Die Hauptprozesse, die zur Bildung von Mineralien führen, sind: • Kristallisation einer Flüssigkeit, die beim Abkühlen vom flüssigen in den festen Zustand übergeht. Beispiele: Frieren von Wasser zu Eis; Kristallisation durch Abkühlen eines Magmas. • Chemische Fällung aus einer übersättigten Lösung. Beispiele: die Bildung eines Agaths; die Bildung von kavernösen Ablagerungen, die Mineralien der Verdampfungssequenz. • Kristallisation von Dämpfen. Beispiel: Die Kristallisation von Schwefel um Fumarolen (Ausströmen von $H_2S$-reichem Gas aus der Magmakammer) auf Vulkanen.
Jedes Mineral hat seinen Schmelzpunkt, der auch seinem Kristallisationspunkt bei einem gegebenen Druck entspricht. Mehrere Mineralien in der Erdkruste kristallisieren aus einem Magma, d.h. geschmolzenem Gestein. Diese Kristallisation folgt bestimmten Regeln. In einem Magma, dessen Temperatur über $1200 ^° C$ liegt, wie beispielsweise im oberen Erdmantel, befinden sich die Mineralien alle in ihrer flüssigen Phase. Wenn dieses Magma in die Erdkruste eingeführt wird, nimmt es an Druck ab und kühlt allmählich ab. Bei einer Absenkung der Magmatemperatur kristallisieren progressiv die Mineralien, deren Kristallisationstemperatur zunehmend niedriger wird. Die Reihenfolge der Kristallisation ist wie folgt: 1) Olivin. 2) Pyroxene. 3) Amphibole 4) Biotit. 5) Quartz, 6) Feldspath 7) Muscovit
Olivin
Ein Pyroxen : Augit
Ein Amphibol : Hornblende
Biotit
Feldspath
Muscovit
Soweit die Mineralien in der Magmakammer kristallisieren,d.h. in der Höhlung, in die das Magma eingeführt wird, sedimentieren die Kristalle und sammeln sich am Boden der Kammer. Es wird daher abgesondert, und die Gesteine, die aus der Kristallisation des Magmas (magmatisches Gestein) resultieren, weisen unterschiedliche Mineralanordnungen auf, je nachdem, ob sich eins an der Basis, der Mitte oder der Oberseite der Magmakammer befindet.
Es gibt alle Arten von wässrigen Lösungen, die in den Gesteinen der Erdkruste zirkulieren. Sie können aus warmen Bereichen des Mantels stammen und aus überschüssigem Wasserdampf eines Magmas bestehen. Oder es kann Wasser sein, das in tiefen sedimentären Becken eingeschlossen wurde. Die schönen Agathe, die wir in den Mineralstoffgeschäften kaufen, wurden durch den Niederschlag von Mineralien aus einer Lösung in einer Felshöhle gebildet.
Wasser kommt von der Oberfläche und dringt durch die Kalkbrüche ein. Während der Auflösung von Kalksteinen (1) .. $Ca^{2+}CO_3^{2-}$ $+$ $H_2O$ $+$ $CO_2$ $\rightarrow$ $Ca^{2+}$ $+$ $2HCO_3^{-} $ wird das Wasser in $ CO_2 $, Calciumionen ($ Ca^{2+} $) und Hydrogencarbonationen $ HCO_3^{-} $ angereichert. In den Felsen direkt über der Höhle hat man einen Druck in der Lösung von mehreren Atmosphären aufgrund des Gewichts des Felsens. Wenn die Lösung in die Kaverne eindringt, nimmt der Druck plötzlich ab. Dann tritt das Entgasungsphänomen von $ CO_2 $ auf: $Ca^{2+}$ $+$ $2HCO_3^{-}$ $\rightarrow$ $Ca^{2+}CO_3^{2-}$ $+$ $H_2O$ $+$ $CO_2$ Calcit $CaCO_3$ fällt aus, es bilden sich Stalaktiten (2) und Stalagmiten (3).
Meerwasser enthält eine Vielzahl von Ionen in Lösung, darunter positive Ionen wie Calcium, Natrium und Kalium, negative Ionen wie Chlorid-, Carbonat- und Sulfationen. Durch die Verdampfung wird nur Wasser entfernt, so dass die Salze mit fortschreitender Verdampfung konzentrierter werden. Meerwasser ist hier mit Kalziumkarbonat (CaCO 3) etwas übersättigt. Letzteres fällt natürlich aus und lagert am Boden des Gefäßes eine Schicht aus $ CaCO_3 $ -Kristallen (Calcit oder Aragonit) ab.
Bei weiterer Verdampfung und folglich erhöhtem Salzgehalt wird die Lösung von einem anderen Salz, dem hydrierten $CaSO_4$ (Gips), übersättigt; Die Lösung (das Medium) wird "penesalin" genannt. Gips fällt aus. Mit einer weiteren Erhöhung des Salzgehaltes kommt dann die Ausfällungsphase von Natriumchlorid, NaCl (Halit, gewöhnliches Salz); Die Lösung (das Medium) wird als "Salzlösung" bezeichnet.
Die letzte Phase vor der vollständigen Verdampfung ist Kaliumchlorid, KCl (Sylvin, allgemein bekannt als Kali); Die Lösung (das Medium) ist jetzt "hypersalin". Man erhält so eine ganz bestimmte Folge von ausgefällten Mineralien durch Verdampfung des Meerwassers:
In der Natur geschieht die Bildung von Verdampfermineralien unter anderem in großen Lagunen am Meer, Lagunen, die in Dutzenden oder Hunderten von Quadratkilometern gemessen werden, in Gebieten, in denen die Verdunstung den Regen überwiegt.