SOROSILIKATE

Sorosilikate
1
SOROSILIKATE - ÜBERBLICK
Silikatische Gruppenstrukturen; Verknüpfung von 2 SiO4-Tetraedern zu [Si2O7]6--Gruppe
Einige Vertreter
•
Hemimorphit
Zn4 [Si2O7] (OH)2*H2O,
o.rhombisch; H= 4.5-5, D=3.5
•
Lawsonit
CaAl2 [Si2O7] (OH)2*H2O,
o.rhombisch; H= 8; D=3.1
•
Vesuvian,
Ca10 (Mg,Fe)2Al4[(OH)4|(SiO4)5Si2O7)2], tetragonal; H=6-7; D=3.2-3.5
•
Melilith-Gruppe
tetragonal
•
Epidot-Gruppe
o.rhombisch, monoklin
Epidot-Gruppe
Klinozoisit-Epidot-Reihe, monoklin
Ca (Al, Fe3+) Al2 [O | OH | (SiO4) (Si2O7)], 2m
Ausbildung
•
prismatische Kristalle (stengelig, büschelig);
•
in Gesteinen oft derbe, dichte Aggreagte
Eigenschaften
•
Spaltbarkeit {001} vollkommen; Bruch: uneben bis muschelig
•
H = 6-7; D =3.3-3.5 g/cm3
•
Farbe:
gelbgrün bis olivgrün
schwarzgrün:
grau:
Mineralogie LV 620.074
Epidot
Pistazit (Fe-reich)
Klinozoisit (Fe-Arm)
J.G. Raith
Sorosilikate
2
purpur
Piemontit (Mn-reich)
Chemismus
vollkommene Mischkristallreihe mit Al - Fe3+ Austausch; Mn3+ -> Piemontit; Ce3+ -> Orthit
(Allanit) auch mit Th und U; Cr3+ -> Chromepidot
Struktur
Eigenständige [SiO4]-Tetraeder und [Si2O7]-Gruppen; in oktaedrischer [6]-Koordination
befinden sich drei Al-Ionen, Ca dagegen ist unregelmäßig [9]- oder [10]-koordiniert. Eines
der drei Al kann durch dreiwertiges Eisen ersetzt werden.
Zoisit, orthorhombische Modifikation von Klinozoisit; keine Al- Fe3+ Substitution
Vorkommen
1. metamorph: Epidot: Grünschiefer, Amphibolite; Zoisit: auch hochmetamorph (z.B.
Eklogite)
2. hydrothermal: Kluftmineral in alpinen Klüften (z.B. Knappenwand, Salzburg),
hydrothermale Umwandlung z.B. Plagioklas-reicher Gesteine
Mineralogie LV 620.074
J.G. Raith
Cyclosilikate
1
CYCLOSILIKATE (RINGSILIKATE)
SiO4-Tetraeder sind über die Sauerstoffe ringförmig miteinander verknüpft
•
3-er Ringe [Si3O9] 6-
•
4-er Ringe [Si4O12] 9-
•
6-er Ringe [Si6O18] 12-
Wichtige Vertreter
Beryll
Be3Al2[Si6O18], hexagonal
Turmalin
XY3Z6(BO3)[Si6O18/(OH)4], trigonal
X = Na, Ca
Y = Li, Mg, Al
Z = Al, Fe, Mg
Cordierit
Al3(Mg,Fe)2[Si5AlO18], orthorhombisch
(Mg, Fe)2[Al4Si5O18]
Mineralogie LV 620.074
R. Bakker/J.G. Raith
Cyclosilikate
2
Beryll
[Si6O18] Ringe -> hexagonale Symmetrie!
Morphologie von Beryll, oft hexagonale prismatische Kristalle (sechseckiger Querschnitt)
Eigenschaften
•
Spaltbarkeit nach (0001)
•
H =7-8, D =2.6-2.9;
•
Farbvarietäten
gemeiner Beryll:
gelblich, grün; trüb
Aquamarin:
blaßblau
Smaragd:
tiefgrün (Cr 3+ )
Morganit:
rosa
Goldberyll:
gelb, grünlichgelb
Struktur:
[Si6O18]-Ringe in Richtung der c-Achse gestappelt; Valenzausgleich durch Al in [6]- und Be
in [4]-Koordination; andere Elemente (Li, Sc, Rb, OH, F etc.) in Kanälen der Ringe
Mineralogie LV 620.074
R. Bakker/J.G. Raith
Cyclosilikate
3
Struktur von Beryll
Vorkommen: SiO2-reiche, hoch differenzierte magmatische Gesteine (pegmatitische
Restschmelzen und deren hydrothermale Lösungen)
Verwendung:
Beryllium-Gewinnung: Leichtmetall für Legierungen (Flugzeugbau etc.)
Reaktortechnik (Hülsenmaterial für Brennstoffstäbe)
wertvolle Edelsteine (v.a. Smaragd)
Turmalin
Ausbildung: prismatische Kristalle; dreieckige Querschnitte, häufig Längsstreifung
Eigenschaften:
•
H =7-7.5, D =3 -3.3;
•
Farbvarietäten: schwarz: Schörl; braun: Dravit; rosa: Rubellit; Indigolith: blau
Mineralogie LV 620.074
R. Bakker/J.G. Raith
Cyclosilikate
•
markanter Pleochroismus (v.a. im Dünnschliff zu sehen)
•
pyroelektrisch
4
Struktur: X Y3 Al6 [(OH)4| (BO3)3(Si6O18)]
[Si6O18] Ringe und planare [BO3]-Gruppen -> trigonale Symmetrie!
X = Na, Ca, Leerstellen
Y = Al, Fe2+ , Fe3+ , Li, Mg, Ti4+, Cr 3+
zahlreiche Austauschvektoren und Endglieder : Fe-Endglied: Schörl; Mg-Endglied Dravit; Li-Al
Endglied Elbait
Struktur von Turmalin, normal auf c-Achse
Vorkommen: angereichert in pegmatitischen Restschmelzen und hydrothermalen Gesteinen;
exhaltiv-hydrothermal (Turmalinite); akzessorisch weit verbreitet in metamorphen,
magamtischen und sedimentären Gesteinen (Schwermineral).
Verwendung:
Edelsteinindustrie
Cordierit
(Mg,Fe)2 Al3 [Al Si5O18], hexagonal
Ausbildung: Kristalle selten; kurzsäulig; immer im Gestein eingewachsen; derb, körnige
Aggregate
Mineralogie LV 620.074
R. Bakker/J.G. Raith
Cyclosilikate
5
Struktur: von Beryll ableitbar: statt Be32+ Al23+ ; Ausgleich durch Al in Si-Position
Mg-Fe Austausch; H2O und CO2 in Kanälen der Ringe // c.
Struktur von Cordierit
Eigenschaften:
H =7, D =2.6;
grau, gelblich, blaßblau bis violettblau; Fettglanz (ähnlich Quarz)
Pleochroismus!
Vorkommen: metamorphe Gesteine, nur bei niedrigem Druck stabil
kontaktmetamorphe Gesteine (Cordierit-Andalusit-Hornfelse etc.)
Granulitfazielle Metapelite und Gneise (mit Granat, Sillimanit, Orthopyroxen etc.)
wird leicht umgewandelt durch Wasserayufnahme (Pinitisierung)
Verwendung:
selten als Edelstein
Mineralogie LV 620.074
R. Bakker/J.G. Raith
Inosilikate
1
INOSILIKATE (KETTEN- UND BANDSILIKATE)
Verknüpfung der SiO4-Tetraeder zu eindimensional unendlichen Strukturen
Einfachkette
Doppelkette (= Band)
Mineralogie LV 620.074
R. Bakker / J.G. Raith
Inosilikate
2
Überblick über Inosilikate
Pyroxen-Gruppe
Einfachketten
X[6}Y[4}[Si2O6]
X = Ca, Na, Li, Mg, Fe2+
Y = Mg, Fe2+, Fe3+, Al
Amphibol-Gruppe
Doppelketten
A[10]0-1X2[6}Y5[4} [Si8O22](OH,F)2
A = Na, K
X = Ca, Na, Mg, Fe2+
Y = Mg, Fe2+, Fe3+, Al
Mineralogie LV 620.074
R. Bakker / J.G. Raith
Inosilikate
3
Pyroxen-Gruppe
Xokt
Ytet
Klinopyroxene, monoklin
Calcische CPX
Diopsid
Ca
Mg
Si2O6
Hedenbergit
Ca
Fe
Si2O6
Augit
Ca
(Mg, Fe, Al)
(Si, Al)2O6
Jadeit
Na
Al
Si2O6
Ägirin (Acmit)
Na
Fe
Si2O6
Spodumen
Li
Al
Si2O6
Alkali CPX
Omphazit
Mischkristall zwischen calcischen und alkalischen CPX
Orthopyroxene, orthorhombisch
Enstatit
Mg
Mg
Si2O6
Bronzit
(Mg, Fe)
(Mg, Fe)
Si2O6
Hypersten
(Fe, Mg)
(Fe, Mg)
Si2O6
Ferrosilit
Fe
Fe
Si2O6
Ausbildung
•
kurz- bis langprismatisch, säuliger Habitus;
•
H = 5.5-7; D = 3.2-3.6
•
charakteristische Spaltbarkeit (ca. 90 °)! 8-eckige Querschnitte
•
meist dunkle Färbung: schwarz, braun, grün; auch farblos
Morphologie von Klinopyroxen a. Augit, b. Acmit (aus Matthes, 1996)
Mineralogie LV 620.074
R. Bakker / J.G. Raith
Inosilikate
4
Struktur
Struktur und Spaltbarkeit der Pyroxene
Chemismus
Die Mischkristallbildungen der Pyroxene lassen am besten in einem Dreiecksdiagramm
darstellen!
Beschränkte Mischbarkeit zwischen CPX und OPX bei niedrigeren Temperaturen ->
Entmischungen
Mineralogie LV 620.074
R. Bakker / J.G. Raith
Inosilikate
5
Farben
•
grau bis graugrün
Diopsid
•
schwarzgrün
Hedenbergit
•
grün bis pechschwarz
Augit
•
graugrün
Enstatit
•
bronze, dunkelbraun,
Bronzit, Hypersthen
•
blaßgrün bis tiefgrün
Jadeit, Omphazit
Vorkommen
Ca-Pyroxene
Diopsid-Hedenbergit-Reihe: Gesteine der Regional- und Kontaktmetamorphose
(Kalksilikatgesteine, Skarne, Metabasite)
Augit: basische Vulkanite (Basalt) und Plutonite (Gabbro)
Pigeonit: nur in basischen Vulkanite (Basalt)
Alkalipyroxene
Ägirin, Ägirinaugit: alkalibetonte Magmatite (Syenit)
Jadeit, Omphazit: Gesteine der Hochdruckmetamorphose; z.B. Eklogit, Blauschiefer
Spodumen: in Li-Pegmatiten (Li-Rohstoff!)
Orthopyroxene
Enstatit-Bronzit-Hypersthen Reihe: generell in Mg- und Fe- reichen magmatischen und
metamorphen Gesteinen (hohe Temperatur)
•
Ultramafische Gesteine (Peridotite, Pyroxenite)
•
Mafische Vulkanite (Basalte...)
•
hochgradige Metamorphite: mafische Granulite; Pyroxen-Hornfelse
Mineralogie LV 620.074
R. Bakker / J.G. Raith
Inosilikate
6
Amphibol-Gruppe
A[10]
Xokt
Ytet
Calcische Amphibole, monoklin
Tremolit
Ca2
Mg5
Aktinolith
Ca2
(Mg, Fe)5
(Ca, Na)2
(Mg, Fe, Al)5
Hornblende
(Na, K)
Alkalische Amphibole, monoklin
Glaukophan
Na2
(Mg, Fe)5
Riebeckit
Na2
(Fe2+, Fe3+)5
Fe-Mg Amphibole, orthorhomb. bzw. monoklin
Cummingtonit
(Mg, Fe)2
(Mg, Fe)5
Grunerit
(Fe, Mg)2
(Fe, Mg)5
Anthophyllit
(Mg, Fe)2
(Mg, Fe)5
Si8O22
(OH, F)2
Si8O22
(OH, F)2
(Si, Al)8O22
(OH, F)2
Si8O22
(OH, F)2
Si8O22
(OH, F)2
Si8O22
(OH)2
Si8O22
(OH)2
Si8O22
(OH)2
Ausbildung und Eigenschaften
•
•
•
•
H = 5-6; D = 2.9-3.4
sehr gute Spaltbarkeit!! Spaltwinkel 124°; sechseckiger Querschnitt
langprismatisch bis nadelig, fasrig
Farbe:
weiß, grau
Tremolit
hell bis dunkelgrün
Aktinolith, Hornblende
schwarz
basaltische Hornblende
blau bis schwarzblau
Glaukophan
grau bis graubraun
Anthophyllit, Cummingtonit
Morphologie von Amphibolen
Mineralogie LV 620.074
R. Bakker / J.G. Raith
Inosilikate
7
Struktur
Struktur und Spaltbarkeit der Amphibole
Mg-Fe-Amphibole
Kristallsystem:
•
monoklin: Cummingtonit und Grunerit
•
orthorhombisch: Anthophyllit und Gedrit; submikroskopische Verzwilligung
Morphologie und Habitus: prismatisch, fasrig,auch asbestförmig!
rhombische Vertreter mit gerader Auslöschung im Mikroskop
Vorkommen:
im Unterschied zu Orthopyroxenen selten!
metasomatische und metamorphe Gesteine (Mg-, Fe-reich), mit Cordierit, Spinell etc.
Verwendung: Amosit als Hornblendeasbest
Ca-Amphibole
Tremolit-Aktinolith-Reihe
Kristallsystem: alle Vertreter der Ca-Amphibole sind monoklin:
Austausch von Mg-Fe -> farblos, grau - grün
Morphologie und Habitus:
prismatisch, säulig, feinfaserig, asbestförmig; Strahlstein: Sammelbezeichnung meist für
Tremolit-Aktinolith
Mineralogie LV 620.074
R. Bakker / J.G. Raith
Inosilikate
8
Vorkommen:
Tremolit kontakt- und regionalmetamorph in Ca-reichen metamorphen Gesteinen (Quarzreiche Dolomite); Aktinolith: in schwach metamorphen Gesteinen der Regionalmetamorphose
(Grünschiefer); metasomatische Gesteine („Uralitisierung“)
Verwendung:
Hornblendeasbest
Nephrit: feinfilzige, asbestförmig, dichte Aggregate -> Schmuckstein („ Jade“)
Hornblenden
Sammelbezeichnung für Ca-Amphibole mit monokliner Symmetrie:
Austausch von Al-Si (P-T abhängig)
Austausch von Na für Ca in A-Position
zahlreiche andere Substitutionsmöglichkeiten!
Morphologie und Habitus: prismatisch, säulig, stengelig
Vorkommen:
Vulkanite: basaltische Hbl. (schwarz)
Plutonite: in intermediären P. (Granodiorit, Diorit)
Metamorph (grün): weit verbreitet in Metabasiten der Amphibolit- bis Granulitfazies
Alkali-Amphibole
Amphibole mit Na>Ca in Formel; monoklin
Morphologie, Habitus, Farbe: langprismatisch, säulig, stengelig
charakteristische Färbung: blau, violett, markanter Pleochroismus im Dünnschliff
Vorkommen:
Hochdruckmetamorphose: Blauschiefer (Glaukophanschiefer)!
Alkali-reiche Plutonite (Syenite etc.)
Verwendung:
Krokydolith: feinstfaserige Aggregate -> „blauer“ Hornblendeasbest
Mineralogie LV 620.074
R. Bakker / J.G. Raith