Feldspat

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Feldspat
Maxl Info.png
Mineral Maxl, Bayern
Allgemeines und Klassifikation
Abkürzung Fsp
Chemische Formel (Ba,Ca,Na,K,NH4)(Al,B,Si)4O8
Mineralklasse Gerüstsilikate (Tektosilikate)
Kristallographische Daten
Kristallsystem monoklin, triklin
Kristallklasse Bitte ergänzen!
Zwillingsbildung Bei monokliner und trikliner Symmetrie möglich:

Karlsbader Gesetz Manebacher Gesetz Bavenoer Gesetz (rechts/links)

nur bei trikliner Symmetrie möglich: Albit Gesetz Periklin Gesetz

Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 6 - 6,5
Dichte (g/cm3) Alkalifeldspäte 2,5 – 2,6

Plagioklase 2,6 – 2,8

Farbe Meist hell: weiß, farblos, grau, gelb, rot, rosa, blau, grün…
Strichfarbe weiß
Spaltbarkeit Vollkommen {001}, deutlich {010}
Bruch Muschelig, spröde
Morphologie Bitte ergänzen!
Glanz Glasglanz bis Perlmuttglanz
Kristalloptik
Brechungsindex n = n = 1,518 bis 1,590
Doppelbrechung δ = δ = 0,005 bis 0,013
Achsenwinkel 2V = 2V = 2Vx = 50 bis 105°
Pleochroismus farblos

Feldspäte gelten aufgrund ihres sehr häufigen Vorkommens als die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale der Erdkruste. Die einzelnen Feldspatminerale unterscheiden sich nur gering in ihrem Aufbau und weisen deshalb ähnliche chemische und physikalische Eigenschaften auf.


Vorkommen und Paragenese

Feldspäte machen mehr als 50% aller Mineralien der Erdkruste aus (Plagioklas 39% + Alkalifeldspäte 12% = 51 Volumen-%) und sind somit dort, die häufigste auftretende Mineralgruppe. Im Erdmantel sind Feldspäte thermodynamisch nicht stabil und kommen somit dort nicht vor. Sie bilden sich in basischen bis sauren Schmelzen.  Nach der Bowen‘schen Kristallisationsreihe kristallisieren zuerst Ca2+ reiche Plagioklase, anschließend Plagioklase mit steigenden Na+-Gehalt und zuletzt Alkalifeldspäte. Alkalifeldspäte entstehen bei niedrigeren Temperaturen in sauren bis intermediären Magmen (Entstehung von z.B. Granit (Plutonit), Rhyolith (Vulkanit) oder Pegmatiten). In basischen Schmelzen mit hohen Temperaturen entstehen Plagioklase (Bildung von z.B. Gabbro (Plutonit) und Basalt (Vulkanit)).

Feldspäte sind auch in metamorphen Gesteinen wie Gneis oder Migmatiten bei mittleren und hochmetamorphen Umwandlunggrad zu finden.. Ihr Vorkommen erstreckt sich über die Amphilbolit-, Granulit-, Albit-Epidot-Hornfels-, Hornblende-Hornfels-, Pyroxen-Hornfels- und Sanidinit- Fazies. Auch in sedimentären Gesteinen sind sie vertreten in Sanden und Sandsteinen. Besonders feldspatreiche Sedimengesteine heißen Arkosen. In diesem Gestein ist der Feldspat meist stark kaolinitisiert oder in Schichtsilikate umgewandelt.

Bariumfeldspäte sind sehr selten in der Natur zu finden. Das reine Endglied heißt Celsian (Ba[Al2Si2O8]). Zwischen Celsian und Orthoklas befinden sich verschiedene Mischkristalle, sogenannte Hyalophane. Sie können in Manganlagerstättem oder als Gemengeanteil in Gneisen vorkommen.

Klassifikation

Der Name Feldspat setzt sich aus den Wörter Feld und Spat zusammen. Als Spat wurde das Mineral aufgrund seiner vollkommenen Spaltbarkeit bezeichnet. Die Herkunft des zusätzlichen Wort Feld ist umstritten.

Die chemische Zusammensetzung von Feldspäten wird in einem Dreistoffsystem ausgedrückt. In dem ternären Feldspat Diagramm werden die Anteile von Orthoklas (KAlSi3O8), Albit (NaAlSi3O8) und Anorthit (CaAl2Al2O8) dargestellt. Die Feldspatzusammensetzungen zwischen Orthoklas und Albit werden als Alkalifeldspäte bezeichnet. Bei der Abkühlung aus einer Schmelze bilden sich Entmischungslamellen aus, die auf die  Diffusion von Na+ und K+ zurückzuführen ist. Bei Raumtemperatur haben Alkalifeldspäte demnach keine vollkommene Mischbarkeit.  Die perthitische Entmischung ist definiert durch eine Matrix aus K-Fsp mit Na-Fsp Entmischungslamellen, wohingegen die antiperthitische Entmischung durch eine Na-Fsp Matrix definiert ist, die K-Fsp Entmischungslamellen aufweit.  Es gibt vier Alkalifeldspatminerale: Orthoklas (monoklin), Adular (monoklin) und Mikroklin (triklin) bilden sich bei geringeren Temperaturen, Sanidin (monoklin) ist die Hochtemperaturmodifikation. Man findet ihn als metastabile Phase vor allem in Vulkaniten.

Plagioklase werden durch die Endglieder Albit und Anorthit definiert.  Die Mischbarkeit ist in diesem triklinen Kristallsystem lückenlos. Ein Merkspruch, um sich die Mineralnamen zu merken ist: A-O-A-L-B-A und steht für Albit-Oligoklas-Andesit-Labradorit-Bytownit-Anorthit. In den Kristallen der Plagioklase treten sehr häufig Verzwillingungen auf, nach Albit oder Periklingesetz.

Orthoklas und Anorthit sind bei Raumtemperatur nicht mischbar. In der Natur lässt sich somit kein Feldspat mit einem gleichmäßigen Verhältnis von Albit, Anorthit und Kalifeldspat finden. Solch ein System würden zwei chemisch verschiedene Feldspäte ausprägen.

Bestimmung im Gelände

Diagnostische Merkmale:

-       Glasglanz

-       Spaltbarkeit

-       Verzwilligungen

-       Meist helle Färbung

-       Härte


Unterscheidung Alkalifeldspat vs. Plagioklas

Die Einordnung eines Gesteins nach Streckeisen kann im Gelände sehr wichtig sein.

Für Alkalifeldspat typisch sind:

-       Entmischungslamellen

-       Oft rötliche Farbe

-       Oft große Kristalle, zB. in Granit, Syenit

Für Plagioklase charakteristisch sind:

-       Polysynthetische Zwillinge

-       Meist weiße Farbe

-       Sausuritisierung (Bildung von Epidot mit begleitender Grünfärbung der Fsp Kristalle)


Feldspäte sind meist hell gefärbt und bilden in Plutoniten meist idiomorphe bis panidiomorphe Einsprenglinge. Am eindeutigsten sind die Minerale an der häufig auftretenden Verzwilligung zu erkennen.


Bestimmung mit Polarisationsmikroskop

Sowohl K-Fsp als auch Plagioklas haben ein eher geringes Relief, ähnlich wie Quarz. Auch die Interferenzfarben sind ähnlich niedrig (Grau I), wobei Feldspäte meistens interne Strukturen haben, während man bei Quarz meist undulöse Auslöschung und Subkörner beobachtet. Feldspätes sind anfälliger für Alteration und sehen meistens nicht so „frisch“ wie Quarz aus.

Die Unterscheidung K-Fsp – Plagioklas erfolgt unter X – polarisiertem Licht. Plagioklas erkennt man an der charakteristischen polysynthetischen Verzwilligung oder an einer ausgeprägten Zonierung, K-Fsp hat Entmischungslamellen. Karlsbader Zwillinge können in beiden Feldspäten vorkommen, allerdings sind sie bei K-Fsp häufiger zu finden.

Sekundäre Bilungen

An der Grenze zwischen K-Fsp und Plagioklas bildet sich oft Myrmekit, verschlungene Verwachsungsmuster aus Albit und Quarz, die in den K-Fsp hineinwachsen.

Verdrängung von K-Fsp durch Albit: Schachbrettalbit

Häufige Alterationen: Serizitisierung, Saussuritisiertung (v.a. Plagioklas)

Alkalifeldspat

II – polarisiertes Licht

Das Relief ist etwas geringer als bei Quarz. Alterationen verursachen oft schmutzig-braune Trübungen.

Oft sind Entmischungslamellen schon unter II-polarisiertem Licht zu erkennen.

X – polarisiertes Licht

Entmischungslamellen, Mikroklingitter, Karlsbader Zwillinge o.Ä. werden unter X-polarisiertem Licht beobachtet.

Über die Art der Entmischungslamellen (Perthit, Antiperthit) können Aussagen zur Kristallisationsgeschichte in dem Magma gemacht werden.

Konoskopie

Über die Bestimmung des Achsenwinkels und die Lage der optischen Achsenebene können Alkalifeldspäte genauer benannt werden.

Morphologie

K-Fsp bildet oft große, plattige Minerale

In Vulkaniten ist Sanidin meist idiomorph mit langstängeligem bis plattigem Habitus vertreten.

Paragenese

Quarz, Plagioklas, Biotit, Hornblende, Ortho- Klinopyroxen

Bei Quarzuntersättigung häufig zuammen mit Ägirinaugit und zusammen mit Foiden, z.B. Nephelin


Plagioklas

II – polarisiertes Licht

Lichtbrechung etwas höher als bei K-Fsp und ähnlich wie Quarz.

X – polarisiertes Licht

Werden polysynthetische Zwillinge beobachtet, kann der Chemismus durch Messung der Auslöschungsschiefe genauer ermittelt werden. Die Verzwilligung bleibt im Verlauf des Minerals immer parallel, so kann man Plagioklas z.B. von Mikroklinzwillingen unterscheiden.

Da unter den Plagioklasen vollkommene Mischbarkeit gegeben ist, kommt es häufig zu Zonierung.

Bei plastischer Deformation und Rekristallisation können sich gebogene Zwillinge bilden.

Morphologie

Idiomorph oft tafelig.

Paragenese

In den meisten Magmatiten. In Metamorphiten bis zu einem bestimmten Grad stabil, dann Umwandlung in Jadeit (Pyroxen), in dem oft noch die Zwillinge erkennbar sind.

Mineralstruktur und Chemismus

Feldspäte sind aus SiO4-Tetraedern und AlO4-Tetraedern aufgebaut. Die Tetraeder bilden 4 -zählige Ringe, die mit Sauerstoffbrücken verbunden sind. K+, Na+ als einwertige Kationen befinden sich in mitten des Tetraeder - Gerüsts. Als zweiwertige Kationen im Tetraeder treten Ca2+ oder Ba2+ auf.

Die Symmetrie von Feldspäten wird durch den Strukturzustand bestimmt, nicht durch die chemische Zusammensetzung. Die Verteilung der Al, Si Ionen im Tetraeder ist maßgebend für die physikalischen und optischen Eigenschaften. Die Verteilung hängt von der Bildungstemperatur und Abkühlungsgeschichte ab.


Verwendung

Feldspat wird in der Keramik- und Prozellanindustrie verwendet. Außerdem werden aus Mineral feuerfeste Materialen hergestellt die z.B. in der Bauindustrie als Wandverkleidung dienen.

Beispiele im GEOWiki

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Weitere Informationen und Literatur

Okrusch, Martin, and Siegfried Matthes. Mineralogie: eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. Springer-Verlag, 2013.

Cipriani, Nicola. Mineralien und edle Steine: Gesteinsbildung, Klassifizierung, Sammlung und Verwendung. Bechtermünz, 1997.

Radoslovich E.W. Feldspar Minerals. In: Gieseking J.E. (eds) Soil Components. Springer, Berlin, Heidelberg, 1975.

https://www.mindat.org/min-1624.html

https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Mineralienportrait/Feldspat

https://rruff.info/doclib/am/vol59/AM59_1319.pdf


Autor:innen

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Dieser Artikel wurde erstellt von:
Paula Dörfler, Elena Zwerschke