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{{Dieser Artikel|beschreibt das Mineral, für das Gestein siehe [[Kaolin]].}}
{{Infobox Mineral
| Mineralname = Kaolinit
| Bild = Kaolinite from Twiggs County in Georgia in USA.jpg
| Bildbeschreibung =
| IMA-Nummer = 1980 s.p.<ref name="IMA-Liste">{{Internetquelle | autor= Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere | url= https://cnmnc.units.it/files/IMA_Master_List_(2024-07).pdf | titel= The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: July 2024 | werk= cnmnc.units.it | hrsg= IMA/CNMNC, Marco Pasero | datum= 2024-07 | sprache= en | abruf= 2024-08-13 | format= PDF; 3,6 MB}}</ref>
| IMA-Symbol = Kln<ref name="Warr">{{Literatur | Autor= Laurence N. Warr | Titel= IMA–CNMNC approved mineral symbols | Sammelwerk= [[Mineralogical Magazine]] | Band= 85 | Datum= 2021 | Sprache= en | Seiten= 291–320 | DOI= 10.1180/mgm.2021.43 | Online= [https://www.cambridge.org/core/services/aop-cambridge-core/content/view/62311F45ED37831D78603C6E6B25EE0A/S0026461X21000438a.pdf/imacnmnc-approved-mineral-symbols.pdf cambridge.org] | Format= PDF | KBytes= 320 | Abruf= 2023-01-05}}</ref>
| Andere_Namen =
| Ähnliche_Minerale = [[Dickit]], [[Nakrit]], [[Halloysit]], [[Allophan]], [[Imogolit]]

| Chemismus = Al4[(OH)8{{Pipe}}Si4O10]
| Mineralklasse = Silikate und Germanate
| Kurzform_Strunz_8 = VIII/H.23
| Kurzform_Lapis = VIII/H.25-010
| Kurzform_Strunz_9 = 9.ED.05
| Kurzform_Dana = 71.01.01.02

| Kristallsystem = siehe [[#Kristallstruktur|Kristallstruktur]]
| Kristallklasse = siehe [[#Kristallstruktur|Kristallstruktur]]
| Raumgruppe = siehe [[#Kristallstruktur|Kristallstruktur]]
| Raumgruppen-Nr =
| Gitterparameter_a = siehe Kristallstruktur
| Gitterparameter_b =
| Gitterparameter_c =
| Gitterparameter_alpha =
| Gitterparameter_beta =
| Gitterparameter_gamma =
| Formeleinheiten = 1
| Ref_Gitterparameter = <ref name="StrunzNickel" />
| häufige_Kristallflächen = {001}
| Zwillingsbildung = sehr selten

| Mohshärte = 2 bis 2,5<ref name="Handbookofmineralogy" /><ref name="Mindat" />
| Dichte = gemessen: 2,61 bis 2,68; berechnet: 2,63<ref name="Handbookofmineralogy" />
| Spaltbarkeit = vollkommen nach {001}
| Bruch = uneben
| Farbe = weiß, auch mit rötlichem, braunem oder blauem Stich
| Strichfarbe = weiß
| Transparenz = durchscheinend bis undurchsichtig
| Glanz = erdig
| Radioaktivität =
| Magnetismus =

| Brechungsindex_n_alpha = 1,553 bis 1,563<ref name="Mindat" />
| Brechungsindex_n_beta = 1,559 bis 1,569<ref name="Mindat" />
| Brechungsindex_n_gamma = 1,560 bis 1,570<ref name="Mindat" />
| Brechungsindex_n_e =
| Brechungsindex_n_o =
| Brechungsindex_n =
| Doppelbrechung = 0,007<ref name="Mindat" />
| Optischer_Charakter = zweiachsig negativ
| Optischer_Achsenwinkel = 24 bis 50° (gemessen); 44° (berechnet)<ref name="Mindat" />
| Pleochroismus = sehr schwach

| chemisches_Verhalten = nicht löslich in Säuren
| besondere_Kennzeichen = im Wasser plastisch verformbar
}}
Das [[Mineral]] '''Kaolinit''' ist ein sehr häufig vorkommendes [[Schichtsilikate|Schichtsilikat]] aus der Kaolinit-Serpentin-Gruppe mit der [[Chemische Struktur|kristallchemischen Zusammensetzung]] Al4[(OH)8|Si4O10]. Es ist ein typischer Vertreter der Zweischicht-[[Tonmineral]]e. Kaolinit kristallisiert im [[Triklines Kristallsystem|triklinen Kristallsystem]] und entwickelt meist blättrige, schuppige, erdige oder massige Aggregate, selten aber auch pseudohexagonale [[Kristall]]e von überwiegend weißer Farbe. Durch Verunreinigungen kann seine Farbe aber auch ins rötliche, bräunliche oder bläuliche spielen. Seine [[Strichfarbe]] ist weiß. Kaolinit kann gesteinsbildend als [[Kaolin]] auftreten.

Kaolinit hat eine Mohs’sche [[Härte]] von 2 bis 2,5, eine [[Dichte]] von 2,61 bis 2,68 g/cm³. Im Wasser wird das Mineral [[Plastische Verformung|plastisch]] verformbar.

== Etymologie und Geschichte ==
Der Name Kaolinit ist aus dem [[Gestein]] [[Kaolin]] abgeleitet, dessen Hauptbestandteil es ist. Kaolin wiederum leitet sich aus dem ersten Fundort ab, dem chinesischen Ort 高嶺 Gaoling (von chin.: gāo lĭng = hoher Hügel).

Obschon die Herstellung von Stein- und Tongut so alt ist wie das Sesshaftwerden der Menschen, hat die Herstellung von Porzellan aus Kaolinit und Feldspat in einer primitiven Form wahrscheinlich erst im [[7. Jahrhundert|siebten nachchristlichen Jahrhundert]] in China stattgefunden.

Verwendet wurde das Mineral dort aber bereits im Jahre 105 als Füllstoffmineral bei der Papierherstellung. 600 Jahre später wurde es dann nahe dem oben genannten Hügel als Rohstoff für die chinesische Keramik- und Porzellanindustrie verwendet. Die Entwicklung dieser Art von Keramik ging mit der Entwicklung von Hochtemperatur-[[Brennofen|Brennöfen]] einher, die eine ausreichend hohe Temperatur von 1450 °C für die Verglasung ([[Vitrifikation]]) von Kaolinit und Feldspat zur Verfügung stellen konnten. Chinaporzellan war denn auch anfangs eine der wichtigsten Handelswaren zwischen Europa und China. Seit 1707 wurde nahe [[Meißen]] die erste Kaolinit-Lagerstätte zur [[Meißner Porzellan|Porzellanherstellung]] in Europa ausgebeutet.

== Klassifikation ==
In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen [[Systematik der Minerale nach Strunz (8. Auflage)#Gruppe VIII/E|8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz]] gehörte Kaolinit zur Mineralklasse der „[[Silikate]] und [[Germanate]]“ und dort zur Abteilung der „[[Schichtsilikate|Schichtsilikatminerale (Phyllosilikate)]]“, wo es namensgebend
zusammen mit Dickit, [[Halloysit]] und [[Nakrit]] die Kaolinit-Gruppe ''VIII/H.23'' bildete.


Die seit 2001 gültige und von der [[International Mineralogical Association]] (IMA) verwendete [[Systematik der Minerale nach Strunz (9. Auflage)#D. Schichtsilikate (Phyllosilikate) mit Kaolinitschichten, zusammengesetzt aus tetraedrischen und oktaedrischen Netzen|9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik]] ordnet den Kaolinit in die Klasse der „[[Silikate]] und [[Germanate]]“ und dort in die Abteilung der „Schichtsilikatminerale (Phyllosilicate)“ ein. Diese Abteilung ist allerdings weiter unterteilt nach der Art der Schichtbildung, so dass das Mineral entsprechend seinem Aufbau in der Unterabteilung „Schichtsilikate (Phyllosilikate) mit Kaolinitschichten, zusammengesetzt aus tetraedrischen oder oktaedrischen Netzen“ zu finden ist, wo es namensgebend zusammen mit Dickit, [[Nakrit]] und [[Odinit]] die „Kaolinit-Gruppe“ mit der System-Nr. ''9.ED.05'' bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche [[Systematik der Minerale nach Dana]] ordnet den Kaolinit in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Schichtsilikatminerale“ ein. Hier ist er zusammen mit Dickit, Nakrit, [[Halloysit]], Endellit und Odinit in der „Kaolinitgruppe“ mit der System-Nr. ''71.01.01'' innerhalb der Unterabteilung der „[[Systematik der Minerale nach Dana/Silikate#71.01 Schichtsilikate: Schichten von sechsgliedrigen Ringen mit 1:1-Lagen|71.01 Schichtsilikate: Schichten von sechsgliedrigen Ringen mit 1:1-Lagen]]“ zu finden.

== Kristallstruktur ==
[[Datei:Kaolinit.png|mini|Struktur von Kaolinit
{{Farbe|#8888FF|Kreis=1}} [[Wasserstoff|H der OH]]− 
{{Farbe|#FF0000|Kreis=1}} [[Sauerstoff|O]]2− 
{{Farbe|#FFAAAA|Kreis=1}} [[Aluminium|Al]]3+ 
{{Farbe|#888888|Kreis=1}} [[Silicium|Si]]4+<ref name="AMCSD" />]]

Die Kristallstruktur von Kaolinit besteht aus einer Tetraederschicht, die mit einer Oktaederschicht verknüpft ist. Erstere besteht aus Tetraedern, die über basale Sauerstoffe verknüpft (polymerisiert) und ausschließlich mit Silizium besetzt sind. Die Oktaederschicht besteht hingegen aus kantenverknüpften Oktaedern, die ausschließlich mit Aluminium besetzt sind. Diese, aus Tetraeder- und Oktaederschicht bestehende Struktur bezeichnet man als 1:1-Schichtpaket.

{| width="30%" class="wikitable" style="text-align:center"
|- class="hintergrundfarbe5"
!colspan="5"| [[Kristallographie|Kristallographische]] Daten der Kaolinit-Polytype<ref name="StrunzNickel" />
|-
|style="text-align:left"| Name ||colspan="2"| '''Kaolinit-1A''' ||colspan="2"| '''Kaolinit-1M'''
|-
|style="text-align:left"| [[Kristallsystem]] || colspan="2" | [[Triklines Kristallsystem|triklin]] || colspan="2"| [[Monoklines Kristallsystem|monoklin]]
|-
|style="text-align:left"| [[Punktgruppe|Kristallklasse]] ||colspan="2"| 1 ||colspan="2"| nicht definiert
|-
|style="text-align:left"| [[Raumgruppe]] ||colspan="2"| ''C''1 ||colspan="2"| nicht definiert
|-
|style="text-align:left"| [[Gitterparameter|Gitterkonstanten]] der [[Elementarzelle]]
| ''a'' = 5,15 [[Ångström (Einheit)|Å]] ''b'' = 8,94 Å ''c'' = 7,39 Å
|α = 91,9° β = 105,0° γ = 89,8°
| ''a'' = 5,16 Å ''b'' = 8,93 Å ''c'' = 7,39 Å
|β = 104,5°
|-
|style="text-align:left" | Zahl der [[Formeleinheit]]en in der Elementarzelle ||colspan="2"| 1 ||colspan="2"| 1
|}

Kaolinit ist das am häufigsten auftretende Mineral der Kaolinitgruppe. [[Dickit]] und [[Nakrit]] sind [[Polytypie|Polytype]] von Kaolinit, das heißt, sie sind chemisch identisch mit Kaolinit, die Stapelung der 1:1-Schichtpakete erfolgt jedoch in unterschiedlichen regulären Abfolgen.

Dickit und Nakrit sind zum Beispiel „double-layer“ Polytype, das heißt, die Periodizität entlang der kristallographischen c-Achse beträgt 2 mal 7 Ångström, entsprechend zwei 1:1-Schichtpaketen. ''[[Hydrohalloysit]]'', auch als Halloysit-10Å bezeichnet, ist ein hydratisierter Kaolinit, das heißt, zwischen den 1:1-Schichtpaketen befindet sich ein Zwischenschichtpaket aus Wassermolekülen. Diese können die Struktur spontan oder durch vorsichtiges Erwärmen allmählich, bereits bei Raumtemperatur, oder unter Vakuumbedingungen verlassen. Entwässerter Halloysit-10Å wird auch als Halloysit-7Å ([[Halloysit]]) bezeichnet. [[Allophan]] und ''Imogolit'' sind schlecht geordnete, wasserhaltige Alumosilikate.

== Strukturumwandlungen ==
Die Struktur von Kaolinit ändert sich durch thermische Behandlung in Luft bei atmosphärischem Druck (Kalzinierung). Bei 550–600 °C beginnt eine [[Dehydratisierung (Mineralogie)|Dehydratisierung]], die zu amorphem Meta-Kaolinit (auch ''Metakaolin'') mit der [[Summenformel]] Al2Si2O7 (Oxidformel Al2O3·2SiO2)<ref name="MindatMetakaolin" /> führt. Eine [[Dehydroxylierung]] wurde bis zu 900 °C beobachtet. Diese Phase ist nicht eine einfache amorphe Mischung aus SiO2 und Al2O3, sondern eine größere amorphe Struktur, die aufgrund ihrer hexagonalen Schichten eine gewisse Ordnung hat, ohne kristallin im engeren Sinn zu sein:

: <chem>2 Al2Si2O5(OH)4 -> 2 Al2Si2O7 + 4 H2O</chem>

Bei weiterer Erhitzung auf 925–950 °C entsteht ein siliziumarmer Aluminium-Silizium-[[Spinell]] (Si3Al4O12), der manchmal als vom Typ γ-Aluminiumoxid bezeichnet wird:

: <chem>2 Al2Si2O7 -> Si3Al4O12 + SiO2</chem>

Bei Kalzinierung auf 1050 °C wird die Spinellphase in [[Mullit]] und [[Cristobalit]] umgewandelt:

: <chem>3 Si3Al4O12 -> 2 Si2Al6O13 + 5 SiO2</chem>

Meta-Kaolinit ist bisher nur synthetisch bekannt und konnte unter anderem bei Kohleverbrennungsexperimenten und in Keramik nachgewiesen werden. Es wird allerdings für möglich gehalten, dass die Verbindung auch in natürlicher Umgebungen entstehen kann.<ref name="MindatMetakaolin" />

== Bildung und Fundorte ==
Kaolinit besteht aus submikroskopischen Kristallen mit blättrigem [[Kristallhabitus|Habitus]] (Erscheinungsbild). Er ist zumeist Bestandteil derjenigen Tonmineralfraktion eines Sediments, der per Definition ein Korndurchmesser unterhalb von zwei Mikrometern zugeordnet wird. Das Mineral ist ein allgegenwärtiges [[Aluminiumsilikat]] in den Böden feuchtwarmer Regionen und ein typisches Produkt der chemischen Verwitterung anderer Aluminiumsilikate durch [[Säure]] oder partielle [[Hydrolyse]], im Besonderen von Mineralen der [[Feldspat]]-Gruppe. Kaolinit ist Bestandteil verschiedener [[Diagenese|diagenetischer]] Abfolgen und kann als Füllmineral in Porenräumen von Sedimenten angetroffen werden. Es wird bei Temperaturen unterhalb von 300 °C, niedrigem Druck und bei pH-Werten zwischen 3 und 5 sowie bei geringen [[Kalium]]-Konzentrationen gebildet. Bei höheren Konzentrationen entsteht stattdessen das [[Schichtsilikate|Phyllosilikat]] [[Illit]].

Das Ausgangsgestein ist zumeist ein saurer [[Magmatisches Gestein|Magmatit]] wie zum Beispiel [[Granit]] oder [[Rhyolith]]. Ausgangsminerale sind sowohl [[Feldspat|Feldspäte]] als auch [[Muskovit]].
Die Umsetzung von Kalifeldspat zu Kaolinit unter Oberflächenbedingungen wird bei einem pH-Wert unter 5 als Säurehydrolyse oder partielle Hydrolyse bezeichnet (die Kaolinisierung):
: <chem>4 KAlSi3O8 (s) + 6 H2O (l) -> Si4Al4O10(OH)8 (s) + 8 SiO2 (s) + 4K(OH) (aq)</chem>
: Kalifeldspat setzt sich mit Wasser zu Kaolinit, [[Quarz]] und Kaliumhydroxidlösung um.

Kalium muss abtransportiert werden, da sich sonst anstelle von Kaolinit Illit bildet.
Unter tropischen Bedingungen mit hohen Niederschlagsraten, schneller Entwässerung, niedrigem Grundwasserstand und adäquatem Wasserfluss zum Abtransport der löslichen Komponenten sind Granit und Rhyolith leicht zu Kaolinit und Quarz verwitterbar. Die immobilen Komponenten sind Aluminium und Silizium, während hingegen die Alkali- und Erdalkalielemente als mobil bezeichnet werden können. Bei noch intensiverer Verwitterung wird aus Kaolinit Silizium gelöst und [[Gibbsit]] (Hydrargillit) gebildet. Plagioklase verwittern im Allgemeinen vor Kalifeldspat und Muskowit.

<gallery>
Datei:Zinkenite-Kaolinite-226344.jpg| Blättriger Kaolinit mit [[Zinkenit]] aus der Itos Mine, [[Oruro]], Bolivien Größe: 6,9 × 4,9 × 3,0 cm
Datei:Kaolinite, Calcite, Quartz-400224.jpg| Quarzdruse mit Calcit und weißem Kaolinit-Überzug aus St. Francisville, [[Clark County (Missouri)]], USA (Geodengröße: 4" × 3" × 2,5"; entspricht 10,16 × 7,62 × 6,35 cm)
Datei:Kaolinite-Orthoclase-lw18a.jpg| [[Pseudomorphose]] von Kaolinit nach [[Orthoklas]]-[[Kristallzwilling|Zwilling]] (Größe: 4,5 × 2,6 × 1,1 cm)
Datei:Kaolinite - USGS bws00008.jpg| [[Rasterelektronenmikroskop|REM]]-Aufnahme mit blättrigem, pseudohexagonalem Kaolinit
Datei:Kaolinite-425478 (USGS).jpg| REM-Aufnahme von radialstrahlig-faserigem Kaolinit aus Hot Springs, [[Plumas County]], Kalifornien, USA
</gallery>

== Verwendung ==
Kaolinit respektive Kaolin findet überwiegend in der Herstellung von [[Porzellan]], als Füllmaterial in [[Anstrichmittel|Farben]] und Plastik, als Füllmaterial und [[Appretur]] in der [[Papier]]herstellung, sowie bei der Ziegelherstellung und als feuerfestes Material Anwendung. Wichtigstes Verwendungsgebiet ist heutzutage die Beschichtung von Papier, wofür rund 60 % des Kaolins aufgewendet werden.

== Siehe auch ==
* [[Systematik der Minerale]]
* [[Liste der Minerale]]

== Literatur ==
* {{Literatur | Autor= Steffen Guggenheim, A. Alietti, V. A. Drits, Milton L. L. Formoso, Emilio Galan, H. M. Köster, H. Paquet, T. Watanabe u. a. | Titel= Report of the Association Internationale Pour L’Étude des Argiles (AIPEA) Nomenclature Committee for 1996 | Sammelwerk= Clays and Clay Minerals | Band= 32 | Nummer= 3 | Datum= 1997-09 | Sprache= en | Seiten= 493–495 | DOI= 10.1180/claymin.1997.032.3.11}}
* {{Literatur | Autor= Haydn H. Murray, Wayne M. Bundy, Colin C. Harvey | Titel= Kaolin Genesis and Utilization. Special Publication No. 1 | DOI= 10.1346/CMS-SP-1 | Verlag= The Clay Minerals Society | Ort= | Datum= 1993 | Sprache= en | ISBN= 978-1-881208-38-9 | Seiten= 341 ff. }}
* {{Literatur | Autor= Petr Korbel, Milan Novák | Titel= Mineralien-Enzyklopädie | Reihe= Dörfler Natur | Auflage= | Verlag= Edition Dörfler im Nebel-Verlag | Ort= Eggolsheim | Datum= 2002 | ISBN= 978-3-89555-076-8 | Seiten= 257}}

== Weblinks ==
{{Commonscat|Kaolinite|audio=0|video=0}}
* [[Mineralienatlas: Kaolinit]] (Wiki)
* {{Internetquelle | autor= David Barthelmy | url= https://webmineral.com/data/Kaolinite.shtml | titel= Kaolinite Mineral Data | werk= webmineral.com | abruf= 2019-06-04 | abruf-verborgen = 1 | sprache= en}}
* {{Internetquelle | url= https://rruff.geo.arizona.edu/AMS/result.php?mineral=Kaolinite | titel= American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Kaolinite | werk= rruff.geo.arizona.edu | abruf= 2019-06-04 | abruf-verborgen = 1 | sprache= en}}
* {{Internetquelle | url= https://www.lfu.bayern.de/geologie/rohstoffe_karten_daten/rohstoff_erkundungsprogramm/doc/rohstoffe_in_bayern.pdf | titel= Rohstoffe in Bayern | werk= www.lfu.bayern.de | hrsg= Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie | datum= 2019-04-23 | seiten= 44 | abruf= 2019-06-04 | abruf-verborgen = 1 | format= PDF 1894 kB}}

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="AMCSD">
{{Literatur | Autor= David L. Bish | Titel= Rietveld refinement of the kaolinite structure at 1.5 K Locality: Keokuk, Iowa, USA | Sammelwerk= Clays and Clay Minerals | Band= 41 | Nummer= 6 | Datum= 1993 | Sprache= en | Seiten= 738–744 | Online= [https://pdfs.semanticscholar.org/4814/26e935ff558258a7b9e57c0310141977d1f0.pdf pdfs.semanticscholar.org] | Format= PDF | KBytes= 651 | Abruf= 2019-06-04}}
</ref>
<ref name="Handbookofmineralogy">
{{Literatur | Hrsg= John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols | Titel= Kaolinite | Sammelwerk= Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America | Datum= 2001 | Sprache= en | Online= [https://www.handbookofmineralogy.org/pdfs/kaolinite.pdf handbookofmineralogy.org] | Format= PDF | KBytes= 78 | Abruf= 2019-06-04}}
</ref>
<ref name="Mindat">
{{Internetquelle | url= https://www.mindat.org/min-2156.html | titel= Kaolinite | werk= mindat.org | hrsg= Hudson Institute of Mineralogy | abruf= 2019-06-04 | sprache= en}}
</ref>
<ref name="MindatMetakaolin">
{{Internetquelle | url= https://www.mindat.org/min-51666.html | titel= Meta-Kaolinite (''Metakaolin'') | werk= mindat.org | hrsg= Hudson Institute of Mineralogy | abruf= 2019-06-04 | sprache= en}}
</ref>
<ref name="StrunzNickel">
{{Literatur| Autor= [[Karl Hugo Strunz|Hugo Strunz]], [[Ernest Henry Nickel|Ernest H. Nickel]] | Titel= Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System | Auflage= 9. | Verlag= E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller) | Ort= Stuttgart | Datum= 2001 | Sprache= en | ISBN= 3-510-65188-X | Seiten= 675}}
</ref>
</references>

[[Kategorie:Anerkanntes Mineral]]
[[Kategorie:Schichtsilikate (Strunz)]]
[[Kategorie:Triklines Kristallsystem]]
[[Kategorie:Aluminiummineral]]
[[Kategorie:Siliciummineral]]

Kaolinit - Versionsgeschichte

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