Feldspatmineralien machen über 50% der Erdkruste aus.

Inhalt

• Was ist Feldspat?
• Feldspat Mineralchemie
• Die Plagioklas Feldspate
• Die alkalischen Feldspate
• Feldspat in Sedimenten und Sedimentgesteinen
• Eigenschaften von Feldspatmineralien
• Feldspate jenseits von Plagioklas und Alkalien
• Außerirdischer Feldspat
• Verwendung von Feldspatmineralien
• Phänomenale Feldspate
• Andere Gem Feldspars

Labradorit ist ein phänomenales Feldspatmineral. Das Wort "Labradoreszenz" bezieht sich auf die schillernden Farben, die auf Exemplaren wie diesem zu sehen sind. Diese raue ist etwa vier Zoll breit und wurde in der Nähe von Nain, Labrador, Kanada gesammelt.

Feldspat in Felsen: Diese Tabelle fasst die Mineralzusammensetzungen der gewöhnlichen magmatischen Gesteine ​​zusammen. Es zeigt deutlich, dass Feldspatmineralien wichtige Bestandteile von Granit, Diorit und Gabbro sind - diese Gesteinsarten machen den größten Teil der Erdkruste aus.

Was ist Feldspat?

„Feldspat“ ist der Name einer großen Gruppe von gesteinsbildenden Silikatmineralien, die über 50% der Erdkruste ausmachen. Sie kommen in magmatischen, metamorphen und sedimentären Gesteinen in allen Teilen der Welt vor. Feldspatmineralien haben sehr ähnliche Strukturen, chemische Zusammensetzungen und physikalische Eigenschaften. Übliche Feldspate sind Orthoklas (KAlSi₃O₈), Albit (NaAlSi₃O₈) und Anorthit (CaAl₂Si₂O₈).

Um die Bedeutung von Feldspat als gesteinsbildendes Mineral zu erkennen, betrachten wir seinen Überfluss in der Erdkruste. Der größte Teil der kontinentalen Erdkruste besteht aus magmatischen Gesteinen wie Granit, Diorit und Granodiorit. Feldspate sind auch wichtige Bestandteile von Gabbro und Basalt, den primären Gesteinsarten in der ozeanischen Erdkruste. Die nebenstehende Grafik zeigt, wie diese Gesteine ​​hauptsächlich aus Feldspatmineralien bestehen. Wenn diese magmatischen Gesteine ​​verwittert und verwandelt werden, werden ihre Feldspatmineralien zu Bestandteilen von Sedimenten, Sedimentgesteinen und metamorphen Gesteinen.

Feldspatmineralien finden in der Industrie vielfältige Verwendung. Sie werden zur Herstellung einer Vielzahl von Glas- und Keramikprodukten verwendet. Sie werden auch häufig als Füllstoffe in Farben, Kunststoffen und Gummi verwendet. Einige beliebte Edelsteine ​​sind Feldspatmineralien. Dazu gehören Mondstein, Sonnenstein, Labradorit, Amazonit und Spektrolit.

Feldspatmineralklassifizierung: Dieses ternäre Diagramm zeigt, wie Feldspatmineralien anhand ihrer chemischen Zusammensetzung klassifiziert werden. Die Abfolge der Mineralien entlang der linken Seite des Dreiecks repräsentiert die Festlösungsreihe der Alkalifeldspate. Die Sequenz entlang der Base ist die Festlösungsreihe der Plagioklasfeldspäte. Dreieckiges Millimeterpapier erhalten Sie auf Waterproofpaper.com, einer Website von GeoShops.com.

Feldspat Mineralchemie

Alle Mineralien in der Feldspatgruppe passen zu der folgenden verallgemeinerten chemischen Zusammensetzung:

X (Al, Si)₄O₈

In dieser verallgemeinerten Zusammensetzung kann X eines der folgenden sieben Ionen sein: K +, Na +, Ca ++, Ba ++, Rb +, Sr ++ und Fe ++. Feldspate, die Kalium-, Natrium- und Calciumionen enthalten, sind sehr häufig. Barium-, Rubidium-, Strontium- und Eisenfeldspat sind sehr selten.

Das beigefügte Dreiecksdiagramm zeigt zwei Festlösungssysteme, aus denen die Feldspatgruppe besteht. Die Plagioklasfeldspäte bilden eine feste Lösungsreihe zwischen den Endgliedern von reinem Albit (NaAlSi₃O₈) und reinem Anorthit (CaAl₂Si₂O₈). Die Alkalifeldspate bilden eine feste Lösungsreihe zwischen reinem Albit und Kaliumsanidin (KAlSi₃O₈).

Eine Liste der Feldspatmineralien mit ihren chemischen Zusammensetzungen ist in Tabelle 1 zu sehen.

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Die Plagioklas Feldspate

Albit und Anorthit haben eine interessante Beziehung. Albit ist ein Natriumfeldspat und Anorthit ist ein Kalziumfeldspat. Beide bilden sich durch Kristallisation aus einer Schmelze. In der Natur enthalten viele Schmelzen reichlich Natrium oder Kalzium sowie reichlich Aluminium, Silizium und Sauerstoff. Infolgedessen enthält das meiste Albit in seiner Kristallstruktur etwas Calcium als Ersatz für Natrium, und das meiste Anorthit enthält in seiner Kristallstruktur etwas Natrium als Ersatz für Calcium. Wenn ein Natriumion mit einer Ladung von 1+ ein Calciumion mit einer Ladung von 2+ ersetzt, tritt auch eine ausgleichende Substitution eines Aluminiumions mit einer Ladung von 3 gegen ein Siliciumion mit einer Ladung von 4 auf.

Die relative Häufigkeit von Natrium und Kalzium in Schmelzen ist sehr unterschiedlich, und es kommt zu einer ganzen Reihe von Mineralzusammensetzungen zwischen reinem Natriumplagioklas und reinem Kalziumplagioklas. Dieses Kontinuum von Zusammensetzungen ist als feste Lösungsreihe bekannt, da es einer Schmelze mit gelösten Natrium- und Calciumionen entspricht, die in verschiedenen Positionen in der gesamten Lösung suspendiert sind, die wir als Schmelze bezeichnen.

Obwohl das Spektrum der Mineralzusammensetzungen zwischen reinem Albit und reinem Anorthit aus sehr ähnlichen Mineralien besteht, gibt es Unterschiede in der Chemie und den physikalischen Eigenschaften. Um die Kommunikation zu erleichtern, werden die Feldspatmineralien an verschiedenen Stellen in der festen Plagioklaslösung benannt. Diese Namen sind willkürlich und basieren auf den relativen Mengen an Albit und Anorthit in ihrer Zusammensetzung. Die Namen dieser Plagioklasmineralien mit dazwischenliegenden Zusammensetzungen sind in der beigefügten Tabelle zusammengefasst. Sie bilden auch die Plagioklas-Feldspat-Reihe entlang der Basis des oben beschriebenen Dreiecksdiagramms.

Die alkalischen Feldspate

Feldspatmineralien mit Zusammensetzungen zwischen NaAlSi₃O₈ und KAlSi₃O₈ sind als Alkalifeldspat bekannt. Sie umfassen Albit (NaAlSi₃O₈), Anorthoklas ((Na, K) AlSi₃O₈), Sanidin ((K, Na) AlSi₃O₈), Orthoklase (KAlSi₃O₈) und Microcline (KAlSi₃O₈).

Albit und Sanidin bilden eine feste Lösungsreihe zwischen NaAlSi₃O₈ und KAlSi₃O₈. Anorthoklas mit einer Zusammensetzung von (Na, K) AlSi₃O₈, nimmt die Zwischenstellung zwischen ihnen ein.

Orthoklas und Mikroklin haben normalerweise Zusammensetzungen, die KAlSi sehr nahe kommen₃O₈. Sanidin kann auch eine Zusammensetzung haben, die KAlSi sehr nahe kommt₃O₈. Diese drei KAlSi₃O₈ Mineralien sind Polymorphe, dh sie haben die gleiche chemische Zusammensetzung, aber unterschiedliche Kristallstrukturen. Sanidin hat eine monokline Struktur, Orthoklas ist monoklin und Sanidin ist triklin. Der entscheidende Faktor für die Bildung dieser drei Mineralien mit einem KAlSi₃O₈ Zusammensetzung ist Temperatur. Sanidin ist die Hochtemperaturform, Orthoklas ist die Zwischentemperaturform und Mikroklin ist die Niedertemperaturform.

Arkose ist ein Sedimentgestein, das aus der Verwitterung von feldspatreichen magmatischen und metamorphen Gesteinen entsteht. Es ist ein Sandstein, der mindestens 25% Feldspat enthält.

Feldspat in Sedimenten und Sedimentgesteinen

In Sedimentablagerungen, die durch die Verwitterung von Feldspat-haltigen magmatischen und metamorphen Gesteinen entstanden sind, sind Feldspäte in der Regel in der Nähe des Quellgebiets am häufigsten. Feldspäte nehmen in der Regel mit zunehmender Entfernung von der Quelle ab, da sie während des Transports durch Verwitterung angegriffen und in Tonmineralien umgewandelt werden können. Darüber hinaus sind sie aufgrund ihrer zwei Richtungen perfekter Spaltung anfällig für mechanische Witterungseinflüsse, die ihre Partikelgröße verringern und eine größere Oberfläche der chemischen Witterung aussetzen.

Arkose ist ein Sedimentgestein, das aus der Verwitterung von feldspatreichen magmatischen und metamorphen Gesteinen entsteht. Dieser Ursprung ist offensichtlich, weil Arkose ein Sandstein ist, der mindestens 25% Feldspat enthält, in der Regel in Form von Körnern, die leicht als Feldspat identifiziert werden können. Arkose befindet sich normalerweise unmittelbar am Gefälle und in der Nähe der Aufschlüsse, von denen die Feldspatkörner verwittert wurden. Lange Transportwege zerstören die Feldspatkörner und längere Witterungseinflüsse wandeln die Feldspate in Tonmineralien um. Tonmineralien sind ein weiterer Beitrag von Feldspat zum Sedimentrekord. Sie reichern sich als Schlamm oder Erde an und bilden oftmals Sedimente, die Schiefer und Schlammfelsen bilden.

Rechtwinklige Spaltung: Eine der diagnostischsten Eigenschaften von Feldspat sind seine zwei Spaltungsrichtungen, die sich normalerweise bei oder nahe bei neunzig Grad schneiden.

Eigenschaften von Feldspatmineralien

Obwohl es viele Feldspatmineralien gibt, haben sie alle ein enges Spektrum an physikalischen Eigenschaften, die überraschend gleichbleibend sind. Die meisten von ihnen weisen zwei Richtungen perfekter Spaltung auf, die sich bei oder in der Nähe von neunzig Grad schneiden. Ein Beispiel für diese Art der Spaltung ist auf dem beigefügten Foto zu sehen.

Die meisten Feldspatmineralien haben eine Mohs-Härte von ungefähr 6 bis 6,5 und ein spezifisches Gewicht zwischen 2,5 und 2,8. Sie haben alle einen glasartigen Glanz, der auf den Spaltgesichtern oft perlmuttartig ist. Die beigefügte Tabelle zeigt die allgemeinen physikalischen Eigenschaften der Feldspatmineralgruppe.

Diese gleichbleibenden Eigenschaften von Feldspat sind selbst dann äußerst nützlich, wenn die Feldspatkristalle sehr klein sind. Wer mit der Feldspatspaltung vertraut ist, kann ein magmatisches Gestein mit nur wenigen Millimetern großen Kristallen aufnehmen, mit einer Handlinse untersuchen und die Feldspäte leicht von anderen Gesteinsmineralien unterscheiden. Mit minimaler Übung können sie auch eine Reihe von Picks für die Mineralhärte und eine Handlinse verwenden, um die Mohs-Härte solcher winziger Körner zu bestimmen.

Feldspate jenseits von Plagioklas und Alkalien

Es gibt viele Feldspatmineralien jenseits der Plagioklas- und Alkali-Reihe. Eine Liste finden Sie in Tabelle 1. Einige Feldspatmineralien sind ungewöhnlich und äußerst selten. Hier einige Beispiele:

• Buddingtonit ist ein Ammoniumfeldspat mit einer chemischen Zusammensetzung von (NH₄) (AlSi₃)O₈. Es wurde festgestellt, dass Feldspatmineralien durch hydrothermale Aktivität verändert wurden.
• Banalsit (Na₂Baal₄Si₄O₁₆) ist ein seltener Barium-Feldspat. Es bildet sich mit Stronalsit (Na₂SrAl₄Si₄O₁₆), in denen sich Barium und Strontium gegenseitig ersetzen.
• Celsian, Paracelsian und Hexacelsian sind seltene Bariumfelder und -polymorphe, die die chemische Zusammensetzung von BaAl teilen₂Si₂O₈. Sie bilden sich in hydrothermalen Umgebungen mit niedriger Temperatur.
• Filatovit ist ein äußerst seltener Arsenat-Feldspat, der nur in kleinen Kristallen in der Nähe einiger Fumarolen in Ostrussland gefunden wurde.
• Rubiclin ist ein seltener rubidiumhaltiger Feldspat mit einer chemischen Zusammensetzung von (Rb, K) (AlSi₃O₈). Es ähnelt Microcline, wurde jedoch nie gefunden, ohne dass Kalium und Rubidium sich gegenseitig ersetzten.

Feldspat vom Mond: Der "Genesis Rock" ist einer der berühmtesten Steine, die jemals gesammelt wurden. Die Apollo-15-Astronauten James Irwin und David Scott haben es 1971 vom Mond gesammelt. Die Analyse ergab, dass es sich fast ausschließlich um Anorthit handelt, einen Plagioklas-Feldspat, der etwa 4 Milliarden Jahre alt ist. Reporter, die über die Apollo-Mission berichteten, nannten das Exemplar "Genesis Rock" und den Namen stecken. Bild von der NASA.

Außerirdischer Feldspat

Feldspat wurde in anderen Teilen unseres Sonnensystems entdeckt. Astronauten, die den Mond während der Apollo-Missionen besuchten, brachten viele Gesteinsproben zurück, die reich an Feldspat waren. Ein paar Dutzend Meteoriten, von denen angenommen wird, dass sie vom Mars stammen, wurden untersucht, und die meisten enthalten Feldspatmineralien. Ungefähr 5% der auf der Erde gefundenen Meteoriten stammen vermutlich vom Vesta-Asteroiden, und viele von ihnen enthalten Feldspat.

Vesta-Meteorit: Durchlicht-Mikrofotografie eines Eukrit-Meteoriten, der dem Asteroiden Vesta zugeschrieben wird. Dieses Exemplar ist ein Basalteukrit, das reich an kalziumreichem Plagioklas ist. Bild von Harry McSween, University of Tennessee.

Feldspat in einem Marsmeteoriten: Der Meteorit "Black Beauty" (NWA 7034) wurde von der NASA analysiert und soll ein Stück Mars werden, das von einem Asteroideneinschlag befreit wurde.NWA 7034 besteht aus zementierten Basaltfragmenten, einem Gestein, das aus schnell abgekühlter Lava entsteht. Die Fragmente im Meteoriten sind hauptsächlich Feldspat und Pyroxen. Bild von der NASA.

Feldspate im Boden: Diese Karte zeigt die Verteilung der Mineralien der Feldspatgruppe im A-Horizont der Böden der Vereinigten Staaten. Die höchsten Abundanzen sind in Gebieten zu verzeichnen, in denen magmatisches Gestein an der Oberfläche auftaucht, beispielsweise in Neuengland, in den Rocky Mountains und an der Westküste. Klicken Sie auf das Bild, um es zu vergrößern.

Verwendung von Feldspatmineralien

In den USA werden jährlich rund 600.000 Tonnen Feldspat produziert. Der größte Teil dieses Feldspats wird zu feinen Körnern oder Pulvern zerkleinert und dann in Fabriken verarbeitet, in denen Flachglas, Keramikfliesen, Glasfaserisolierungen, Farben, Kunststoffe, Keramik, Behälterglas und andere Produkte hergestellt werden. Die meisten dieser Produkte spielen im Gewerbe- und Wohnungsbau eine wichtige Rolle, und die Nachfrage nach Feldspat wird durch die Gesundheit der Bauindustrie gestützt.

Fast die gesamte Feldspatproduktion in den USA stammt aus Steinbrüchen in North Carolina, Idaho, Kalifornien, Virginia, Oklahoma und South Dakota. Diese Standorte produzieren genug Feldspat, um fast den gesamten nationalen Verbrauch zu decken. Die für die zukünftige Produktion zur Verfügung stehenden Ressourcen sind enorm. Die einzige Herausforderung besteht darin, dass sich die Feldspatressource möglicherweise nicht in angemessener Entfernung von den Verbrauchsstellen befindet. Trotzdem ist die jährliche Nettoimportabhängigkeit der Vereinigten Staaten als Prozentsatz des scheinbaren Feldspatverbrauchs gering - normalerweise nicht mehr als 10 bis 20%.

Aventurescent Sonnenstein: Nahaufnahmefoto eines Sonnenstein-Cabochons, das wunderschöne Aufblitze zeigt, die durch Licht verursacht werden, das von den Einschlüssen der Kupferplättchen im Stein reflektiert wird.

Blauer Labradorit: Fotografie eines Labradorit-Cabochons mit einem elektrischen blauen Farbenspiel. Fotografieren Sie copyright iStockphoto / Joanna-Palys.

Stern Mondstein: Ein Mondstein-Cabochon, der einen seltenen Vier-Strahlen-Stern zeigt.

Phänomenale Feldspate

Verschiedene Arten von Feldspatmineralien werden als Edelsteine ​​verwendet. Drei davon, Mondstein, Sonnenstein und Labradorit, sind für ihre einzigartigen optischen Phänomene bekannt.

Mondstein ist ein Edelsteinmaterial, das aus mikroskopisch dünnen und alternierenden Schichten von Feldspatmineralien unterschiedlicher Zusammensetzung besteht. Wenn Licht in einen polierten Edelstein eintritt und auf diese Schichten trifft, wird es in viele Richtungen gestreut. Dies erzeugt ein Leuchten innerhalb des Edelsteins, das als Adulareszenz bekannt ist. Das Leuchten scheint leicht unter der Oberfläche des Edelsteins zu schweben und bewegt sich, wenn sich die Beleuchtungsquelle bewegt, wenn sich der Betrachtungswinkel ändert oder wenn der Edelstein unter dem Licht bewegt wird. Die Menschen genießen dieses sanfte Leuchten, besonders wenn es eine auffällige Farbe hat oder die Körperfarbe des Mondsteins angenehm ist. Orthoklas ist das am häufigsten vorkommende Feldspatmineral, das das Phänomen der Adulareszenz hervorruft. Es ist jedoch auch in Albit, Oligoklas und Labradorit bekannt.

Sonnenstein ist ein Juwel, das winzige plattenförmige und stark reflektierende Partikel mit einer gemeinsamen Ausrichtung enthält. Wenn Licht in den Edelstein eintritt, trifft es auf diese Partikel und sie reflektieren es mit einem glitzernden Blitz, der als Aventureszenz bekannt ist. Die Partikel können winzige Flocken aus Kupfer, Hämatit, Glimmer oder anderen reflektierenden Mineralien sein. Labradorit und Oligoklas sind die am häufigsten vorkommenden Feldspatmineralien. In einigen Gegenden wird gefärbter, aber nicht abbaubarer Labradorit auch als „Sonnenstein“ bezeichnet, aber abbaubares Material wird normalerweise in der Nähe abgebaut.

Labradorit wird manchmal in mikroskopischen Schichten mit Albit oder anderen Plagioklasmineralien verwachsen. Wenn Licht in einen polierten Edelstein eintritt und genau im richtigen Winkel auf diese Schichten trifft, wird das Licht gestreut, seine Wellenlängen werden modifiziert und es entsteht eine irisierende Reflexion. Dies kann zu spektakulären Blitzen mit stark schillernden Farben in elektrischem Blau, Grün, Gelb, Orange und Pink führen. Dieses Phänomen wird als „Labradoreszenz“ bezeichnet und nach dem Mineral benannt, das für seine Erzeugung am besten bekannt ist.

Die phänomenalen Eigenschaften von Mondstein, Sonnenstein und Labradorit werden fast immer als kuppelförmige Cabochons geschnitten. Ihre phänomenalen Eigenschaften hängen davon ab, dass mikroskopisch kleine Strukturen in einem polierten Stein im richtigen Winkel einfallen. Um dies zu erreichen, müssen erfahrene Handwerker, die die optischen Phänomene dieser Edelsteine ​​verstehen, das Rohmaterial untersuchen und den Stein so schneiden, dass die Ebenen, auf denen die optischen Phänomene erzeugt werden, parallel zum Boden des geschnittenen Edelsteins verlaufen.

Alarm-Cutter bemerken möglicherweise seltene Chatoyances oder Asterismen bei rauen Mondsteinen. Mit der richtigen Planung, Ausrichtung und dem geschickten Schneiden können mit diesem Rough Cabochons hergestellt werden, die ein Katzenauge oder einen Vier-Strahlen-Stern aufweisen.

Mondstein ist der bekannteste der phänomenalen Feldspäte, aber er ist in vielen beliebten Juweliergeschäften nicht zu finden. Alle drei Schmuckstücke sind am besten auf Edelstein- und Lapidariumshows oder in Geschäften zu finden, die sich auf einzigartige und interessante Edelsteine ​​und Schmuckstücke spezialisiert haben. Sie können leicht online gefunden werden; Es ist jedoch am besten, diese Steine ​​oder Schmucksachen mit ihnen zu kaufen, wo Sie sie aufheben, sie im Licht spielen und die Stärke, Farbe und das Muster des optischen Effekts untersuchen können. Wenn Sie eine Reihe von Stücken zur Auswahl haben, sollten Sie viele davon untersuchen, da einer oder mehrere von ihnen Sie viel stärker ansprechen als die anderen - und verschiedene Steine ​​unterschiedliche Menschen ansprechen. Es ist am besten, dies nicht einer zufälligen Auswahl durch den Verkäufer oder einen Freund zu überlassen. Sie werden am glücklichsten sein, wenn Sie die auswählen, die Ihr Auge anspricht.

Amazonit Cabochons: Amazonit ist ein Handelsname für eine grüne bis bläulich-grüne Sorte von Mikroklin-Feldspat, der häufig in Cabochons, Perlen und Trommelsteine ​​geschnitten wird.

Facettierter Feldspat: Zwei Exemplare von Labradorit-Feldspat, die in facettierte Steine ​​geschnitten wurden. Exemplare aus Oregon werden oft als "Sonnenstein" bezeichnet - auch nicht-phänomenale Exemplare ohne die Aventureszenz, die viele Menschen für nötig halten, um den Namen "Sonnenstein" zu verdienen.

Andere Gem Feldspars

Obwohl phänomenale Feldspate schwer zu konkurrieren sind, gibt es einige andere Feldspate, die bemerkenswerte Edelsteine ​​herstellen. Diese finden Sie auch am besten auf Edelstein- und Lapidariumshows oder in Geschäften, die sich auf interessante und unterschiedliche Arten von Edelsteinen und Schmuck spezialisiert haben.

Amazonit ist ein Handelsname für eine grüne bis bläulich-grüne Sorte von Mikroklin-Feldspat, der häufig in Cabochons, Perlen und Trommelsteine ​​geschnitten wird. Die grüne Farbe wird durch Spuren von Blei im Mineral verursacht. Ein weltberühmter Ort für Amazonitkristalle befindet sich im Gebiet der Freemont, El Paso und Teller Counties in Colorado, wo es mit Rauchquarz in Hohlräumen aus magmatischen und metamorphen Gesteinen wächst. Obwohl der Name "Amazonit" darauf hindeutet, dass Brasilien eine wichtige Quelle des Materials ist, wird es im Amazonasbecken nicht gefunden.

Feldspatmineralien kommen häufig in transparenten Kristallen von Edelsteinqualität vor. Orthoklas, Labradorit und Oligoklas sind Beispiele für facettierte Feldspatmineralien. Aus diesen Mineralien geschnittene Edelsteine ​​können schön sein; Sie sind jedoch selten in Schmuck zu finden, da sie von Schmuckkunden nicht gut bekannt und nachgefragt sind. Darüber hinaus haben facettierte Feldspäte aufgrund ihrer Mohshärte von 6 bis 6,5 und ihrer beiden Richtungen der perfekten Spaltung Bedenken hinsichtlich der Haltbarkeit. Die meisten Feldspate, die facettiert sind, sind für den "Sammleredelstein" -Markt bestimmt.