Mineralogie

Die auffälligste physikalische Eigenschaft eines Minerals ist seine Farbe. Leider haben aber nur wenige Minerale eine gleichbleibende Färbung. Beispielsweise kann Quarz farblos, weiß, rosa, grau, gelb, violett usw. gefärbt sein. Alkalifeldspat kann weiß, fleischfarben, grau oder grün sein. Diese unterschiedliche Färbung kann vielfältige Ursachen haben (z.B. Einlagerung feinster Einschlüsse einer anderen Mineralart oder einer Flüssigkeit, Einbau von Spurenelementen im Kristallgitter, unterschiedliche chemische Zusammensetzung bei Mischkristallen). Die Farbe vieler Minerale ist daher keine eindeutige diagnostische Eigenschaft, obwohl es auch Minerale mit einer konstanten Farbe gibt (Beispiele: Bleiglanz – bleigrau; Schwefel – gelb). Die Färbung eines Minerals kann auch durch oberflächliche Reaktionen mit der Atmosphäre modifiziert sein (Anlauffarben). Auch die Korngröße kann die Farbe beeinflussen.
Je nach den die Farbe bedingenden Ursachen teilt die klassische Mineralogie die Minerale in vier Gruppen ein:

Farblose (achromatische):
Ein Lichtstrahl geht ohne Absorption durch den Kristall hindurch (z.B. Bergkristall (Quarz), Diamant)

Eigenfarbige (idiochromatische):
Die Farbe entsteht durch die Anwesenheit von Atomen eines bestimmten Elements, das Bestandteil des Minerals ist (z.B. Kupfer (Cu) - blau, Azurit; Mangan (Mn) - rosa, Rhodonit; Uran (U) - Gelb, Autunit; Crom (Cr) - orange, Krokoit; Eisen (Fe) - gelb, Geothit; Cobalt (Co) - rosa, Erythrin).

Fremdfarbige (allochromatische):
Die Farbe entsteht durch die Anwesenheit der Atome von Elementen, die nur eine spurenhafte Beimengung in den Mineralen bilden, wie z.B. bei einigen Varietäten von Quarz, Halit, Beryll, Turmalin u.a.. Die Mineralfärbung kann auch von sogenannten Farbzentren herrühren, die durch Kristallbaufehler zustande kommen, ohne Elemetbeimengungen (z.B. Rauchquarz, Amethyst, Fluorit, Diamant). Färbungssonderfälle sind Einschlüsse anderer Minerale, z.B. von Chlorit und Hämatit in Jaspis.
Bei fremdgefärbten Mineralen stößt man oft auf verschiedene Anomalien, die mit dem Gitterbau des einzelnen Minerals zusammenhängen (z.B. Schlieren- oder Zonencharakter der Färbung). Vereinzelt lassen sich auch Farbänderungen bei verschiedener Beleuchtung beobachten. Das ist z.B. bei Alexandrit der Fall: bei Tageslicht erscheint er grün, bei Kunstlicht rosaviolett. Farbänderungen kann man an einigen Mineralen auch bei Drehung der Kristalle beobachten (z.B. bei Cordierit und Zoisit-Tansanit). Dieses Phänomen ist durch extrem starken Pleochroismus bedingt.

Scheinbar gefärbte (pseudochromatische):
Im Mineral entstehen Farbeffekte aufgrund optischer Erscheinungen, z.B. Brechung, Reflexion, Beugung, Dispersion oder Interferenz der Lichtstrahlen. So kann man an Rissen oder Spaltflächen vorwiegend durchsichtiger Minerale mit Glasglanz Regenbogenfarben beobachten, die durch eine Zerlegung des Lichtes, auch Irisierung genannt, entstehen. Irisieren können auch farblose und farbige dünne Oxidbeläge einiger Mineral mit Metallglanz wie Chalkopyrit, Bornit u.a., die sich als Anlauffarben zeigen. Sternenglanz, Asterismus, der bei geeignetem Schliff, z.B. bei Diopsid oder Korund u.a. zu sehen ist, stammt vom Lichtreflex auf den mikroskopischen, in einer bestimmten Richtung im Kristall orientierten Einschlüssen her. Beim Saphir kommt er von Rutilnädelchen, die ihn in einem Winkel von 120° in der Basiseben durchwachsen. Einen besonderen, vom Lichtreflex hervorgerufenen Schiller kann man auch auf den Einschlüssen winziger Glimmerplättchen in Aventurien sehen. Der bläuliche Schimmer des Adular wird der Lichtstreuung auf der Schichtstruktur des Feldspates zugeschrieben. Beim Opal beobachtet man ein kräftiges Farbspiel, das als Opalisieren bezeichnet wird. Es wird durch die Brechung und Zerlegung des Lichts auf den feinen Schichten mit winzigen SiO₂-Kugeln mit schwankendem Wasseranteil hervorgerufen. Die Lichtstreuung durch Reflexion auf dichtstehenden Nadeln und hohlen Röhrchen in Parallelanordnung schafft z.B. beim Tiger- oder Katzenauge nach dem Schliff den Eindruck eines Raubtierauges.