Skapolithgruppe

Skapolithgruppe
Scapolite - Badakhshan, Afghanistan.jpg
Zwei violette Skapolithe auf Muttergestein mit unbekannten, grünen Kristallen
Allgemeines und Klassifikation
Chemische Formel(Na, Ca)4(Si, Al)12O24(Cl, CO3)
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)		Silikate
System-Nummer nach
Strunz (9. Aufl.)
Dana
9.FB.15
76.03.01.00
Kristallographische Daten
Kristallsystemtetragonal
Kristallklasse; Symboltetragonal-dipyramidal; 4/m
RaumgruppeI4/m (Nr. 87)Vorlage:Raumgruppe/87 und P42/n (Nr. 86)Vorlage:Raumgruppe/86[1]
FormeleinheitenZ = 2[1]
Häufige Kristallflächen{100}, {110}, {101}, {211}
Zwillingsbildungkeine
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte5 bis 6
Dichte (g/cm3)2,50 bis 2,80[2][3]
Spaltbarkeitdeutlich nach {100}, {110}[2][3]
Bruch; Tenazitätuneben bis muschelig
Farbefarblos, weiß, grau, rosa, violett, blau, gelb, braun[2][3]
Strichfarbeweiß
Transparenzdurchsichtig bis opak
GlanzGlasglanz
Kristalloptik
Brechungsindexn = 1,532 bis 1,600[2][3]
Doppelbrechungδ = 0,018 bis 0,044[2][3]
Optischer Charaktereinachsig negativ[2][3]
Weitere Eigenschaften
Besondere Merkmaleorange bis hellgelbe Fluoreszenz unter UV-Licht[2][3]

Die Skapolithgruppe, veraltet auch als Wernerit bekannt, ist eine Gruppe tetragonaler Gerüstalumosilikate[1] mit der allgemeinen Zusammensetzung:

D4[T4O8]3(X,Z)2/v; v = 1, 2[4] In dieser Formel bedeuten:

  • D: Große Kationen, die von 9 oder mehr Anionen umgeben sind: Na+, Ca2+, K+, Sr2+, Ba2+, Fe2+
  • T: Kleine Kationen, die von 4 Anionen tetraedrisch umgeben sind: Si4+, Al3+
  • O: Sauerstoff
  • X: Einatomige Anionen: Cl−, Br−[5]
  • Z: Mehratomige Anionen: CO3, SO4, HSO4, H CO3, OH, H2O[4]
  • v: Valenz (Ladung) der Anionen X und Z

Die Skapolithgruppe umfasst die Minerale

  • Marialith: Na4Al3Si9O24Cl,
  • Mejonit: Ca4Al6Si6O24CO3 und
  • Silvialith: (Ca,Na)4Al6Si6O24(SO4,CO3)[6],

die eine lückenlose Mischkristallreihe bilden.

Die Kurzbezeichnung Skapolith wird meist für einen Mischkristall der Reihe Marialith–Mejonit verwendet.[7]

Die mitunter über 1 m großen Kristalle sind prismatisch gestreckt entlang der kristallographischen c-Achse. Ihre Form wird dominiert von den Prismenflächen {100} und {110}. Die Prismen werden vorwiegend begrenzt von den Pyramidenflächen {101}. Häufig ist eine Flächenstreifung in Längsrichtung auf den Prismenflächen.[2][3]

Etymologie und Geschichte

Der Name Skapolith leitet sich aus dem griechischen von skapos (Stab) und lithos (Stein) ab.

Eingeführt wurde die Bezeichnung Skapolith im Jahre 1800 von José Bonifácio de Andrada e Silva.[8] In der gleichen Arbeit wird auch Wernerit beschrieben. Über Jahrzehnte wurden beide Namen parallel verwendet, abwechselnd als Gruppen- und Varietätenbezeichnung, bis die CNMMN (Commission on New Minerals and Mineral Names) 1997 den Namen Wernerit verwarf und Skapolith als Gruppennamen festlegte.[9]

Klassifikation

Nach der Systematik von Strunz (9. Auflage) gehört die Skapolithgruppe (9.FB.15) zur Mineralklasse 9 (Silicate), Abteilung der Gerüstsilikate ohne zeolithisches H2O (F) mit weiteren Anionen (B).

Nach der Systematik von Dana gehört die Skapolithgruppe (76.03.01) zur Klasse der Gerüstsilikate mit SI-Al-Gerüst (76) mit sonstigen Be/Al/Si-Gerüststrukturen (03).

Kristallstruktur

Skapolithe kristallisieren tetragonal in der Raumgruppe I4/m (Raumgruppen-Nr. 87)Vorlage:Raumgruppe/87 und P42/n (Nr. 86)Vorlage:Raumgruppe/86 mit zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle. Marialith- und Meionit-reiche Skapolithe kristallisieren in der Raumgruppe I4/m (Nr. 87)Vorlage:Raumgruppe/87, wohingegen die Mischkristallstruktur die Raumgruppe P42/n (Nr. 86)Vorlage:Raumgruppe/86 aufweist. Entsprechend kann die Skapolithgruppe in drei isomorphe Serien aufgeteilt werden:

  • 9.0 > Si > 8.4: Marialith reich Skapolithe
  • 8.4 > Si > 7.3: intermediäre Skapolithe
  • 7.3 > Si > 6.0: Meionit reiche Skapolithe

Strukturell unterscheiden sich diese Serien vor allem in der Verteilung von Al und Si auf die verschiedenen Gitterpositionen im Alumosilikatgerüst.[1]

Si und Al sind von vier Sauerstoffen so umgeben, dass die Sauerstoffe auf den Ecken eines Tetraeders liegen, in dessen Zentrum sich das Si- oder Al-Kation befindet (tetraedrische Koordination). Diese (Si,Al)O4-Tetraeder sind über alle vier Ecken miteinander zu einem dreidimensionalen Gerüst verknüpft (Gerüstsilikat). Dieses Gerüst setzt sich aus 4-er und 5-er Ringen von (Si,Al)O4-Tetraedern zusammen, die, ähnlich wie in Zeolithen, größere Hohlräume umschließen. In jedem dieser Hohlräume befinden sich ein (X,Z)-Anion (Cl, CO3) und 4 D-Kationen (Na, Ca).[10][11]

Die großen D-Kationen in den Alumosilikathohlräumen sind von 7 Sauerstoffen und einem (X,Z)-Anion umgeben.

Eigenschaften

Skapolith ist an sich farblos, kann aber durch Spuren färbender Elemente rosa, violett, blau, gelb oder braun gefärbt sein. Einschlüsse von Graphit führen zu einer grauen bis schwarzen Färbung. Die Strichfarbe ist Weiß. Die Kristalle sind transparent bis undurchsichtig trüb mit Glasglanz. Die Dichte beträgt 2,50 – 2,80 g/cm3. Die Härte von Skapolith ist vergleichbar mit der von Feldspäten (Mohshärte 5–6).[2][3]

  • Farbvariationen von Skapolith
  • farblos (Madagaskar)

    farblos (Madagaskar)

  • gelb (Tansania)
    (c) Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0

    gelb (Tansania)

  • violett (Afghanistan)
    (c) Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0

    violett (Afghanistan)

  • goldbraun (Tansania)

    goldbraun (Tansania)

  • grau (Kanada)

    grau (Kanada)

Skapolithe fluoreszieren in UV-Licht orange bis leuchtend gelb und seltener auch rot.[2][3]

  • Fluoreszenz von Wernerit

    Fluoreszenz von Wernerit

Varietäten

Dipyr (auch Schmelzstein[12]) ist eine natrium- und chlorreiche Skapolith-Varietät. Auch der Mizzonit ist ein Mischkristall der Skapolithreihe, wird aber als natriumreicher Mejonit definiert.[7]

Gabbronit ist die Bezeichnung für unzureichend beschriebenes Mineral, bei dem es sich sowohl um Skapolith als auch um Nephelin handeln kann.[13]

Bildung und Fundorte

Skapolith findet sich weltweit in kontaktmetamorphen Kalksilikatgesteinen (Skarn) sowie metamorphen basischen Gesteinen (Metagabbros, Metadiorite) und Gneisen.

In Gneisen und Metabasiten bildet sich Scapolith bei der Reaktion von Feldspäten mit NaCl- reichen Lösungen und tritt zusammen auf mit Plagioklas, Hornblende, Klinopyroxen.

In Skarn-Lagerstätten findet man Skapolith vergesellschaftet mit Calcit, Diopsid, Epidot, Phlogopit, Tremolit, Granat, Vesuvianit, Wollastonit, Titanit, Kalifeldspat, Fluorit, Pyrit.[5]

Sulfatreiche Skapolithe sind in Granat-Granuliten der unteren Erdkruste und des oberen Erdmantels zu finden. Dort treten sie zusammen mit Plagioklas, Ca-Amphibolen, Klinopyroxen, pyropreichen Granaten und Spinell auf. Die Mineralgefüge deuten darauf hin, dass Skapolithe dieser Vorkommen nicht sekundär durch Umwandlung von Feldspäten gebildet wurden, sondern direkt aus wasserhaltigen Alkalibasaltmagmen auskristallisiert sind.[6]

Weiterhin konnte Skapolith in Meteoriten (Chondrit) nachgewiesen werden.[14]

Verwendung

Farblose Skapolithe in verschiedenen Schliffen
Terrazzo mit fluoreszierendem Wernerit

Skapolith gehört trotz seiner oft gut ausgebildeten, klaren und glänzenden Kristalle zu den eher selten genutzten Schmucksteinen, da er empfindlich gegenüber Säuren ist[15][16] und keine Wärme verträgt.[17] Je nach Farbvarietät besteht unter anderem Verwechslungsgefahr mit Chrysoberyll, Citrin und Goldberyll (gelb), Rosenquarz (rosa) und Amethyst (violett) sowie Titanit (bräunlichgelb, rötlichbraun) und verschiedenen Turmalinen (mehrfarbig). Auch Skapolithe mit Chatoyance (Katzenaugeneffekt) und Asterismus (Sterneffekt) sind bekannt.[18]

Gelegentlich wird Skapolith (Wernerit) auch in Terrazzo-Böden verarbeitet, wobei dessen fluoreszierende Eigenschaften ausgenutzt werden, um eine Art „Chamäleon-Effekt“ beim Aussehen der Oberflächenmusterung zu erzielen. Die im Tageslicht weißen bis fast farblosen Skapolithe leuchten unter einer UV-Quelle (z. B. Schwarzlicht) in einem kräftigen Gelb bis Orange auf.

Siehe auch

Literatur

  • R. C. Peterson, Gabrielle Donnay, Yvon Lepage: Sulfate Disorder in Scapolite. In: Canadian Mineralogist. Band 17, 1979, S. 53–61 (rruff.geo.arizona.edu [PDF; 71 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  • David K. Teerstra, Barbara L. Sherriff: Scapolite cell-parameter trends along the solid-solution series. In: American Mineralogist. Band 81, 1996, S. 169–180 (minsocam.org [PDF; 1,1 MB]).
  • Yuanming Pan, Ping Dong: Bromine in Scapolite-group Minerals and Sodalite: XRF Microprobe Analysis, Exchange Experiments, and Application to Skarn Deposits. In: Canadian Mineralogist. Band 41, 2003, S. 529–540 (rruff.geo.arizona.edu [PDF; 790 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  • Louise Levien, J. J. Papike: Scapolite crystal chemistry: aluminum-silicon distributions, carbonate group disorder, and thermal expansion. In: American Mineralogist. Band 61, 1976, S. 864–877 (minsocam.org [PDF; 1,3 MB; abgerufen am 4. März 2017]).
  • Marialite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 74 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  • David K. Teerstra, M. Schindler, Barbara L. Sherriff, Frank C. Hawthorne: Silvialite, a new sulfate-dominant member of the scapolite group with an Al-Si composition near the I4/m-P42/n phase transition. Band 63, Nr. 3, 1999, S. 321–329 (rruff.geo.arizona.edu [PDF; 636 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  • Deane K. Smith, Andrew C. Roberts, Peter Bayliss, Friedrich Liebau: A systematic approach to general and structure-type formulas for minerals and other inorganic phases. In: American Mineralogist. Band 83, 1998, S. 126–132 (minsocam.org [PDF; 89 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  • Barbara L. Sherriff, Elena V. Sokolova, Yurii K. Kabalov, David M. Jenkins, Gerald Kunath-Fanderei, Steffen Goetz, Christian Jäger, Julius Schneider: Meionite: Rietveld Structure Refinement, 29Si MAS and 27Al SATRAS NMR Spectroskopy, and Comments on the Marialite-Meionite Series. In: Canadian Mineralogist. Band 38, 2000, S. 1201–1213 (rruff.geo.arizona.edu [PDF; 1,7 MB; abgerufen am 4. März 2017]).
  • José Bonifácio de Andrada e Silva: Kurze Angabe der Eigenschaften und Kennzeichen einiger neuen Fossilien aus Schweden und Norwegen nebst einigen chemischen Bemerkungen über dieselben. In: Allgemeines Journal der Chemie. Band 4, 1800, S. 28–39 (rruff.info [PDF; 2,4 MB; abgerufen am 4. März 2017] S. 12 als Scapolit).
  • Peter Bayliss: Mineral nomenclature: scapolite. In: Mineralogical Magazine. Band 51, 1997, S. 176 (rruff.info [PDF; 81 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  • Meionite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 74 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  • J. C. Bridges, C. M. O. Alexander, R. Hutchison, I. A. Franchi, C. T. Pillinger: Na-, Cl-rich mesostases in Chainpur (LL3) and Parnallee (LL3) chondrules. In: Meteoritics. Band 32, 1997, S. 555–566, bibcode:1997M&PS...32..555B.
  • Elena V. Sokolova, Yurii K. Kabalov, Barbara L. Sherriff, David K. Teertstra, David M. Jenkins, Gerald Kunath-Fandrei, Steffen Goetz, Christian Jäger: Marialite: Rietveld structure-refinement and 29Si MAS and 27Al satellite transition NMR spectroscopy. In: Canadian Mineralogist. Band 34, 1996, S. 1039–1050 (rruff.info [PDF; 96 kB; abgerufen am 4. März 2017]).

Weblinks

Commons: Skapolith – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d David K. Teerstra, Barbara L. Sherriff: Scapolite cell-parameter trends along the solid-solution series. In: American Mineralogist. Band 81, 1996, S. 169–180 (minsocam.org [PDF; 1,1 MB]).
  2. ↑ a b c d e f g h i j Marialite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 74 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  3. ↑ a b c d e f g h i j Meionite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 74 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  4. ↑ a b D. K. Smith, A. C. Roberts, P. Bayliss, F. Liebau: A systematic approach to general and structure-type formulas for minerals and other inorganic phases. In: American Mineralogist. Band 83, 1998, S. 126–132 (minsocam.org [PDF; 89 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  5. ↑ a b Yuanming Pan, Ping Dong: Bromine in Scapolite-group Minerals and Sodalite: XRF Microprobe Analysis, Exchange Experiments, and Application to Skarn Deposits. In: Canadian Mineralogist. Band 41, 2003, S. 529–540 (rruff.geo.arizona.edu [PDF; 790 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  6. ↑ a b David K. Teerstra, M. Schindler, Barbara L. Sherriff, Frank C. Hawthorne: Silvialite, a new sulfate-dominant member of the scapolite group with an Al-Si composition near the I4/m-P42/n phase transition. Band 63, Nr. 3, 1999, S. 321–329 (rruff.geo.arizona.edu [PDF; 636 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  7. ↑ a b Stefan Weiß: Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. 6. vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2014, ISBN 978-3-921656-80-8.
  8. ↑ José Bonifácio de Andrada e Silva: Kurze Angabe der Eigenschaften und Kennzeichen einiger neuen Fossilien aus Schweden und Norwegen nebst einigen chemischen Bemerkungen über dieselben. In: Allgemeines Journal der Chemie. Band 4, 1800, S. 28–39 (rruff.info [PDF; 2,4 MB; abgerufen am 4. März 2017] S. 12 als Scapolit).
  9. ↑ Peter Bayliss: Mineral nomenclature: scapolite. In: Mineralogical Magazine. Band 51, 1997, S. 176 (rruff.info [PDF; 81 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  10. ↑ Elena V. Sokolova, Yurii K. Kabalov, Barbara L. Sherriff, David K. Teertstra, David M. Jenkins, Gerald Kunath-Fandrei, Steffen Goetz, Christian Jäger: Marialite: Rietveld structure-refinement and 29Si MAS and 27Al satellite transition NMR spectroscopy. In: Canadian Mineralogist. Band 34, 1996, S. 1039–1050 (rruff.info [PDF; 96 kB; abgerufen am 4. März 2017]).
  11. ↑ Barbara L. Sherriff, Elena V. Sokolova, Yurii K. Kabalov, David M. Jenkins, Gerald Kunath-Fanderei, Steffen Goetz, Christian Jäger, Julius Schneider: Meionite: Rietveld Structure Refinement, 29Si MAS and 27Al SATRAS NMR Spectroskopy, and Comments on the Marialite-Meionite Series. In: Canadian Mineralogist. Band 38, 2000, S. 1201–1213 (rruff.geo.arizona.edu [PDF; 1,7 MB; abgerufen am 4. März 2017]).
  12. ↑ Carl Friedrich Alexander Hartmann: Lehrbuch der Mineralogie und Geologie: zum Gebrauche für höhere Lehranstalten und zum Selbstunterricht für jeden Gebildeten. 1. Teil: Mineralogie. C. Gerold’sche Buchhandlung, Nürnberg 1835, S. 171 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  13. ↑ Mindat – Gabbronit
  14. ↑ J. C. Bridges, C. M. O. Alexander, R. Hutchison, I. A. Franchi, C. T. Pillinger: Na-, Cl-rich mesostases in Chainpur (LL3) and Parnallee (LL3) chondrules. In: Meteoritics. Band 32, 1997, S. 555–566, bibcode:1997M&PS...32..555B.
  15. ↑ Mineralienatlas:Marialith
  16. ↑ Mineralienatlas:Mejonit
  17. ↑ Edelstein-Knigge von Prof. Leopold Rössler – Skapolith
  18. ↑ realgems.org – Skapolith (mit Bildbeispielen geschliffener Skapolithe)

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Skapolith
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Skapolith
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Fluoreszenz von Wernerit, Ca8 [(Cl2SO4CO3 I (Al2Si2O8)6]; Herkunft: Brasilien; Staatliches Museum für Naturkunde Karlsruhe, Deutschland.
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Skapolith
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