Pyroxene sind eine Gruppe wichtiger gesteinsbildender Silikatminerale , die in vielen magmatischen und metamorphen Gesteinen vorkommen . Ihre allgemeine Zusammensetzung lautet XY(Si,Al)₂O₆. Obwohl Aluminium in Silikaten wie Feldspäten und Amphibolen häufig Silicium ersetzt , findet diese Substitution in den meisten Pyroxenen nur in geringem Maße statt. Sie weisen eine typische Struktur mit einzelnen Ketten von Siliciumdioxid-Tetraedern auf. Pyroxene, die monoklin kristallisieren, werden Klinopyroxene genannt, solche, die orthorhombisch kristallisieren, Orthopyroxene.
Nomenklatur
Die Kettensilikatstruktur der Pyroxene bietet viel Flexibilität beim Einbau verschiedener Kationen und die Namen der Pyroxenmineralien werden normalerweise anhand ihrer chemischen Zusammensetzung beschrieben. Pyroxenmineralien werden nach den chemischen Spezies benannt, die die X- (oder M2-)Seite, die Y-Seite (oder M1-Seite) und die tetraedrische T-Seite besetzen. Kationen in der Y-Stelle (M1) sind in oktaedrischer Koordination fest an sechs Sauerstoffatome gebunden. Kationen innerhalb der X(M6)-Stelle können abhängig von der Kationenlänge mit 2 bis acht Sauerstoffatomen koordiniert sein. Zwanzig Mineralnamen wurden mit Hilfe der Kommission für neue Mineralien und Mineralnamen der International Mineralogical Association anerkannt und einhundertfünf früher verwendete Namen wurden verworfen (Morimoto et al., 6).
Bei der Zuordnung von Ionen zu Standorten besteht die einfache Regel darin, in diesem Tisch von links nach rechts zu arbeiten und zunächst das gesamte Silizium der T-Seite zuzuordnen und dann die Website mit dem letzten Aluminium und schließlich mit Eisen(III) zu füllen; Mehr Aluminium oder Eisen können auf der Y-Seite und sperrigere Ionen auf der X-Seite untergebracht werden. Nicht alle resultierenden Mechanismen zur Erreichung der Ladungsneutralität entsprechen dem oben genannten Beispiel für Natrium, und es gibt zahlreiche alternative Schemata:
- Gekoppelte Substitutionen von 1+- und three+-Ionen auf den X- bzw. Y-Seiten. Zum Beispiel geben Na und Al das jadeite (NaAlSi2O6) Zusammensetzung.
- Gekoppelte Substitution eines 1+-Ions an der X-Seite und einer Kombination aus der gleichen Anzahl von Two+- und 4+-Ionen an der Y-Seite. Dies ergibt z. B. NaFe2+null,5Ti4+0.5Si2O6.
- Die Tschermak-Substitution, bei der ein 3+-Ion die Y-Seite und eine T-Seite besetzt, was z. B. zu CaAlAlSiO6 führt.
Mineralien der Pyroxengruppe
Clinopyroxene (monoklin; abgekürzt CPx)
Ägirine, NaFe3+Si2O6
Augit, (Ca,Na)(Mg,Fe,Al,Ti)(Si,Al)2O6
Clinoenstatit, MgSiO3
Diopside, CaMgSi2O6
Essenit, CaFe3+[AlSiO6]
Hedenbergit, CaFe2+Si2O6
Jadeit, Na(Al,Fe3+)Si2O6
Jervisit, (Na,Ca,Fe2+)(Sc,Mg,Fe2+)Si2O6
Johannsenit, CaMn2+Si2O6
Kanoit, Mn2+(Mg,Mn2+)Si2O6
Kosmochlor, NaCrSi2O6
Namansilit, NaMn3+Si2O6
Natalyit, NaV3+Si2O6
Omphacit, (Ca,Na)(Mg,Fe2+,Al)Si2O6
Petedunnit, Ca(Zn,Mn2+,Mg,Fe2+)Si2O6
Pigeonit, (Ca,Mg,Fe)(Mg,Fe)Si2O6
Spodumen, LiAl(SiO3)2
Orthopyroxene (orthorhombisch; abgekürzt OPx)
Hypersthen, (Mg,Fe)SiO3
Donpeacorit, (MgMn)MgSi2O6
Enstatit, Mg2Si2O6
Ferrosilit, Fe2Si2O6
Nchwaningite, Mn2+2SiO3(OH)2•(H2O)
Physikalische Eigenschaften von Pyroxenmineralien
Anhand von Handstücken lässt sich Pyroxen üblicherweise anhand folgender Merkmale diagnostizieren: zwei Spaltflächen, die sich in annähernd rechten Winkeln (etwa 87° und 93°) schneiden, gedrungene prismatische Kristallform mit nahezu quadratischen Querschnitten senkrecht zu den Spaltflächen und eine Mohshärte zwischen fünf und sieben. Die Dichte von Pyroxenen liegt zwischen etwa 3,0 und 4,0 g/cm³. Im Gegensatz zu Amphibolen geben Pyroxene beim Erhitzen in einem geschlossenen Rohr kein Wasser ab. Typischerweise sind Pyroxene dunkelgrün bis schwarz, ihre Farbe kann jedoch je nach chemischer Zusammensetzung von dunkelgrün bis apfelgrün und von lila bis farblos variieren. Diopsid ist weiß bis hellgrün und dunkelt mit steigendem Eisengehalt nach. Hedenbergit und Augit sind in der Regel schwarz. Pigeonit ist grünlichbraun bis schwarz. Jadeit (siehe Foto) ist weiß bis apfelgrün bis smaragdgrün oder gesprenkelt weiß und grün. Ägirin (Acmit) bildet längliche, schlanke, prismatische Kristalle von brauner bis grüner Farbe. Enstatit ist gelblich oder grünlich-braun und besitzt mitunter einen submetallischen, bronzeartigen Glanz. Eisenreiche Ferrosilit-Orthopyroxene variieren in der Farbe von Braun bis Schwarz. Spodumen ist farblos, weiß, grau, violett, gelb oder grün. Zu den Edelsteinen zählen der klare, lilafarbene Kunzit und der klare, smaragdgrüne Hiddenit.
Physikalische Eigenschaften von Augit
| Chemische Klassifizierung | Ein einkettiges Inosilikat |
| Farbe, | Dunkelgrün, Schwarz, Braun |
| Streifen | Weiß über grau bis sehr hellgrün. Augit ist oft spröde und zerbricht auf der Streifenplatte in splitterige Fragmente. Diese können mit einem Handobjektiv beobachtet werden. Durch Reiben der Rückstände mit dem Finger entsteht ein körniges Gefühl mit einem feinen weißen Pulver darunter. |
| Glanz | Glasiges Dekolleté und Kristallflächen. Matt auf anderen Oberflächen. |
| Durchsichtigkeit | Normalerweise durchscheinend bis undurchsichtig. Selten transparent. |
| Spaltung | Prismatisch in zwei Richtungen, die sich bei etwas weniger als 90 Grad schneiden. |
| Mohs-Härte | 5.5 bis 6 |
| Spezifisches Gewicht | 3.2 bis 3.6 |
| Diagnoseeigenschaften | Zwei Spaltungsrichtungen, die sich bei etwas weniger als 90 Grad schneiden. Grüne bis schwarze Farbe. Spezifisches Gewicht. |
| Chemische Zusammensetzung | Ein komplexes Silikat. (Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6 |
| Kristallsystem | Monoklin |
| Verwendung | Keine nennenswerte kommerzielle Nutzung. |
Optische Eigenschaften von Augit
| Typ | Anisotrope |
| Kristall Gewohnheit | Körner oft anhedral; Kann körnig, massiv, säulenförmig oder lamellar sein |
| Farbe / Pleochroismus | x=blassgrün oder bläulichgrün y=blassgrünlich, braun, grün oder bläulichgrün z=blassbräunlichgrün, grün oder gelbgrün |
| Optische Auslöschung | Z: c = 35°-48° |
| 2V: | Gemessen: 40° bis 52°, Berechnet: 48° bis 68° |
| RI-Werte: | nα = 1.680 – 1.735 nβ = 1.684 – 1.741 nγ = 1.706 – 1.774 |
| Twinning | Zeigt üblicherweise einfache und lamellare Zwillingsbildung auf {100} und {001}; sie können sich zu einem Fischgrätenmuster verbinden. Es können Entmischungslamellen vorhanden sein. |
| Optisches Zeichen | Biaxial (+) |
| Doppelbrechung | δ = 0.026 - 0.039 |
| Hilfe | Hoch |
| Dispersion: | r > v schwach bis deutlich |
Optische Eigenschaften von
Orthopyroxen (Opx) Mineral
| Eigenschaft | Wert |
| Formel | Enstatit (Mg-Endglied): MgSiO3 Ferrosilit (Fe-Endglied): FeSiO 3 |
| Kristallsystem | Orthorhombisch |
| Kristall Gewohnheit | Massiv, unregelmäßig, stumpfprismatisch. Längsschnitte typischerweise rechteckig. |
| Härte | 5-6 |
| Spezifisches Gewicht | 3.20-4.00 |
| Spaltung | Gute Spaltbarkeit auf (210) Abschied bei (100) und (010) |
| Handmusterfarbe | Braun bis grün/braun bis grün/schwarz. |
| Streifen | Weiß bis grau. |
| Farbe/Pleochroismus | Gräuliches, gelbliches oder grünliches Weiß bis Olivgrün/Braun. Blassrosa bis grüner Pleochroismus |
| Optisches Zeichen | Zweiachsig (+ oder -) |
| 2V | 50-132º |
| Optische Ausrichtung | X = b, Y = a, Z = c |
| Brechungsindizes alpha = beta = Gamma = Delta = | 1.649-1.768 1.653-1.770 1.657-1.788 0.007-0.020 |
| Max. Doppelbrechung | 0.020 |
| Bruchdehnung | parallel zur c-Achse |
| Aussterben | Parallel in Längsschnitten und symmetrisch in Basalschnitten. |
| Dispersion | r > v |
| Unterscheidungsmerkmal | Geringe Doppelbrechung, Farben erster Ordnung. Paralleles Aussterben im Längsschnitt, blassrosa bis grüner Pleochroismus. Ungefähr 90°-Spaltungsebenen. Dünne, unregelmäßige und gewellte Lamellen häufig. |
| Zugehörige Mineralien | Feldspäte, Klinopyroxen, Granat, Biotit und Hornblende. |
| Texteditoren | Elizabeth Thomas (2003), Andrea Gohl (2007) und Emma Hall (2013). |
| Referenzen | Einführung in die Mineralogie, William D. Nesse, 2000. Einführung in die Optische Mineralogie, William D. Nesse, 1991. Mineralien im Dünnschliff, Dexter Perkins und Kevin R. Henke. |
Ursprung und Vorkommen
Pyroxenminerale sind in magmatischen und metamorphen Gesteinen reichlich vorhanden . Ihre Anfälligkeit für chemische und mechanische Verwitterung macht sie zu einem wichtigen Bestandteil von Sedimentgesteinen . Pyroxene werden aufgrund ihres hohen Magnesium- und Eisengehalts als ferromagnesische Minerale bezeichnet. Ihre Bildungsbedingungen beschränken sich fast ausschließlich auf Umgebungen mit hohen Temperaturen, hohem Druck oder beidem. Typischerweise finden sich die häufigsten Pyroxene in mafischen und ultramafischen magmatischen Gesteinen , wo sie mit Olivin und kalziumreichem Plagioklas vergesellschaftet sind , sowie in hochgradig metamorphen Gesteinen wie Granuliten und Eklogiten. Enstatit, Klinoenstatit und Kosmochlor entstehen in Meteoriten.
Verbreitung von Augit
Weit verbreitet; Es werden nur einige klassische Orte aufgeführt, die viel untersucht wurden oder gute Beispiele liefern.
- Aus Arendal, Norwegen.
- In Italien, vom Vesuv, Kampanien; um Frascati, Albaner Hügel, Latium; auf dem Monzoni-Gebirge, Val di Fassa, Trentino-Südtirol; in Traversella, Piemont; und auf dem Ätna, Sizilien.
- Rund um den Laacher See, Landkreis Eifel, Deutschland.
- Auf den Azoren und den Kapverdischen Inseln. In Kanada von Renfrew und Haliburton Cos., Ontario; am Otter Lake, Pontiac Co., Quebec; und viele andere Orte.
- Im USA, von Franklin und Sterling Hill, Ogdensburg, Sussex Co., New Jersey; und von Diana, Lewis Co. und Fine, St. Lawrence Co., New York. Von Tomik, Gilgit District, Pakistan. Von Kangan, Andhra Pradesh, Indien.
Referenzen
- C. Michael Hogan. 2010. Kalzium. Hrsg. A. Jorgensen, C. Cleveland. Enzyklopädie der Erde. Nationalrat für Wissenschaft und Umwelt.
- N. Morimoto, J. Fabries, AK Ferguson, IV Ginzburg, M. Ross, FA Seifeit und J. Zussman. 1989. „Nomenklatur der Pyroxene“, Canadian Mineralogist, Bd. 27, S. 143–156 http://www.mineralogicalassociation.ca/doc/abstracts/ima98/ima98(12).pdf
- Mindat.org. (2019). Halit: Mineralinformationen, Daten und Fundorte. [online] Verfügbar unter: https://www.mindat.org/ [Zugriff. 2019].
- Smith.edu. (2019). Geowissenschaften | Smith College. [online] Verfügbar unter: https://www.smith.edu/academics/geosciences [Zugriff am 15. März 2019].
