Feldspat

Feldspat
	Einkristall eines monoklinen Feldspats
Allgemeines und Klassifikation
Chemische Formel	(Ba,Ca,Na,K,NH4)(Al,B,Si)4O8
Mineralklasse; (und ggf. Abteilung)	Gerüstsilikate (Tektosilikate)
System-Nr. nach Strunz ; und nach Dana	9.FA.20 bis 9.FA.25 (8. Auflage: VIII/J.06 bis VIII/J.07); 76.01 bis 76.02
Kristallographische Daten
Kristallsystem	triklin oder monoklin
Kristallklasse; Symbol	siehe Einzelminerale
Zwillingsbildung	häufiges Auftreten von Karlsbader- oder Albitzwillingen
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	6 bis 6,5
Dichte (g/cm3)	2,5 bis 2,8
Spaltbarkeit	vollkommen
Bruch; Tenazität	muschelig bis spröde
Farbe	variabel, farblos, weiß, rosa, grün, blau, braun
Strichfarbe	weiß
Transparenz	durchscheinend bis undurchsichtig
Glanz	Glasglanz
Kristalloptik
Brechungsindex	n = 1,518 bis 1,588
Doppelbrechung	δ = 0,005 bis 0,013
Achsenwinkel	2V = 2Vx = 50 bis 105°
Pleochroismus	farblos

Als Feldspat wird eine große Gruppe sehr häufig vorkommender Silikat-Minerale der allgemeinen chemischen Zusammensetzung (Ba,Ca,Na,K,NH₄)(Al,B,Si)₄O₈ bezeichnet. Die in Klammern angegebenen Elemente können sich jeweils gegenseitig vertreten, stehen jedoch immer im selben Mengenverhältnis zu den anderen Bestandteilen des Minerals (Substitution). Feldspate kristallisieren entweder im monoklinen oder im triklinen Kristallsystem, haben eine mittlere Mohshärte von 6 bis 6½ und eine sehr variable Farbe, die von farblos über weiß, rosa, grün, blau bis braun reicht. Die Strichfarbe ist weiß.

Feldspate gelten als die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale der Erdkruste. Der Schmelztemperaturbereich liegt bei 1150–1250 °C.[1]

Etymologie und Geschichte

Natrium-Feldspat Albit mit deutlich sichtbaren Spaltrissen

Feldspat ist aus den Wörtern Feld und Spat zusammengesetzt. Als Pluralform ist sowohl Feldspäte als auch Feldspate in der Fachliteratur zu finden.[2]

Jahrhundertelang sprachen die Bergleute Minerale und Gesteine allgemein als Spat an, wenn sie die Eigenschaft besaßen, sich besonders gut (vollkommen) spalten zu lassen. Die Vollkommenheit der Spaltbarkeit zeigte sich oft schon an den vorhandenen, sichtbaren Spaltrissen und daran, dass sich vom Mineral- bzw. Gesteinskörper beim Anschlagen mit einem Hammer feine Blättchen („Spaten“) ablösten.[3]

Etwa Mitte des 18. Jahrhunderts kam der Begriff Feldspat auf, als man in der Mineralogie lernte, die verschiedenen Mineralarten genauer zu unterscheiden. Zur genauen Herkunft dieses Namens gibt es allerdings verschiedene Theorien. So stellte sich beispielsweise Urban Brückmann 1783 die Frage, ob der Feldspat seinen Namen in Anlehnung an seine charakteristische Art des Vorkommens in Form von Feldern oder Flecken in Granit und anderen Gesteinsarten (nie als ganze Gänge, Felsen oder Gebirge) erhalten haben könnte.[4] René-Just Haüy vermutete dagegen 1804 in seinem Werk Traité de minéralogie, der Name könnte in Anlehnung an die Tatsache gewählt worden sein, dass oft Feldspat-Bruchstücke auf den Feldern gefunden wurden.[5] Der Feldspat wäre daher als „Spat von den Feldern“ zu verstehen und ein Hinweis darauf, dass Feldspat durch Verwitterung allmählich in Ackererde überging.[3]

Phasendiagramm der Feldspatserie bei 900 °C

Klassifikation

Ausgehend von den Endgliedern Orthoklas, Albit und Anorthit lassen sich die Feldspate in drei verschiedene Gruppen einteilen:

Alkalifeldspate

Alkalifeldspate sind Mischkristalle der Ab-Or-Mischkristallreihe mit den Endgliedern Albit (NaAlSi₃O₈) und Kalifeldspat (KAlSi₃O₈) bzw. Orthoklas/Mikroklin. Sie bilden die Mischkristalle Anorthoklas, Na-Sanidin und Sanidin und haben einen hohen Anteil an Kalium und Natrium. Allerdings sind sie nur bei hohen Temperaturen stabil mischbar. Bei der Abkühlung kommt es zu Entmischungen, die sich in natriumreichen Lamellen in Kalifeldspat (Perthit), bzw. in kaliumreichen Lamellen in Albit (Antiperthit) äußern. Den Vorgang selbst bezeichnet man als perthitische Entmischung.

Plagioklase

Plagioklase (auch Kalknatronfeldspate), Kristalle der Ab-An-Mischkristallreihe mit den Endgliedern Albit (NaAlSi₃O₈) und Anorthit (CaAl₂Si₂O₈), zeichnen sich dagegen durch einen großen Gehalt an Calcium und Natrium aus. Da man makroskopisch keine Unterschiede erkennt, werden die Mischkristalle nach dem Anteil des Anorthits unterteilt: Albit (0–10 %), Oligoklas (10–30 %), Andesin (30–50 %), Labradorit (50–70 %), Bytownit (70–90 %) und Anorthit (90–100 %). Diese Mischkristallreihe der Plagioklase besitzt ebenfalls temperaturabhängige Entmischungen, die allerdings weniger ausgeprägt sind als bei den Alkalifeldspaten und sich nur in mikroskopisch dünnen Lamellen im Kristall zeigen. Man kennt drei Mischungslücken, die wieder nach dem Anteil des Anorthits unterschieden und als Peristerit-Entmischung (2–16 %), Bøggild-Entmischung (47–58 %) und Huttenlocher-Entmischung (67–90 %) bezeichnet werden.

Dünnschliff eines albit-reichen Plagioklases (Pla) von den Lofoten. Die polysynthetischen Zwillinge sind gut unter gekreuzten Polarisatoren zu sehen. Weiter befinden sich Muskovit (Hg) und Quarz (Qz) im Bild. Bildbreite 3,3 mm.

Ternäre Feldspate

Ternäre Feldspate liegen im inneren des Dreiecks aus Kalifeldspat-Albit-Anorthit mit einer jedoch bei sinkenden Temperaturen zunehmend großen Mischungslücke.

Einzelminerale, Varietäten und Modifikationen

Die Bezeichnung eines Einzelminerals kann auch mittels Prozentangaben erfolgen: Zum Beispiel stellt man einen An-Ab-Mischkristall aus 60 % Albit und 40 % Anorthit mit Ab₆₀An₄₀ oder auch nur kurz Ab₆₀ bzw. An₄₀ dar und bezeichnet ihn aufgrund dieser Zusammensetzung als Andesin.

Albit NaAlSi₃O₈ – triklin
- Periklin, Cleavelandit
Andesin (Na,Ca)Al(Si,Al)₃O₈ – triklin
Anorthit CaAl₂Si₂O₈ – triklin
Anorthoklas (Na,K)[AlSi₃O₈] – triklin
Bytownit (Ca,Na)(Si,Al)₄O₈ – triklin
- Maskelynit
Celsian Ba[Al₂Si₂O₈] – monoklin
Filatovit K[(Al,Zn)₂(As,Si)₂O₈] – monoklin
Hyalophan (K,Ba)Al(Si,Al)₃O₈ – monoklin
Labradorit (Ca,Na)Al(Si,Al)₃O₈ – triklin
Mikroklin KAlSi₃O₈ – triklin, Tieftemperatur-Modifikation des Orthoklas
- Amazonit
Oligoklas (Na,Ca)Al(Si,Al)₃O₈ – triklin
- Peristerit, Aventurin-Feldspat (Sonnenstein)
Orthoklas KAlSi₃O₈ – monoklin
- Adular, Mondstein
Paracelsian, Ba[Al₂Si₂O₈] – monoklin
Reedmergnerit, Na[BSi₃O₈] – triklin
Rubiklin (Rb,K)[AlSi₃O₈] – triklin
Sanidin (K,Na)[(Si,Al)₄O₈] – monoklin, Hochtemperatur-Modifikation des Orthoklas

Bildung und Fundorte

Feldspate treten meist in Form tafeliger oder säuliger, oft verzwillingter Kristalle auf und finden sich sowohl in magmatischen als auch in metamorphen und Sedimentgesteinen.

Welcher Feldspattyp sich in einem gegebenen magmatischen Gestein findet, hängt von der chemischen Zusammensetzung und der Temperatur der ursprünglichen Schmelze ab: Kalifeldspate bilden sich bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen in siliziumdioxidreichen Magmen, die beim Abkühlen die Gesteine Granit und Rhyolith bilden. Ist die Schmelze dagegen eher arm an Siliziumdioxid und kristallisiert bei vergleichsweise hoher Temperatur, so entstehen Plagioklase, die sich dann in Gesteinen wie Gabbro oder Basalt finden.

Durch natürliche Verwitterung entsteht aus Feldspat Ton (Bodenart):

\mathrm {2KAlSi_{3}O_{8}+2H_{2}CO_{3}+H_{2}O\longrightarrow \ Al_{2}Si_{2}O_{5}(OH)_{4}+4SiO_{2}+\ 2K^{+}\ +\ 2HCO_{3}^{-}}

Das entstehende $\mathrm {Al_{2}Si_{2}O_{5}(OH)_{4}}$ ist ein Tonmineral.

Verwendung

Labradorit, angeschliffen

Einige Varietäten des Feldspat wie Labradorit oder Orthoklas finden bei geeigneter Qualität als Schmuckstein Verwendung.

Feldspat ist neben Kaolin und Quarz ein wichtiger Bestandteil bei der Porzellanherstellung.

Besonders reiner Feldspat wird als Ausgangsmaterial für Zahnersatz (Inlays, Veneers) verwendet. Das Mineralgestein wird gemahlen, gereinigt und gebrannt. Chemische Prozesse spielen dabei keine Rolle. Die daraus industriell gefertigte Keramik ist in ihren physikalischen Eigenschaften der natürlichen Zahnsubstanz sehr ähnlich, wodurch sie sich optimal in den Zahn einfügt.

Bei der Herstellung von Steinzeugfliesen und Platten dient Feldspat dazu, die Glasur in einem Arbeitsgang aufzusintern. Bereits vor dem Brennen des Scherben wird die Glasur aufgetragen und im Ofen auf etwa 1350 °C erhitzt. Der im Scherben enthaltene Feldspat schmilzt und sorgt neben Festigkeit und Zusammenhalt des Werkstücks auch für die Anbindung der Glasur auf der fertigen Fliese.[6]

Siehe auch

Einzelnachweise

carl-jaeger.de: Sicherheitsdatenblatt (Memento vom 29. August 2014 im Internet Archive) (PDF; 51 kB)
Vgl. Duden online: Spat
Hans Lüschen: Die Namen der Steine. Das Mineralreich im Spiegel der Sprache. 2. Auflage. Ott Verlag, Thun 1979, ISBN 3-7225-6265-1, S. 215.
Urban Brückmann: Beyträge, Band 2, S. 173
René-Just Haüy: Traité de minéralogie, Band 2, S. 699, übersetzt von Karsten
Otto Kruse: Fachkunde für Fliesenleger; S. 16 (bei Google-Buchsuche).

Literatur

Petr Korbel, Milan Novák, Werner Horwath: Mineralien Enzyklopädie. Nebel Verlag, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0.
Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie. 7. vollst. überarb. und erw. Auflage. Springer Verlag, Berlin 2005, ISBN 3-540-23812-3.

Weblinks

Commons: Feldspat (Feldspar) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: Feldspat – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Technische Informationen Mineralienatlas:Feldspat (Wiki), umfangreiches Porträt Mineralienatlas:Mineralienportrait/Feldspat (Wiki)
Lexikon der Geowissenschaften - Feldspate
Edelsteinvarietäten und Darstellung der Mischungslücken auf der Webseite des Instituts für Edelsteinprüfung

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[1] rl-jaeger.de: Sicherheitsdatenblatt (Memento vom 29. August 2014 im Internet Archive) (PDF; 51 kB)

[2] Vgl. Duden online: Spat

[Lüschen-3] Hans Lüschen: Die Namen der Steine. Das Mineralreich im Spiegel der Sprache. 2. Auflage. Ott Verlag, Thun 1979, ISBN 3-7225-6265-1, S. 215.

[4] Urban Brückmann: Beyträge, Band 2, S. 173

[5] René-Just Haüy: Traité de minéralogie, Band 2, S. 699, übersetzt von Karsten

[6] Otto Kruse: Fachkunde für Fliesenleger; S. 16 (bei Google-Buchsuche).