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Lumineszenz

Lumineszenz ist der Sammelbgriff für Leuchterscheinungen bei Mineralen, die nicht durch starkes Erhitzen hervorgerufen werden.


Lumineszenz Arten

Bestrahlt man Mineralien mit ultraviolettem Licht, so kann man feststellen, dass einzelne Mineralproben mehr oder weniger stark in den verschiedensten Farben leuchten. Diese Erscheinung nennt man Fluoreszenz.
Schaltet man die UV-Quelle aus, so kann man bei einigen Mineralien noch eine besondere Eigenschaft beobachten: Sie leuchten nach dem Ausschalten noch einige Sekunden, meist in einer anderen Farbe als der Fluoreszenzfarbe nach. Eine solche Eigenschaft nennt man Phosphoreszenz.
Ein Kristall kann auch durch radioaktive Strahlung (Radiolumineszenz) zum Leuchten angeregt werden. Ebenso durch Beschuß mit Elektronen (Kathodenstrahlen - Kathoden-Lumineszenz). Außerdem durch Erwärmen unterhalb der Glühtemperatur (Thermolumineszenz) - oder bei langsam ablaufenden chemischen Reaktionen bestimmter Stoffe, z.B. Oxidation von Phosphor (Chemo-Lumineszenz) und schließlich noch durch mechanische Einwirkung wie Zerbrechen, Schleifen oder Reiben (Tribo-Lumineszenz).

Die meisten Mineralien lumineszieren nicht.

Intrisch Lumineszierend werden Mineralien benannt, die typische Lumineszenzfarben aufweißen, dies ist eine Eigenschaft die in der Lagerstättenkunde benutzt wird. Zum Beispiel um Scheelit nachzuweisen, welches ein wichtiger Wolframträger ist. So verursachen wenige isolierte Baugruppen in den Kristallen solche Leuchterscheinungen. Kristallfehler und Fremdionen, eine der häufigsten Formen der Lumineszenz, lösen aber meist die Leuchterscheinungen aus, ihre Energieniveaus befinden sich dann in der Energielücke. Unterschiedliche Lumineszenzfarben bei Mineralien haben also somit verschiedene Ursachen, so wird rote Lumineszenz meist durch Chrom-Ionen herbeigeführt, orangerote Lumineszenz in Calciten verursacht durch Mangan. Der Anteil der Aktivatoren sollte aber nicht zu hoch sein, da dann die Intensität der Lumineszenz wiederum abnimmt. Wichtige Aktivatoren (Ionen) sind unter anderem Thallium, Blei, Silber und viele andere. Aber im Gegensatz dazu gibt es auch einige "Killerionen" von Metallen, die die Lumineszenz verhindern wie zB. Cobalt, Eisen und Nickel. Ein und das selbe Ion kann bei unterschiedlicher Konzentration, Nachtbarionen oder Positionen als Aktivator, Sensibilisator oder Killer auftreten.


Übersicht der verschiedenen Leuchterscheinungen


Ursachen

Lumineszenz kommt in Mineralien zustande, wenn sich im Kristallgitter Beimengungen fremder Atome oder deren Gruppen ("Seltene Erden", Ag, Cr, Mn, S, (UO2)3+, u.a) befinden, sog. Luminogene.

Die Anwesenheit einiger bestimmter Atome im Gitter bringt hingegen die Lumineszenz zum Erlöschen (Fe, Ni). Das sind die sog. Lumineszenzgifte.

Regelmäßig weisen solche Mineralien Lumineszenz auf, bei denen ein Luminogen zum normalen Gitterbestandteil gehört (Scheelit, Willemit, Uranmineralien, u.a.).

Ändert sich der Beimengungsgehalt bei Mineralien verschiedener Fundorte, ist die Lumineszenz inkonstant (Fluorit, Sphalerit, Calcit, Opal, Topas, u.a.). Wegen dieser Unzuverlässigkeit kann man die Lumineszenz nicht eindeutig in der Diagnostik nutzen.


Quellangaben:

  • "Leuchtende Mineralien-Aktivatoren und Killer"-von Dr.Gabriele Steffen /Kiel
  • George Gabriel Stokes (1819-1903) Cambridge Professor
  • Aufschluss Nr.50 November/Dezember 1999 S.353-356

Einordnung