Kristalle: Geometrie aus der Natur

Kristallsystem und Kristallhabitus unterscheiden

Ein Kristallsystem beschreibt Symmetrie und die geometrischen Beziehungen der kristallographischen Achsen. Die Mineralogie unterscheidet sieben Systeme: triklin, monoklin, orthorhombisch, tetragonal, trigonal, hexagonal und kubisch. Dies sind keine sieben Probenformen. Ein Kristall kann einem System angehören und dennoch verschiedene äußere Wuchsformen zeigen, je nachdem, welche Flächen am stärksten ausgebildet sind.

Die Tracht beschreibt das Gesamterscheinungsbild, zum Beispiel prismatisch, tafelig, nadelig oder faserig. Quarz gehört zum trigonalen System, obwohl ein bekanntes Quarzprisma meist einen sechseckigen Umriss zeigt. Pyrit gehört zum kubischen System, kann aber Würfel, Oktaeder oder Pyritoeder bilden. Diese Beispiele zeigen, warum das Zählen von Kanten nur ein erster Beobachtungsschritt und keine vollständige Bestimmungsmethode ist.

Auf Wachstumsraum und Unterbrechungen achten

Große, gut ausgebildete Flächen benötigen in der Regel Raum zum Wachsen. In einem dichten Gestein behindern sich benachbarte Körner gegenseitig, wodurch unregelmäßige Grenzen entstehen, selbst wenn jedes Korn eine geordnete innere Struktur besitzt. Ein Hohlraum kann offenen Raum bieten, doch ein freiliegender Kristall kann trotzdem ungleichmäßig wachsen, wenn Nährstoffe eine Seite leichter erreichen als die andere.

Veränderungen von Temperatur, gelösten Bestandteilen oder Fluidzufuhr können Zonen, Oberflächenstufen und unterbrochenes Wachstum hinterlassen. Ein Einschluss ist Material, das während oder nach der Entstehung eines Minerals eingeschlossen wurde; seine Deutung hängt von seiner Beziehung zum Wirtsmineral ab. Eine sichtbare Linie im Quarz ist nicht automatisch ein eigenständiges Mineral, und ein scheinbarer „Phantom“-Umriss erfordert sorgfältige Beleuchtung, bevor er sicher beschrieben werden kann.

Flächen, Spaltbarkeit und Bruch unterscheiden

Kristallflächen entstehen während des Wachstums. Spaltbarkeit beschreibt die Neigung eines Minerals, entlang bestimmter Strukturebenen zu brechen. Bruch beschreibt einen Bruch, der nicht der Spaltbarkeit folgt. Alle drei können den Umriss einer Probe beeinflussen. Calcit erzeugt häufig rhomboedrische Spaltstücke; diese sollten nicht automatisch als vollständige, natürlich gewachsene Rhomboederkristalle beschrieben werden.

Quarz besitzt keine Spaltbarkeit und zeigt meist muscheligen Bruch, der gekrümmte, schalenartige Bruchflächen erzeugt. Feldspat zeigt oft zwei deutliche Spaltrichtungen, die im oder nahe am rechten Winkel aufeinandertreffen. Vorhandene Brüche können wertvolle Hinweise liefern, doch das absichtliche Zerbrechen einer Probe ist selten ein sinnvoller erster Test. Dabei können wichtige Informationen über Wachstum und Mineralvergesellschaftungen verloren gehen.

Verwachsungen lesen, ohne sie überzuinterpretieren

Zwillingsbildung umfasst zwei oder mehr Kristallindividuen, die in einer bestimmten kristallographischen Beziehung verbunden sind. Ein zufälliges Kreuzen von Kristallen ist kein ausreichender Beleg. Gips kann Schwalbenschwanz-Zwillinge zeigen, während manche Feldspäte wiederholte Zwillingsbildung aufweisen, die besonders bei geeigneter optischer Untersuchung aufschlussreich ist. Ein Handstück kann auf eine Zwillingsbeziehung hindeuten, ohne genug Geometrie freizulegen, um sie zu belegen.

Aggregate benötigen ein eigenes Vokabular. Radialstrahlige Gruppen breiten sich von einem Zentrum nach außen aus; drusige Überzüge bestehen aus vielen kleinen Kristallen, die eine Fläche bedecken. Traubiges Material bildet gerundete, traubenartige Massen, oft aus viel kleineren inneren Einheiten. Diese Beschreibungen geben wieder, was sichtbar ist, ohne eine Zusammensetzung zu behaupten. Malachit, Hämatit und andere Minerale können alle gerundete Aggregate bilden.

Die riesigen Gipskristalle von Naica in Mexiko veranschaulichen die Bedeutung anhaltender geologischer Bedingungen und sind keine geheimnisvolle Ausnahme der Kristallographie. Wissenschaftliche Erklärungen verbinden ihr Wachstum mit der Wasserchemie und einer geeigneten thermischen Umgebung. Die Höhlen sind gefährliche Umgebungen und keine Ziele für beiläufiges Sammeln. Ihr Wert liegt hier als Beispiel dafür, wie eine auffällige Form überprüfbare Fragen anregt.