Coesit

Coesit
Mikroskopaufnahme unter gekreuzten Polarisatoren: Coesitkorn (grau, ≈ 1 mm) in Eklogit. Kleiner, farbiger Einschluss ist Pyroxen und polykristalliner Rand Quarz
Chemische Formel	SiO2
Mineralklasse	Oxide - Metall: Sauerstoff = 1:2 und vergleichbare - Mit kleinen Kationen: Kieselsäure-Familie 4.DA.35 (8. Auflage: IV/D.01) nach Strunz 75.01.04.01 nach Dana
Kristallsystem	monoklin
Kristallklasse; Symbol nach Hermann-Mauguin	monoklin-prismatisch $ \ 2/m $ [1]
Farbe	farblos
Strichfarbe	weiß
Mohshärte	7,5 bis 8
Dichte (g/cm3)	3,01 [2]
Glanz	Glasglanz
Transparenz	durchsichtig
Bruch
Spaltbarkeit	undeutlich
Habitus	mikrokristallin
Kristalloptik
Brechungsindex	α=1,593 bis 1,599 ; γ=1,597 bis 1,604 [3]
Doppelbrechung (optischer Charakter)	δ=0,004 bis 0,005 [3] ; zweiachsig positiv
Optischer Achsenwinkel	2V = 54° bis 64°

Coesit ist ein selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 1 : 2 und kleinen Kationen. Als Hochdruckmodifikation von Quarz hat Coesit dieselbe chemische Zusammensetzung SiO₂ (Siliciumdioxid) und wird damit der Kieselsäure-Familie zugeordnet, zu der neben den weiteren Quarzmodifikationen Seifertit, Tridymit, Cristobalit, Stishovit noch Opal, Moganit und Melanophlogit sowie die beiden hypothetischen Minerale Beta-Quarz und Lechatelierit gehören.

Coesit kristallisiert im monoklinen Kristallsystem und entwickelt nur mikrokristalline, körnige Aggregate, überwiegend als Einschlüsse in anderen Mineralen. Seine Dichte von 3,01 g/cm³ ist die zweithöchste der Kieselsäurefamilie (im Vergleich dazu Quarz: 2,65 g/cm³).

Etymologie und Geschichte

Coesit wurde nach Loring Coes Jr. (1915–1978) benannt, einem amerikanischen Chemiker, dem es 1953 erstmals gelang, das Mineral synthetisch herzustellen.^[4]

Klassifikation

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Coesit zur Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort zur Abteilung der „Oxide mit Metall : Sauerstoff = 1 : 2“, wo er zusammen mit Cristobalit, Melanophlogit, Mogánit, Opal, Quarz, Stishovit und Tridymit die „Quarzgruppe“ mit der System-Nr. IV/D.01 bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Coesit ebenfalls in die Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort in die Abteilung der „Metall : Sauerstoff = 1 : 2 und vergleichbare“ ein. Diese Abteilung ist allerdings weiter unterteilt nach der Größe der beteiligten Kationen und der Kristallstruktur bzw. der Zugehörigkeit zu einer verwandten Mineralfamilie, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit kleinen Kationen: Kieselsäure-Familie“ zu finden ist, wo es das einzige Mitglied der unbenannten Gruppe 4.DA.35 ist.

Im Gegensatz zur Strunzschen Mineralsystematik ordnet die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana den Coesit in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Gerüstsilikatminerale“ ein. Hier ist er als in der unbenannten Gruppe 75.01.04 innerhalb der Unterabteilung „Gerüstsilikate: tetraedrisches Si-Gitter, SiO₂ mit [4]-koordiniertem Si“ mit Mogánit zu finden.

Bildung und Fundorte

Das Quarz-Coesit-Gleichgewicht (also diejenigen Druck- und Temperaturbedingungen, bei denen Hochquarz und Coesit nebeneinander bestehen können) wurde experimentell sehr genau bestimmt.^[5] Die experimentellen Befunde weisen auf Drücke im Bereich von etwa 2,5 bis 3,8 GPa und Temperaturen von 450 bis 800 °C hin, das entspricht einer minimalen Entstehungstiefe von circa 75 km unter der Erdoberfläche.

Die Anwesenheit von Coesit kann in Gesteinsproben oft nur mehr indirekt festgestellt werden: durch den Übergang der Hochdruckmodifikation (Coesit) in die Tiefdruckmodifikation (Quarz) steigt das Volumen des Minerals: Es entstehen radiale Risse, die unter einem Mikroskop beobachtet werden können. Seltener findet man Quarzkörner mit noch erhaltenem Coesitkern.

Hauptsächlich wird Coesit in Gesteinen der Ultra-Hochdruck-Metamorphose (engl. ultrahigh-pressure metamorphism, UHPM welche das Mineral zeitgleich auch definiert) gefunden (Alpen, Dabie Shan in Ost-China, Himalaya). Hier kommt Coesit sowohl in basischen, „klassischen“, Eklogiten als auch in Metasedimentiten bzw. Metaplutoniten mit saurer Zusammensetzung (Krustengesteine) vor. Bei der Ultra-Hochdruck-Metamorphose wird kontinentale Kruste meist bei einer Kontinent-Kontinent-Kollision subduziert und Drücken und Temperaturen ausgesetzt, die die Bildung und Stabilität von Coesit ermöglichen. Coesit kann auch durch Einschlag von Meteoriten (Impaktmetamorphose) entstehen. So konnte etwa aufgrund von Coesit-Vorkommen nachgewiesen werden, dass das Nördlinger Ries ein Einschlagkrater ist. Ein weiterer, wichtiger Fundort ist der Meteor Crater in Arizona.

Coesit wird auch in Xenolithen in Diamant führenden Kimberliten gefunden.

Kristallstruktur

Coesit-Struktur; rote Atome = Sauerstoff

Coesit ist unter normalen Drücken metastabil. Er kristallisiert im monoklin-prismatischen Kristallsystem in der Raumgruppe $ \ C2/c $ mit den Gitterparametern a = 7,14 Å, b = 12,37 Å und c = 7,17 Å, β = 120.34° sowie 16 Formeleinheiten pro Elementarzelle. ^[6]

Siehe auch

• Systematik der Minerale
• Liste der Minerale
• Suevit

Einzelnachweise

Literatur

• S. R. Bohlen, D. H. Lindsley: Thermometry and Barometry of Igneous and Metamorphic Rocks. In: Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 15, Nr. 1, 1987, S. 397–420, doi:10.1146/annurev.ea.15.050187.002145.
• Kunal Bose, Jibamitra Ganguly, "Quartz-coesite trasition revisited: Reversed experimental determination at 500-1200°C and retireved thermochemical properties", American Mineralogist, Vol 80, 1995, pp 231-238

Weblinks

Commons: Coesite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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• Mineralienatlas:Coesit (Wiki)
• Handbook of Mineralogy - Coesite (engl., pdf)