Analysemethoden Mineralogie Flashcards
Was sind im Erz enthalten?
Erz = Erzmineral(e)+ Gangart
Erzminerale = Minerale von wirtschaftlichem Interesse
Gangart = Minerale, die den Wert des Erzes verringern => Verunreinigungen
Was sind die Mineralklassen nach Nickel-Strunz?
- Elemente
- Sulfide und Sulfosalze
- Halogenide
- Oxide
- Karbonate und Nitrate
- Borate
- Sulphate, Selenide, Telluride
- Phosphate, Arsenate, Vanadate
- Silikates und Germanate
- Organische Minerale
Was sind die Klassifizierungen unter die „9. Silikate und Germanate“ Gruppe nach Nickel-Strunz?
9.1 Nesosilikate/Inselsilikate
9.2 Sorosilikate/Gruppensilikate
9.3 Ringsilikate
9.4 Kettensilikate
9.5 Schichtsilikate
9.6 Gerüstsilikate
(9.7 Germanate)
Was bedeutet Gliederung nach dem Anion?
Bedeutet Gliederung nach Nichtmetalle, z.B:
▪ Sulfidische Erze: Kupferkies (CuFeS2); Bleiglanz (PbS); Zinkblende (Zn S)
▪ Oxidische Erze: Chromit ((Fe, Mg)Cr2O4); Zinnstein (SnO2); Magnetit (Fe3O4)
▪ Silikatische Erze: Beryll (Al2Be3[Si6O18]); Spodumen LiAl[Si2O6]
▪….
Was bedeutet Gliederung nach dem Metallkation?
Bedeutet Gliederung nach Metalle, z.B:
Zinkerze: Zinkblende (ZnS); Zinkspat (ZnCO3)…
Was sind von wissenschaftlichem und wirtschaftlichem Interesse bzgl. Erze?
• Mineralogie des Erzes (→Erz-Minerale + Gang-Minerale)
• Chemische Zusammensetzung des Erzes (→Erzgehalt)
• Chemische Zusammensetzung der Erzminerale (→ z.B. Au in Sulfiden)
Welche Aspekte von Erzen analysiert werden?
- Mineralogie + Gefüge
- Gesamtgesteinschemie
- (Erz-)mineralchemie
Was sind die Analysemethoden, um die Mineralogie + Gefüge zu analysieren?
→ optisch (in Licht Spektrum)
- makroskopisch - mikroskopisch
→ mikroanalytisch
- z.B. Röntgendiffraktometrie (XRD/RDA)
Was sind die Analysemethoden, um die Gesamt- und Mineralchemie zu analysieren?
→ mikroanalytisch
- Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA/XRF)
- Mikrosonden-Analytik (EMPA)
- Inductively-Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS)
Was sind Arten von Makroskopische Optische Mineralbestimmung?
- Idiochromatische Farben (Eigenfarbe)
- Allochromatische Farben (Fremdfarbe)
- Strichfarbe:
Minerale, die eine Eigenfarbe besitzen (Erzminerale) → farbige bzw. dunkle Strichfarbe
Allochromatische Minerale → blasser, weißer Strich
Wofür ist Polarisationsmikroskopie benutzt?
→Bestimmung von Mineralen
→Bestimmung von Gesteinen
Welche Methode ist benutzt für die mikroskopische Optische Mineralbestimmung von Transluzente Minerale?
Durchlichtmikroskopie
Welche Methode ist benutzt für die mikroskopische Optische Mineralbestimmung von Opake Minerale?
Auflichtmikroskopie
Welche Eigenschaften der Minerale sind bei Durchlichtmikroskopie beachtet?
Optische Eigenschaften: Isotropie (kubische Minerale, Gläser), Anisotropie (nicht kubische Minerale), Farbe, Pleochroismus, Lichtbrechung (Relief/Chagrin), Doppelbrechung (Interferenzfarbe), Auslöschung
Morphologische Eigenschaften: Kornform, Spaltbarkeit, Zwillingsbildung, Einschlüsse, Umwandlungen
Was ist die Funktionsweise der Polarisationsmikroskopie?
Polarisationsmikroskope und viele Methoden der Spektroskopie setzen Polarisatoren ein, um den Einfluss der Probe auf die Polarisation des Lichts zu untersuchen. Erstmal gibt es einen Polarisator um den Licht zu polarisieren und dann einen beim Analysator, der gegenüber dem ersten um 90° gedreht ist. Daher erscheint das Bild schwarz. Befindet sich auf dem Objekttisch zwischen den beiden Polarisationsfiltern eine Probe, so können sich die optischen Bedingungen ändern. Dieses Prinzip wird besonders zur Untersuchung optisch anisotroper (doppelbrechender) Objekte eingesetzt, aber auch isotroper, da sie andere Einwirkungen haben. Durch die Änderung der Polarisationsebene kommt es nicht mehr zur vollständigen Auslöschung – ein Teil des Lichtes dringt durch den Analysator und entsprechende Strukturen werden sichtbar. Auch ist es möglich die Inferenzenfarben zu beobachten.
Was ist der Unterschied zwischen Farbe & Pleochroismus bei der Durchlichtmikroskopie?
Farbe = Absorption unabhängig von der Gitterausrichtung zum einfallenden Licht
Plechroismus = Absorption abhängig von der Gitterausrichtung zum einfallenden Licht
Was bedeutet Spaltbarkeit?
Als Spaltbarkeit wird bei Mineralien und Kristallen die Tendenz bezeichnet, an bestimmten parallelen Ebenen im Kristallgitter zu brechen.
Welche Eigenschafter der Minerale sind bei Auflichtmikroskopie betrachtet?
- Reflexionsvermögen
- Farbe des Minerals
- Korngröße und –form
- Verwachungsart
- Einschlüsse
Welche Art von Strahlung ist Röntgenstrahlung?
X-ray
Röntgendiffraktometrie Definiton.
Wichtigste, konventionelle Methode zur Bestimmung der qualitativen (und quantitativen) Zusammensetzung
von kristallinen Substanzen (→Minerale und Mineralgemenge)
Beschreibung der qualitative Röntgendiffraktometrie.
Identifizierung aller in einer Probe vorhandenen kristallinen Substanzen aber: je nach Zusammensetzung (Vorhandensein von u.a. Mikroklin) ist ein prozentualer Mindestanteil einer Substanz notwendig (~5 wt%)
Beschreibung der quantitative Röntgendiffraktometrie.
Bestimmung der Volumenanteile einzelner Mineralphasen aber: Datenblätter mit quantifizierten Messwerten müssen zum Abgleich vorliegen; Substanzen müssen im wt%-Bereich vorliegen
Welche Art von Festkörper wird für Röntgendiffraktometrie (XRD) benötigt?
kristalliner Festkörper
Welches Prinzip nutzt Röntgendiffraktometrie?
- jede kristalline Substanz besitzt ein charakteristisches Atomgitter
- die Abstände der Netzebenen der Substanzen sind je nach Substanz anders
- Beugung von Röntgenstrahlen an Netzebenen in Kristallen
- Braggsche Gleichung: nλ = 2 d sin θ wird benutzt, um den Abstand d zu finden
- die Ergebnisse können mit Röntgendiffraktogramme für Substanzen verglichen werden
Wie unterscheiden sich die Röntgendiffraktogramme verschiedener Substanzen?
- Anzahl der Peaks: je höher symmetrisch eine Substanz ist, desto weniger Reflexe erscheinen im Beugungsbild
- Lage der Peaks: Der Beugungswinkel 2θ ist von der Wellenlänge der verwendeten Röntgenstrahlung abhängig und wird durch die Größe und Symmetrie der Elementarzelle bestimmt
- Intensität der peaks: wird durch die Art und durch die Anordnung der Atome im Kristall bedingt
- Breite und Linienform der einzelnen Peaks: hängt von den Messbedingungen, den Proben-eigenschaften (wie z.B. Korngröße) und Kristallisationszustand ab
Wie geht die Probenpräparation für Röntgendiffraktometrie?
Probe: aufmahlen → analysenfeines Pulver
Falsche Probenpräparation kann systematische Fehler zur Folge haben
Darauf achten, dass
- Probenhöhe stimmt
- manche Kristalle eine bevorzugte Richtung aufweisen
- Korngröße des Pulvers stimmig ist
Falsche Probenhöhe führt zu was bzgl. Röntgendiffraktometrie?
→ Verschiebung der 2-Theta-Lagen der Peaks
→ Veränderung der Intensitäten der Peaks
Falsche Korngröße führt zu was bzgl. Röntgendiffraktometrie?
optimale Kristallgröße 5-10 μm
→ Absorptionseffekten
→ Bevorzugte Orientierung
→ Inhomogenität
Was ist Computertomographie?
- Multi-methodische Analytik
- Integration der gesammelten Gesteinsinformationen zur Auswertung von CT Scans für eine 3D-Darstellung
der Probe - CT nutzt Röntgenstrahlung zur dreidimensionalen Darstellung von Objekten:
• Absorption v.a. abhängig von Materialdichte
• Reale Abbildung der gesamten Probe durch die Rekonstruktion von 2D-Tomographien
• Textur und Struktur in 3D
• Volumetrische Phasenanteile - Mineralogie ist zuvor mit anderer Analytik zu bestimmen!
