Dolomit (Mineral)
| Dolomit | |
|---|---|
| Allgemeines und Klassifikation | |
| IMA-Symbol |
Dol<ref name="Warr" /> |
| Andere Namen |
|
| Chemische Formel |
|
| Mineralklasse (und ggf. Abteilung) |
Carbonate und Nitrate – wasserfreie Carbonate ohne fremde Anionen |
| System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana |
Vb/A.03a V/B.03-010 5.AB.10 14.02.01.01 |
| Ähnliche Minerale | Calcit, Magnesit |
| Kristallographische Daten | |
| Kristallsystem | trigonal |
| Kristallklasse; Symbol | trigonal-rhomboedrisch; 3 |
| Raumgruppe | R3 (Nr. 148)<ref name="StrunzNickel" /> |
| Gitterparameter | a = 4,81 Å; c = 16,01 Å<ref name="StrunzNickel" /> |
| Formeleinheiten | Z = 3<ref name="StrunzNickel" /> |
| Häufige Kristallflächen | Flächen sind oft sattelförmig gekrümmt |
| Zwillingsbildung | vorhanden |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mohshärte | 3,5 bis 4<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
| Dichte (g/cm3) | gemessen: 2,86; berechnet: 2,876<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
| Spaltbarkeit | vollkommen nach {1011}; Absonderung nach {0221}<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
| Bruch; Tenazität | muschelig |
| Farbe | farblos, weiß, gelb, braun |
| Strichfarbe | weiß |
| Transparenz | durchsichtig bis durchscheinend |
| Glanz | Glasglanz bis Perlmuttglanz |
| Kristalloptik | |
| Brechungsindizes | nω 1,679 bis 1,681<ref name="Mindat" /> nε 1,500<ref name="Mindat" /> |
| Doppelbrechung | δ 0,179 bis 0,181<ref name="Mindat" /> |
| Optischer Charakter | einachsig negativ |
| Pleochroismus | keiner |
| Weitere Eigenschaften | |
| Chemisches Verhalten | löst sich nur sehr langsam in Säure unter CO2-Bildung |
| Besondere Merkmale | teilweise vielfarbige Lumineszenz |
Dolomit, auch unter den Bezeichnungen Dolomitspat, Rautenspat und Perlspat bekannt, ist ein sehr häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Carbonate und Nitrate“ mit der chemischen Zusammensetzung CaMg[CO3]2<ref name="StrunzNickel" /> und ist damit chemisch gesehen ein Calcium-Magnesium-Carbonat.
Dolomit kristallisiert im trigonalen Kristallsystem und entwickelt vorwiegend rhomboedrische Kristalle oder massige Aggregate von weißgrauer bis hellbrauner Farbe. Seine Mohshärte beträgt 3,5 bis 4 und seine Dichte 2,9 g/cm³.
Das gleichnamige Dolomit-Gestein besteht zu mindestens 90 % aus dem Mineral Dolomit.
Etymologie und Geschichte
Erstmals entdeckt und beschrieben wurde das Mineral 1791 durch den französischen Geologen Déodat de Dolomieu. Diesem fielen bei einer Reise durch die Alpen Steine auf, die zwar kalksteinähnlich aussahen, sich jedoch nur schwer bis gar nicht mit Säure auflösen ließen. Dolomieu übergab dem Schweizer Chemiker und Naturforscher Nicolas Théodore de Saussure, dem Sohn des ebenfalls bekannten Alpenforschers Horace Bénédict de Saussure, einige Proben zur Analyse.
Nicolas Théodore de Saussure fand heraus, dass es sich bei dem kalksteinähnlichen Mineral um eine Magnesium-Verbindung handelte, genauer ein bisher unbekanntes Doppelsalz aus Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonat. Er bezeichnete das neue Mineral und damit auch das monomineralische Gestein 1792 in seiner Publikation der Analyse nach seinem Entdecker als Dolomit.<ref name="Lüschen" /><ref name="Saussure" />
Um 1800 kamen als Synonyme für den Dolomit unter anderem die Bezeichnungen Bitterspat, Bitterkalk und Rautenspat auf, die jedoch nicht mehr gebräuchlich sind.<ref name="Lüschen" /> Die Bezeichnung Bitterspat bezieht sich dabei auf den Magnesiumgehalt, nicht auf den Geschmack.<ref name="SchröckeWeiner" /> Die Namensähnlichkeit mit dem Bittersalz Epsomit führt jedoch gelegentlich zu Verwirrungen.
Da der Dolomit bereits lange vor der 1958 gegründeten International Mineralogical Association (IMA) bekannt und als eigenständige Mineralart anerkannt war, wurde dies von ihrer Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (CNMNC) übernommen und der Dolomit als sogenanntes „grandfathered“ (G) Mineral bezeichnet.<ref name="IMA-Liste" /> Die seit 2021 ebenfalls von der IMA/CNMNC anerkannte Kurzbezeichnung (auch Mineral-Symbol) von Dolomit lautet „Dol“.<ref name="Warr" />
Ein Aufbewahrungsort für das Typmaterial des Minerals ist nicht dokumentiert.<ref name="IMA-Typmaterialkatalog" />
Klassifikation
In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Dolomit zur Mineralklasse der „Carbonate, Nitrate und Borate“ und dort zur Abteilung der „Wasserfreien Carbonate ohne fremde Anionen“, wo er als Namensgeber die „Dolomit-Reihe“ mit den weiteren Mitgliedern Ankerit und Kutnohorit innerhalb der „Dolomit-Norsethit-Gruppe“ (Vb/A.03) bildete.
Im zuletzt 2018 überarbeiteten und aktualisierten Lapis-Mineralienverzeichnis nach Stefan Weiß, das sich aus Rücksicht auf private Sammler und institutionelle Sammlungen noch nach dieser alten Form der Systematik von Karl Hugo Strunz richtet, erhielt das Mineral die System- und Mineral-Nr. V/B.03-10. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies ebenfalls der Abteilung „Wasserfreie Carbonate [CO3]2+, ohne fremde Anionen“, wo Dolomit ebenfalls namensgebend die „Dolomitgruppe“ mit den weiteren Mitgliedern Ankerit, Benstonit, Huntit, Kutnohorit, Minrecordit und Norsethit bildet.<ref name="Lapis" />
Die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte<ref name="IMA-Liste-2009" /> 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Dolomit in die neu definierte Klasse der „Carbonate und Nitrate“ (die Borate bilden hier eine eigene Klasse), dort aber ebenfalls in die Abteilung der „Carbonate ohne zusätzliche Anionen; ohne H2O“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der Art der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Erdalkali- (und andere M2+) Carbonate“ zu finden ist, wo es zusammen mit Ankerit, Kutnohorit und Minrecordit die „Dolomitgruppe“ mit der System-Nr. 5.AB.10 bildet.
Die Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Dolomit wie die veraltete 8. Auflage der Strunz’schen Systematik in die gemeinsame Klasse der „Carbonate, Nitrate und Borate“ und dort in die Abteilung der „Wasserfreien Carbonate“. Hier ist er zusammen mit Ankerit, Kutnohorit und Minrecordit in der „Dolomitgruppe (Trigonal: R3)“ mit der System-Nr. 14.01.01 innerhalb der Unterabteilung der „Wasserfreien Carbonate mit der Formel A+B2+(CO3)2“ zu finden.
Kristallstruktur
Dolomit kristallisiert im trigonalen Kristallsystem in der Raumgruppe R3 (Raumgruppen-Nr. 148) mit den Gitterparametern a = 4,8012 Å und c = 16,002 Å sowie drei Formeleinheiten pro Elementarzelle. Er kristallisiert in derselben Kristallstruktur wie Calcit (homöotyp). Allerdings ist die Hälfte der Calciumatome durch die kleineren Magnesiumatome ersetzt, was die Symmetrie im Dolomitkristall entsprechend erniedrigt.
Eigenschaften
Dolomit wird im Vergleich zu anderen Carbonaten nur sehr schwer von Säuren angegriffen. Die Reaktionsgeschwindigkeit mit Säure beträgt weniger als ein Tausendstel derer von Calcit. Der Grund dafür liegt in der geringeren Ionengröße des Magnesium-Ions gegenüber dem Ca-Ion, was dazu führt, dass das Magnesiumion seine Liganden viel langsamer austauscht; (in diesem Fall sind es Carbonat-Ionen gegen Wassermoleküle). Erst bei warmer Salzsäure zeigt sich eine Reaktion, im Gegensatz zum Calcit, der heftig und unter Geräuschentwicklung mit der Salzsäure reagiert.
Löst man Dolomit in Schwefelsäure auf, so erhält man in äquivalenten Mengen sowohl Gips als auch das wasserlösliche Magnesiumsulfat (Bittersalz). Will man die Reaktion so zum Ende bringen, dass die Lösung am Ende keine Säure mehr enthält, muss man vorher den Dolomit pulverisieren (oder wenigstens zu Sand zerklopfen) und die Reaktion mit der Säure in der Wärme stattfinden lassen.
Die Sprödigkeit oder geringere Plastizität dürfte mineralogisch dadurch zu erklären sein, dass die beim geometrisch ähnlich aufgebauten Kristallgitter des Calcits vorhandenen Gleitflächen durch die unterschiedliche Ionengröße von Calcium (Ca) und Magnesium (Mg) blockiert werden.
Des Weiteren weist das Dolomitmineral eine teilweise vielfarbige Fluoreszenz in den Farben Orange bis Weiß, Grün und Braun auf.
Thermisches Verhalten
Dolomit schmilzt unter Normaldruck nicht, sondern zersetzt sich beim Erhitzen. Die thermische Dissoziation erfolgt stufenweise und beginnt, abhängig von äußeren Bedingungen wie CO₂-Partialdruck und Kristallgröße, typischerweise im Bereich von etwa 580–700 °C. Dabei entsteht zunächst Calciumcarbonat und Magnesiumoxid unter Freisetzung von Kohlendioxid: <chem>CaMg(CO3)2 -> CaCO3 + MgO + CO2</chem> Bei höheren Temperaturen, typischerweise ab etwa 850–900 °C, zerfällt das gebildete Calciumcarbonat weiter zu Calciumoxid und Kohlendioxid: <chem>CaCO3 -> CaO + CO2</chem><ref name="Hedvall1953" />
Modifikationen und Varietäten
Die Verbindung CaMg(CO3)2 ist bisher nur in der trigonal kristallisierenden Modifikation des Dolomits bekannt.
Als Varietäten kennt man bisher den aufgrund seines Cobalt-Gehaltes rosafarbenen Kobaltdolomit und den seltener vorkommenden Taraspit, der durch seinen Nickel-Gehalt eine hellgrüne Farbe hat.<ref name="SwissStones" />
Bildung und Fundorte
Dolomit bildet sich durch Wechselwirkung von magnesiumhaltigen Lösungen mit Calcit-Sedimenten wie Riffkalkstein. Zuweilen tritt er auch alleine in besonders magnesiumreichem Wasser oder zusammen mit Sulfiderzen wie Zinkblende oder Bleiglanz auf. Er gehört zu den Gesteinsbildnern, die italienischen Dolomiten bestehen beispielsweise fast gänzlich aus dolomitreichem Sedimentgestein.
Über zwei Jahrhunderte versuchten Wissenschaftler erfolglos, Dolomit-Kristalle im Labor zu züchten. Auch ein über 32 Jahre durchgeführtes Langzeitexperiment mit einer 1000fach übersättigten Dolomit-Lösung scheiterte. Dieser Widerspruch zur Realität wurde als Dolomit-Problem bezeichnet. Erst 2023 wurde zunächst in einer Computersimulation und dann auch im Experiment die Dolomit-Bildung nachvollzogen. Demnach erfolgt das Wachstum des Kristalls, indem der Kristallkeim abwechselnd übersättigter und untersättigter Dolomitlösung ausgesetzt wird. Dabei wirkt die untersättigte Lösung als „Bereiniger“ von Fehlstellen im Kristallgitter, da sich diese Stellen leichter aus dem Kristallgitter lösen. Das ermöglicht das erneute Anlagern und Ausbilden einer weiteren Atomschicht im Prozess der übersättigten Lösung. Bei der Bildung ganzer Gebirge könnte der Prozess über den Wechsel von Warmphasen (Verdunstung und damit dem Entstehen der übersättigten Lösung) mit Regenfällen (Verdünnung der Lösung) erklärt werden, wobei jedoch die nötige Dauer und Frequenz dieser Wechsel weiterhin ungeklärt sind.<ref name="Podbregar" />
Die schönsten Dolomitkristalle kommen vom Gotthard, vom Brenner und Greiner in den Tiroler Alpen und aus Traversella im italienischen Piemont.
Weitere Fundorte sind unter anderem in Deutschland: Dietfurt (Ortsteil von Treuchtlingen, Mittelfranken), Wachenzell (Oberbayern), Salzhemmendorf (Ostfälisches Bergland), Nüxei (Harz/Südharz), Meskalith (Trier/Rheinland-Pfalz), Massenkalk (Bergisches Land, Sauerland); Hösbach-Rottenberg (Unterfranken).
Weltweit: Brumado/Bahia in Brasilien, Cavnic in Rumänien, Banská Štiavnica in der Slowakei, Eugui in Spanien, sowie Jáchymov in Tschechien.<ref name="Fundorte" />
Verwendung
Rohstoff
Anwendung findet Dolomitgestein als Pflaster, Mauerstein, Bodenplatten, Mauerabdeckung, Trittstufen, Gestaltungssteine, Wasserbausteine, Edelsplitte für die Betonindustrie, Baumaterial, Bestandteil von Spezialzementen, für die Stahlherstellung, zur Kalkung und als Rohstoff für die Glasindustrie.
In der Wassertechnik als Filtermaterial und Ausgangsstoff für die Herstellung von Magno (Chemikalie), weiteres auch unter Dolomit (Gestein) und Entcarbonisierung.
Der Unglücks-Reaktor von Tschernobyl wurde unter anderem mit Dolomit zugeschüttet.
Schmuckstein
Farblose Dolomit-Varietäten werden in einigen Fällen zu Schmucksteinen verarbeitet. Sie sind jedoch durch ihre physikalischen Eigenschaften (Härte, Spaltbarkeit) sehr empfindlich.
Testverfahren für partikelfilternde Masken
Im EN 149:2001 + A1:2009 Zertifizierungsprozess für FFP-Masken kann im Rahmen eines zusätzlichen so genannten „Dolomit-Tests“ geprüft werden, in welchem Ausmaß eine getestete Maske bei einer künstlichen Atemstimulation und einer bestimmten Dolomitstaubkonzentration außerhalb der Maske das Mineral einlagert. Dabei werden Atemwiderstand und Filterdurchlass geprüft, was insbesondere bei wiederverwendbaren FFP-Masken von Bedeutung ist.<ref name="DACH-Atemschutzinfo" />
Siehe auch
Literatur
- M. de Saussure le fils: Analyse de la Dolomie. In: Observations sur la Physique, sur l’Histoire Naturelle et sur les Arts. Band 40, 1792, S. 161–173 (eingeschränkte Vorschau in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden. [abgerufen am 17. Februar 2026]).
- Gregor Markl: Minerale und Gesteine. Mineralogie – Petrologie – Geochemie. 2., verbesserte und erweiterte Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2008, ISBN 978-3-8274-1804-3, S. 117.
Weblinks
- Dolomit. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung
- David Barthelmy: Dolomite Mineral Data. In: webmineral.com. (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- IMA Database of Mineral Properties – Dolomite. In: rruff.net. RRUFF Project (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- Dolomite search results. In: rruff.net. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF) (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Dolomite. In: rruff.net. (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />Vorlesung Chemische Sedimente der Freien Universität Berlin – Dolomite und Dolomitbildung ( vom 16. Juli 2012 im Internet Archive)
Einzelnachweise
<references> <ref name="DACH-Atemschutzinfo"> DACH Atemschutzinfo EN 149:2001 + A1:2009. 24. September 2020, abgerufen am 3. Januar 2022. </ref> <ref name="Fundorte"> Fundortliste für Dolomit beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 6. September 2021. </ref> <ref name="Handbookofmineralogy"> Dolomite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 66 kB; abgerufen am 6. September 2021]). </ref> <ref name="IMA-Liste"> Vorlage:IMA-Liste </ref> <ref name="IMA-Liste-2009"> Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,9 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Januar 2009, archiviert vom Vorlage:IconExternal am 29. Juli 2024; abgerufen am 30. Juli 2024 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref> <ref name="IMA-Typmaterialkatalog"> Catalogue of Type Mineral Specimens – D. (PDF 151 kB) Commission on Museums (IMA), 9. Februar 2021, abgerufen am 17. Februar 2026 (Anmerkung: Der Erstbeschreiber wird hier fälschlich mit H. B. Saussure (Vater) angegeben. (Gesamtkatalog der IMA unter ima-cm.org)). </ref> <ref name="Lapis"> </ref> <ref name="Lüschen"> Hans Lüschen: Die Namen der Steine. Das Mineralreich im Spiegel der Sprache. 2. Auflage. Ott Verlag, Thun 1979, ISBN 3-7225-6265-1, S. 203. </ref> <ref name="Mindat"> Dolomite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 6. September 2021 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref> <ref name="Podbregar"> Nadja Podbregar: Forscher knacken das Dolomit-Problem. 24. November 2023, abgerufen am 26. November 2023. </ref> <ref name="Saussure"> M. de Saussure le fils: Analyse de la Dolomie. In: Observations sur la Physique, sur l’Histoire Naturelle et sur les Arts. Band 40, 1792, S. 161–173 (eingeschränkte Vorschau in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden. [abgerufen am 17. Februar 2026]). </ref> <ref name="SchröckeWeiner"> </ref> <ref name="StrunzNickel"> Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System. 9. Auflage. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 287. </ref> <ref name="SwissStones"> Swiss stones – Schweizer Steine L–Z. Abgerufen am 4. September 2021. </ref> <ref name="Warr"> </ref> <ref name="Hedvall1953">J. Arvid Hedvall: Über die thermische Zersetzung von Dolomit. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. Band 272, 1953, doi:10.1002/zaac.19532720105.</ref> </references>