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Skapolith

Skapolith

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Skapolithgruppe
Scapolite - Badakhshan, Afghanistan.jpg
Zwei violette Skapolithe auf Muttergestein mit unbekannten, grünen Kristallen
Chemische Formel

(Na, Ca)4(Si, Al)12O24(Cl, CO3)

Mineralklasse Silicate
9.FB.15 nach Strunz
76.03.01.00 nach Dana
Kristallsystem tetragonal
Kristallklasse; Symbol nach Hermann-Mauguin tetragonal-dipyramidal: $ \ 4/m $
Farbe farblos, weiß, grau, rosa, violett, blau, gelb, braun [1][2]
Strichfarbe weiß
Mohshärte 5 bis 6
Dichte (g/cm3) 2,50 – 2,80 [1][2]
Glanz Glasglanz
Transparenz durchsichtig bis opak
Bruch uneben bis muschelig
Spaltbarkeit deutlich nach {100}, {110} [1][2]
Habitus prismatisch
Häufige Kristallflächen {100}, {110}, {101}, {211}
Zwillingsbildung keine
Kristalloptik
Brechungsindex 1,532 – 1,600 [1][2]
Doppelbrechung
(optischer Charakter)		 0,018 – 0,044 [1][2] ; einachsig negativ [1][2]
Weitere Eigenschaften
Radioaktivität -
Magnetismus -
Besondere Kennzeichen orange bis hellgelbe Fluoreszenz unter UV-Licht [1][2]

Die Skapolithgruppe (Skapolith, Wernerit, Gabbronit, Dipyr, Mizzonit, Fuscit) ist eine Gruppe tetragonaler Gerüstalumosilikate [3] 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 [6]
  • v: Valenz (Ladung) der Anionen X und Z

Die Skapolithgruppe umfasst die Minerale

  • Marialith: Na4Al3Si9O24Cl,
  • Mejonit: Ca4Al6Si6O24CO3 und
  • Silvialith: (Ca,Na)4Al6Si6O24(SO4,CO3) [7],

die eine lückenlose Mischkristallreibe bilden.

Die mitunter über 1m 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. [1][2]

Besondere 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). [1][2]

  • Farbvariationen von Skapolith

  • farblos (Madagaskar)

  • gelb (Tansania)

  • violett (Afghanistan)

  • goldbraun (Tansania)

  • grau (Kanada)

Skapolithe fluoreszieren in UV-Licht orange bis leuchtend gelb und seltener auch rot.[1][2]

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).

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. [7]

Weiterhin konnte Skapolith in Meteoriten (Chondrit) nachgewiesen werden. [10]

Kristallstruktur

Skapolithe kristallisieren tetragonal in den Raumgruppen I4/m und P42/n mit zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle. Marialith- und Meionit-reiche Skapolithe kristallisieren in der Raumgruppe I4/m wohingegen die Mischkristallstruktur die Raumgruppe P42/n aufweist. Entsprechend kann die Skapolithgruppe in drei isomprphe Serien aufgeteilt werden:

  • 9.0 > Si > 8.4: Marialith reich Skapolithe
  • 8.4 > Si > 7.3: intermediere 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. [3]

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). [11][12]

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

Einzelnachweise

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 Marialite, Handbook of Mineralogy Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag. Der Name „Marialite“ wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert. Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag. Der Name „Marialite“ wurde mehrere Male mit einem unterschiedlichen Inhalt definiert.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 Meionite, Handbook of Mineralogy
  3. ↑ 3,0 3,1 Teerstra et al. 1996
  4. ↑ Smith et al. 1998
  5. ↑ 5,0 5,1 Pan, Dong 2003
  6. ↑ Sherriff et al.1998
  7. ↑ 7,0 7,1 Teerstra et al. 1999
  8. ↑ d’Andrada 1800
  9. ↑ Bayliss 1997
  10. ↑ Bridges et al. 1997
  11. ↑ Sokolova et al. 1996
  12. ↑ Shrerriff et al. 2000

Siehe auch

Literatur

  • José Bonifácio de Andrada e Silva (1800): Kurze Angabe der Eigenschaften und Kennzeichen einiger neuen Fossilien aus Schweden und Norwegen nebst einigen chemischen Bemerkungen über dieselben, Allgemeines Journal der Chemie, 4, 28-39 (PDF (2,4 MB); S. 12 als Scapolit)
  • A., J.W., Bideaux, R.A., Bladh, K.W., and Nichols, M.C. (2001): Marialite, In: Handbook of Mineralogy, American Mineralogical Society (PDF (74 KB))
  • A., J.W., Bideaux, R.A., Bladh, K.W., and Nichols, M.C. (2001): Meionite, In: Handbook of Mineralogy, American Mineralogical Society (PDF (74 KB))
  • P. Bayliss (1997): Mineral nomenclature: scapolite, Mineralogical Magazine, 51, 176-176 (PDF (81 KB))
  • D. K. Smith, A. C. Roberts, P. Bayliss, F. Liebau (1998): A systematic approach to general and structure-type formulas for minerals and other inorganic phases, Am. Min. 83, pp. 126–132 (PDF (89 KB))
  • L. Levien , J.J. Papike (1976): Scapolite crystal chemistry: aluminum-silicon distributions, carbonate group disorder, and thermal expansion, Am. Min. 61, pp 864-877 (PDF (1,3 MB))
  • R.C. Peterson, G. Donnay, Y. Lepage (1979): Sulfate Disorder in Scapolite, Can. Min. 17, pp. 53-61 (PDF (71 KB))
  • E. V. Sokolova, Y. K. Kabalov, B. L. Sherriff, D. K. Teertstra, D. M. Jenkins, G. Kunath-Fandrei, S. Goetz, C. Jäger (1996): Marialite: Rietveld structure-refinement and 29Si MAS and 27Al satellite transition NMR spectroscopy, Can. Min., 34, 1039-1050 (PDF (96 KB))
  • Y. Pan, P. Dong (2003): Bromine in Scapolite-group Minerals and Sodalite: XRF Microprobe Analysis, Exchange Experiments, and Application to Skarn Deposits, Can. Min. 41, pp. 529-540 (PDF (790 KB))
  • D. K. Teerstra, B. L. Sherriff (1996): Scapolite cell-parameter trends along the solid-solution series, Am. Min. 81, pp. 169-180 (PDF (1,1 MB))
  • D. K. Teerstra, M. Schindler, B. L. Sherriff, F. C. Hawthorne (1999): Silvialite, a new sulfate-dominant member of the scapolite group with an Al-Si composition near the I4/m-P42/n phase transition, Min. Mag. 63(3}, pp. 321~329 (PDF (636 KB))
  • B.L. Sherriff, E.V. Sokolova, Y. K. Kabalov, D.M. Jenkins, G. Kunath-Fanderei, S. Goetz, C. Jäger, J. Schneider (2000): Meionite: Rietveld Structure Refinement, 29Si MAS and 27Al SATRAS NMR Spectroskopy, and Comments on the Marialite-Meionite Series, Can. Min. 38, pp. 1201-1213 (PDF (1,7 MB))
  • Bridges, J. C., Alexander, C. M. O., Hutchison, R., Franchi, I. A., & Pillinger, C. T. (1997): Na-, Cl-rich mesostases in Chainpur (LL3) and Parnallee (LL3) chondrules, Meteoritics 32, pp. 555-566 (SAO/NASA Astrophysics Data System (ADS))

Weblinks

Commons: Skapolith – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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