wodurch es zur Erdoberfläche aufsteigt. Vulkangestein kann weiter in extrusives oder intrusives Vulkangestein unterteilt werden. Extrusives Vulkangestein ist das Ergebnis von Lava, die die Erdoberfläche erreicht und dem Abkühlungs- und Härtungsprozess unterliegt. Gängige Beispiele für extrusives Vulkangestein sind Lavagestein, Obsidian und vulkanische Asche. Intrusives Vulkangestein entsteht in der Regel tief unter der Erde, wenn Magma in bereits bestehende Gesteinsschichten eindringt und dann im Laufe der Zeit an die Oberfläche geschoben wird. Beispiele für intrusives Vulkangestein sind Granit und Basalt.

Die zweite Kategorie von Gestein wird als Sedimentgestein bezeichnet. Dies ist die häufigste Gesteinsart und ist eine Ansammlung von verdichtetem Sediment im Wasser, das sich im Laufe der Zeit verfestigt hat. Sedimentgestein entsteht in der Regel, wenn kleine Gesteinsbrocken und Mineralien durch einen Prozess, der als Verwitterung bekannt ist, abgebaut werden. Daher hat Sedimentgestein typischerweise ein geschichtetes Aussehen. Diese Steinstücke setzen sich auf dem Grund eines Gewässers ab und formen sich langsam durch Zementierung, Verdichtung und Rekristallisation zu einem festen Stück neuen Gesteins. Einige Beispiele für Sedimentgestein sind Sandstein, Kalkstein und Schiefer.

Die dritte Kategorie von Gesteinen heißt metamorphes Gestein. Das Wort „metamorph“ hat seinen Ursprung im Griechischen und bedeutet „die Form verändernd“. Metamorphe Gesteine beginnen als magmatische oder sedimentäre Gesteine und durchlaufen eine physikalische und/oder chemische Umwandlung durch immense Hitze und Druck, die zu einem neuen Gestein führt. Metamorphes Gestein, das Faktoren wie Hitze und Druck benötigt, um seine Zusammensetzung zu verändern, findet sich typischerweise tief in der Erdkruste und ist oft härter als Vulkan- und Sedimentgestein. Gebirgsketten bestehen oft aus metamorphen Gesteinen, und das Vorhandensein von metamorphen Gesteinen in hügeligen oder flachen Ebenen deutet darauf hin, dass das Gebiet einst von Bergen geprägt war, die inzwischen erodiert sind.

Metamorphes Gestein kann auf drei Arten entstehen: durch Kontakt-, Regional- oder dynamische Metamorphose. Kontaktmetamorphose tritt auf, wenn Magma mit vorhandenem Gestein in Kontakt kommt, wodurch sich die Temperatur erhöht und ein nicht-blättriges Gestein, ein Gestein ohne Spaltung oder ein Gestein mit gestreiftem Aussehen entsteht. Beispiele für nicht-blättrige Gesteine sind Marmor, Hornfels und Quarzit. Metamorphes Gestein, das durch regionale Metamorphose entsteht, ist einem enormen Druck ausgesetzt, der zu gebogenen und gebrochenen blättrigen Gesteinen wie Gneis und Schiefer führt. Bei der dynamischen Metamorphose sind große Mengen an Hitze und Druck im Spiel, was dazu führt, dass sich die betroffenen Gesteine verbiegen, falten, abflachen und schneiden.

Klassifizierung von Mineralien

Mineralien sind anorganische, natürlich vorkommende und feste Stoffe mit einer festen chemischen Struktur. Mineralien können aus einem einzelnen Element (z. B. Gold) bestehen oder aus einer Kombination von Elementen (z. B. Salz, das aus der chemischen Verbindung Natriumchlorid besteht) hergestellt werden. Der Unterschied zwischen Gesteinen und Mineralien liegt in der Zusammensetzung von Mineralien und der Art und Weise, wie Mineralien wissenschaftlich kategorisiert werden. Mineralien haben spezifische chemische Strukturen, die es erlauben, sie nach ihrer chemischen Zusammensetzung zu klassifizieren, während die Zusammensetzung eines Gesteins in seiner gesamten Struktur fast nie einheitlich ist. Die Erde beherbergt über 2.000 Mineralien, aber nur 30 dieser Mineralien machen den Großteil der Gesteine auf diesem Planeten aus. Ebenso gibt es zwar 92 natürlich vorkommende Elemente auf der Erde, aber nur acht Elemente sind in der großen Mehrheit der Mineralien enthalten. Diese acht Elemente sind Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Eisen, Calcium, Natrium, Kalium und Magnesium.

Mineralien werden oft in zwei Untergruppen untergeteilt: Silikate und Nichtsilikate. Silikate oder Mineralien, die Silizium und Sauerstoff enthalten, machen über 90 % der Erdkruste aus. Mineralien, die diese beiden Elemente nicht enthalten, werden einfach als Nicht-Silikate klassifiziert. Beispiele für Nicht-Silikate sind Calcit, Kochsalz, Schwefel und Kupfer. Darüber hinaus können Mineralien anhand ihrer physikalischen Struktur kategorisiert werden. Häufig vorkommende Minerale weisen eine Kristallstruktur auf, die durch ein sich wiederholendes, gleichmäßig angeordnetes dreidimensionales Muster von Atomen, Ionen oder Molekülen gebildet wird. Mineralien, die keine geordnete, kristalline Struktur aufweisen, werden jedoch als amorphe Feststoffe bezeichnet.

Mineralien werden innerhalb einer bestimmten Reihe von Kriterien durch die Eigenschaften, die sie zeigen, eingestuft. Eigenschaften wie Glanz, Härte, Streifung, Spaltbarkeit, spezifisches Gewicht (Dichte) und Farbe helfen Mineralogen und Geologen, das betrachtete Mineral zu entschlüsseln. Während Härte, Dichte und Farbe selbsterklärende Begriffe sind, sind Streifung, Spaltbarkeit und Glanz für manche vielleicht nicht so selbsterklärend. Glanz beschreibt die Leichtigkeit, mit der ein Mineral Licht reflektiert. Streifung beschreibt die Farbe eines Minerals in pulverisierter Form, die durch Reibung zwischen dem Mineral und einer harten Oberfläche bestimmt werden kann. Die Spaltbarkeit beschreibt die Art und Weise, wie ein Mineral in kleinere Stücke zerfällt, die in der Regel entweder kleine Würfel oder dünne Platten sind. Mineralien mit geringer oder keiner Spaltbarkeit neigen dazu, leicht zu brechen oder an zufälligen Stellen statt in gleichmäßigen Stufen zu zerbrechen.

Mineralien sind notwendig für gesundes organisches Leben, haben aber auch bemerkenswerte menschliche Erfindungen ermöglicht. Menschen haben sich die Eigenschaften von Mineralien zunutze gemacht, um die alltäglichen Aktivitäten von Menschen auf der ganzen Welt zu unterstützen. Zum Beispiel ist Kupfer, ein Nicht-Silikat-Mineral, das wichtigste Mineral, das im modernen Leben verwendet wird. Die Stromversorgung von Toastern bis hin zu Autos wird durch kupferhaltige Drähte, die einen natürlichen Leiter für Elektrizität darstellen, vereinfacht. Schwefel, ein Einzelelement-Mineral, ist für die Herstellung von Feuerwerkskörpern und Streichhölzern unerlässlich. Gips dient als Grundlage für Trockenbauwände und wirkt als erste Schutzschicht gegen Gebäudebrände aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung, die Wasser enthält.

Was sind Trommelsteine?

Trommelsteine sind Steine und Mineralien, die poliert wurden, bis ihre Oberflächen glatt wurden. Durch diese Verwandlung werden sie zu hellen, farbenfrohen Stücken von natürlicher Schönheit, die es in einer Vielzahl von Formen und Farben gibt.

Steine werden in einem als „Poliertrommel“ genannten Gerät getrommelt. Dieser Behälter wird mit Steinen befüllt und dreht sie dann in einem mehrwöchigen Prozess gegen eine Schleiffläche und Wasser, während er die Oberfläche des Steins glättet. Schließlich wird der Stein mit einer Steinpolitur wie zum Beispiel Aluminiumoxid weitergedreht, um eine glänzende Oberfläche zu erhalten. Nach diesem Prozess können die Steine dann mit Farben, Ölen, Wachs oder Hitze weiter behandelt werden. Diese zusätzlichen Behandlungen verstärken vorhandene Farben oder Muster und können das Aussehen der Steine verbessern, indem sie Unvollkommenheiten verbergen.

Bei der Auswahl eines Steins für den Einsatz in einer Poliertrommel ist es wichtig, einen Stein zwischen 5 und 8 auf der Härteskala zu wählen. Ein zu harter Stein lässt sich möglicherweise nicht so gut polieren, und ein weniger fester Stein ist möglicherweise nicht stabil genug, um den Prozess zu überstehen. Zu den häufig verwendeten Materialien gehören Achat, Granit, Mineralien wie Granate oder Mondsteine und verschiedene Kristallquarze. Manchmal werden sogar kleine Stücke von versteinertem Holz genommen.

Trommelsteine haben eine Vielzahl von persönlichen und kommerziellen Verwendungen. Für jemanden, der gerade erst mit seiner eigenen Steinsammlung anfängt, sind Trommelsteine ein einfacher und kostengünstiger Weg, um mit dem Kauf einzigartiger Stücke zu beginnen. Trommelsteine werden seit jeher als Hilfsmittel für Meditation und spirituelles Wohlbefinden verwendet. In Spas werden diese Steine oft als Heilkristalle bezeichnet, und in einigen alternativen medizinischen Praktiken werden sie verwendet, um den Geist oder die Chakren des Körpers zu behandeln. In einem eher weltlichen Sinn können Trommelsteine auch in der Heimdekoration, bei der Schmuckherstellung und in anderen Handwerksbereichen verwendet werden.

Fazit

Obwohl sie praktisch überall zu finden sind und natürlich auf der Erde vorkommen, faszinieren Gesteine und Mineralien weiterhin die Menschheit. Zu verstehen, wie man Gesteine identifiziert und kategorisiert, hilft uns, die Erdgeschichte zu entschlüsseln, lange bevor der Mensch die bevölkerungsreichste Spezies war. Zusätzlich hilft das Wissen über Mineralien dem Menschen, gesunde organische Körperfunktionen zu unterstützen und die Ökosysteme voranzutreiben, in denen natürlich vorkommende Mineralien zu finden sind.