Röntgendiffraktometrie-Analyse (RDA) und Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (FTIR)

Dank der Anordnung kristalliner Materie in einer wiederkehrenden atomaren Struktur - dem sog. Kristallgitter - hat jedes Mineral sein typisches Röntgenbeugungsmuster, dass der Bragg'schen Gleichung folgt, die da lautet:

nλ = 2d*sinθ

Dementsprechend kann die Röntgendiffraktometrie-Analyse (RDA) benutzt werden, um die mineralogische Zusammensetzung von Gesteinen zu bestimmen. Das ist insbesondere für feinkörnige Gesteine sinnvoll, die oft reich an Tonmineralen und nur schwer zu mikroskopieren sind. Aufgrund ihrer Schichtstruktur haben Tonminerale und andere Phyllosilikate ein sehr deutliches und leicht identifizierbares RDA-Muster. Die RDA ist eine semiquantitative Methode. Sie nutzt die relative Höhe der 2θ-Peaks der einzelnen Mineralphasen zueinander, um den ungefähren Gehalt der einzelnen Phasen in der Probe zu ermitteln.

Die FTIR-Spektroskopie basiert auf der Wechselwirkung von Infrarot-Strahlung im Wellenlängenbereich von ca. 0,7 bis 500 µm mit (Geo-)Materialien. Die Infrarotspektroskopie ist eine häufig genutzte quantitative Methode für die Identifikation unbekannter Substanzen. Da bestimmte funktionale Gruppen, wie SiO₄^4-, CO₃^2- oder OH-Gruppen spezifische Absorptionsbereiche für Infrarotlicht haben, können zahlreiche Phasen bereits auf der Grundlage der Absorptionsspektren dieser Gruppen identifiziert werden.

Durch die Kombination von RDA und FTIR ist es möglich, die modale chemische Zusammensetzung geologischer Materialien mit hinreichender Genauigkeit zu bestimmen.