Probenaufbereitung

Meistens ist es nicht sinnvoll oder sogar unmöglich eine unaufbereitete Probe zu analysieren. Aus diesem Grund ist die Aufbereitung deiner Proben ein essentieller Schritt in der Analytik. Je nach Analysemethode ist dabei ein anderes Vorgehen nötig. Hier findest du eine Übersicht sowie Tipps und Anleitungen zu verschiedenen Präparationsmethoden.

Kontaminationsquellen

Bereits vor der Probenahme, wie auch während der Probenahme und bei der Bearbeitung und Analyse der Probe im Labor kann es zur Kontamination kommen. Es werden Fremdstoffe eingetragen, die die Probe verschmutzen und das Analyseergebnis verfälschen. Um die Verschmutzung allerdings so gering wie möglich zu halten, ist es wichtig die verschiedenen Kontaminationsquellen zu kennen. Durch eine Wahl von Geräten mit geeigneten Materialien und durch einen sauberen Arbeitsplatz etc. kann der Fremdstoffeintrag vermindert werden. Leider ist es oft nicht möglich Kontamination vollständig zu vermeiden. Aus diesem Grund ist eine genaue Dokumentation wichtig, sodass Kontamination nachvollzogen und bei der Interpretation des Analyseergebnisses berücksichtigt werden kann.

Probenzerkleinerung

Für viele Analysemethoden ist es wichtig, die Probe vor der Messung zu zerkleinern und evtl. weiter zu verarbeiten. Durch die verringerte Korngröße wird die Probe homogener und repräsentativer. Es gibt verschiedene Geräte, die für die Probenzerkleinerung geeignet sind. Für eine grobe Zerkleinerung kann das Gestein gesägt werden. Anschließend kann beispielsweise ein Backenbrechen oder eine hydraulische Presse genutzt werden. Um ein feines Pulver zu bekommen, kann die Probe mit einem Handmörser bearbeitet oder in einer Mühle gemahlen werden. Die Wahl der Methode der Zerkleinerung hängt von mehreren Faktoren ab, wie z.B. Größe der Probe, seine Materialeigenschaften (z.B. hart, spröde etc.) und das Ziel der Untersuchung, bzw. gewünschte Analysemethode. Für die geochemische Analytik ist beispielsweise die Auswahl einer repräsentativen Probe essenziell. Dies bestimmt auch die Größe der zu zerkleinernden Probe. Des Weiteren sollte Kontamination unter allen Umständen vermieden werden. Das bedeutet, dass bei der Auswahl des Zerkleinerungsgeräts auch die Kontamination, z.B. durch Abrieb der im Gerät befindlichen Materialien in Betracht gezogen werden sollte. Eine Übersicht über mögliche Materialien der Aufbereitungsgeräte findest Du hier.

Sieben

Das Sieben dient generell zum Abtrennen von Schüttgut nach Korngröße. Eingesetzt wird das Sieben in den Geowissenschaften vor allem bei Sedimenten und Böden, unter anderem in der Korngrößenbestimmung. Das Siebklassieren ist auch eine wichtige Methode der mechanischen Verfahrenstechnik mit dem bei der Mineralseparation die gewünschten Fraktionen abgetrennt werden. Im Fall von Gesteinen muss die Probe dafür zunächst zerkleinert werden.

Es wird unterschieden zwischen „Trockensieben“ und „Nasssieben“. Das Trockensieben erfolgt händisch oder mit Hilfe einer Siebmaschine. Beim Nasssieben wird das Schüttgut mittels Wasserstrahl durch die Siebe gefiltert. Im einfachsten Fall erhält man zwei Fraktionen – eine Grobfraktion und eine Feinfraktion. Meist werden jedoch mehrere Siebe zu einem Siebturm gestapelt. Je nach Anforderung müssen Siebe mit geeigneter Maschenweiten (mesh) ausgewählt werden.

Mineralseparation

Um einzelne Minerale einer Gesteinsprobe analysieren zu können müssen diese separiert werden. Dafür muss die Probe so weit aufbereitet werden, dass die einzelnen Mineralkörner unter einem Mikroskop gepickt werden können. Die Korngröße der separierten Minerale bewegen sich meist im Mikrometerbereich und es braucht mehrere Aufbereitungsschritte (Übersicht Mineralseparation) bevor mit dem Picking begonnen werden kann:

1. Zerkleinerung mit dem Hammer oder Backenbrecher
2. Unterteilung der Probe in grobe, mittlere und feine Fraktionen: Sieben
3. Trennung der mittleren und/oder groben Fraktionen in magnetische und unmagnetische Minerale: Magnetische Trennung
4. Grobe Trennung der Minerale mittels Dichteunterschieden: Schweretrennung

--> Der letzte Schritt der Mineralseparation ist dann das händische "Picken" der Minerale unter dem Mikroskop: Minerale picken

Dünnschliff- und Dickschliffpräparation

Die Gesteinsanalyse an Dünnschliffen findet in den Geowissenschaften viel Verwendung. Bei der Mineral- oder Fossilbestimmung ist die mikroskopische Untersuchung an Dünnschliffen essentiell. Im Artikel: Dünnschliffpräparation werden die Verschiedenen Verwendungsbereiche und Anfertigungsarten von Gesteinsschliffen behandelt. Wenn du selber Dünn- oder Dickschliffe erstellen möchtest und dabei noch Hilfe brauchst, dann schau hier vorbei.

AutorInnen

Smilla Kohl, Constantin Grau, Andrea Schmid