Coesit

Coesit
Chemische Formel SiO2
Mineralklasse Oxide - Metall: Sauerstoff = 1:2 und vergleichbare - Mit kleinen Kationen: Kieselsäure-Familie
4.DA.35 (9. Aufl.) ; IV/D.01-50 (8. Aufl.) (nach Strunz)
75.01.04.01 (nach Dana)
Kristallsystem monoklin
Kristallklasse 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
(optische Orientierung)
δ=0,004 bis 0,005 [3] ; zweiachsig positiv
Winkel/Dispersion
der optischen Achsen
2vz ~ 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).

Inhaltsverzeichnis

Etymologie und Geschichte

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

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], Abbildung 1). 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) 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 \ C 2/c mit den Gitterparametern a = 7,17 Å, b = 12,38 Å und c = 7,17 Å, β = 120° sowie 16 Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. Webmineral - Coesite (engl.)
  2. Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7. Auflage. Springer Verlag, Berlin/Heidelberg/New York 2005, ISBN 3-540-23812-3, S. 110–115.
  3. a b MinDat - Coesite (engl.)
  4. Patent US2876072: Coesite Silica. Veröffentlicht am 3. Februar 1959, Erfinder: Loring Coes Jr..
  5. 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.

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.

Weblinks

 Commons: Coesite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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