Coesit

Coesit
Datei:Coesiteimage.jpg Mikroskopaufnahme unter gekreuzten Polarisatoren: Coesitkorn (grau, ≈ 1 mm) in Eklogit. Kleiner, farbiger Einschluss ist Pyroxen und polykristalliner Rand Quarz
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer	1962 s.p.<ref name="IMA-Liste" />
IMA-Symbol	Coe<ref name="Warr" />
Chemische Formel	SiO2
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Oxide und Hydroxide
System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana	IV/D.01b IV/D.01-050<ref name="Lapis" /> 4.DA.35 75.01.04.01
Kristallographische Daten
Kristallsystem	monoklin
Kristallklasse; Symbol	monoklin-prismatisch; 2/m<ref name="Webmineral" />
Raumgruppe	C2/c (Nr. 15)Vorlage:Raumgruppe/15<ref name="StrunzNickel" />
Gitterparameter	a = 7,13 Å; b = 12,37 Å; c = 7,17 Å β = 120,4°<ref name="StrunzNickel" />
Formeleinheiten	Z = 16<ref name="StrunzNickel" />
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	7,5 bis 8<ref name="Handbookofmineralogy" />
Dichte (g/cm3)	2,92<ref name="Handbookofmineralogy" /> bis 3,01<ref name="OkruschMatthes" />
Spaltbarkeit	vermutlich nach {010} und {012}<ref name="Handbookofmineralogy" />
Bruch; Tenazität	schwach muschelig<ref name="Handbookofmineralogy" />
Farbe	farblos<ref name="Handbookofmineralogy" />
Strichfarbe	weiß<ref name="Lapis" />
Transparenz	durchsichtig<ref name="Handbookofmineralogy" />
Glanz	Glasglanz<ref name="Handbookofmineralogy" />
Kristalloptik
Brechungsindizes	nα 1,593 bis 1,599<ref name="Mindat" /> nγ 1,597 bis 1,604<ref name="Mindat" />
Doppelbrechung	δ 0,004 bis 0,005<ref name="Mindat" />
Optischer Charakter	zweiachsig positiv
Achsenwinkel	2V = 54° bis 64°<ref name="Mindat" />

Coesit ist ein auf der Erdoberfläche selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“. Als Hochdruckmodifikation von Quarz hat Coesit dieselbe chemische Zusammensetzung SiO₂ (Siliciumdioxid) und wird damit der Kieselsäure-Familie zugeordnet, zu der neben den weiteren Quarzmodifikationen Seifertit, Tridymit, Cristobalit, Stishovit noch Opal, Mogánit und Melanophlogit sowie der bisher als hypothetisch geltende β-Quarz und der Lechatelierit mit fraglichem Mineralstatus gehören.

Coesit kristallisiert im monoklinen Kristallsystem und entwickelt nur mikrokristalline, körnige Aggregate, überwiegend als Einschlüsse in anderen Mineralen. Seine Dichte von 2,92 bis 3,01 g/cm³ ist die zweithöchste der Kieselsäurefamilie (im Vergleich dazu Quarz: 2,65 g/cm³).

Etymologie und Geschichte

Coesit wurde nach Loring Coes Jr. (1915–1978) benannt, einem amerikanischen Chemiker, dem es 1953 erstmals gelang, das Mineral synthetisch herzustellen.<ref name="Patent" /> Der Name für das synthetische Material wurde 1954 von Robert B. Sosman vorgeschlagen.<ref name="Sosman" />

In der Natur wurde Coesit erstmals in Mineralproben aus dem Barringer-Krater im Coconino County des US-Bundesstaates Arizona entdeckt und von E. C. T. Chao, E. M. Shoemaker und B. M. Madsen beschrieben, die den von Sosman vorgeschlagenen Namen für die Synthese auch für das Mineral übernahmen. Ihre Erstbeschreibung des Minerals wurde 1960 im Fachmagazin Science veröffentlicht.<ref name="ChaoShoemakerMadsen" /> Sie erfolgte damit kurz nach der Gründung der International Mineralogical Association (IMA) 1958, als das Prüfungs- und Genehmigungsverfahren für neue Minerale und Mineralnamen noch nicht etabliert war. Coesit wurde daher zusammen mit vielen anderen in einem nachträglichen Prüfverfahren unterzogen und 1962 von der Commission on new Minerals and Mineral Names (heute: Commission on new Minerals, Nomenclature and Classification, CNMNC) einstimmig als eigenständige Mineralart anerkannt.<ref name="IMA-1962" /> Seitdem wird Coesit in der „Liste der Minerale und Mineralnamen“ der IMA unter der Summenanerkennung „IMA 1962 s.p.“ (special procedure) geführt.<ref name="IMA-Liste" /> Die seit 2021 ebenfalls von der IMA/CNMNC anerkannte Kurzbezeichnung (auch Mineral-Symbol) von MineralName lautet „Coe“.<ref name="Warr" />

Ein Aufbewahrungsort für das Typmaterial des Minerals ist bisher nicht dokumentiert.<ref name="Handbookofmineralogy" /><ref name="IMA-Typmaterialkatalog" />

Klassifikation

Bereits in der zuletzt 1977 überarbeiteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Coesit zur Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort zur Abteilung „MO₂- und verwandte Verbindungen“, wo er gemeinsam mit Keatit und Stishovit in der „Keatit-Coesit-Stishovit-Gruppe“ mit der Systemnummer IV/D.01b steht.

In der zuletzt 2018 überarbeiteten Lapis-Systematik nach Stefan Weiß, die formal auf der alten Systematik von Karl Hugo Strunz in der 8. Auflage basiert, erhielt das Mineral die System- und Mineralnummer IV/D.01-050. Dies entspricht ebenfalls der Abteilung „Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 1 : 2 (MO₂ und verwandte Verbindungen)“, wo Coesit zusammen mit Bosoit, Chibait, Cristobalit, Lechatelierit, Melanophlogit, Mogánit, Opal, Quarz, Seifertit, Stishovit und Tridymit die „Quarzreihe“ mit der Systemnummer IV/D.01 bildet.<ref name="Lapis" />

Auch die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte<ref name=IMA-Liste-2009 /> 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Coesit in die Abteilung „Metall : Sauerstoff = 1 : 2 und vergleichbare“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung Hier ist das Mineral in der Unterabteilung „Mit kleinen Kationen: Kieselsäure-Familie“ zu finden, wo es als einziges Mitglied eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer 4.DA.35 bildet.

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Coesit die System- und Mineralnummer 75.01.04.01.

Im Gegensatz zu den von Strunz entwickelten Mineralsystematiken ordnet die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana den Coesit in die Klasse der „Silikate“. Hier hat er die System- und Mineralnummer 75.01.04.01, was der Abteilung der „Gerüstsilikatminerale“ entspricht, wo sich das Mineral zusammen mit Mogánit in einer unbenannten Gruppe mit der Systemnummer 75.01.04 innerhalb der Unterabteilung „Gerüstsilikate: tetraedrisches Si-Gitter, SiO₂ mit [4]-koordiniertem Si“ findet.

Kristallstruktur

Datei:Coesite.png

Coesit-Struktur; rote Atome = Sauerstoff

Coesit kristallisiert in der monoklinen Raumgruppe C2/c (Raumgruppen-Nr. 15)Vorlage:Raumgruppe/15 mit den Gitterparametern a = 7,13 Å, b = 12,37 Å, c = 7,17 Å und β = 120,4° sowie 16 Formeleinheiten pro Elementarzelle.<ref name="StrunzNickel" />

Bildung und Fundorte

Das Quarz-Coesit-Gleichgewicht (also diejenigen Druck- und Temperaturbedingungen, bei denen Hochquarz und Coesit nebeneinander bestehen können) wurde experimentell sehr genau bestimmt.<ref name="BohlenLindsey" /> Die experimentellen Befunde weisen auf Drücke im Bereich von etwa 2,5 bis 3,8 GPa und Temperaturen von 450 bis 800 °C hin, dies entspricht einer Entstehungstiefe von mindestens 75 km unter der Erdoberfläche. Bei Normaldruck ist Coesit daher metastabil.

Die Anwesenheit von Coesit kann in Gesteinsproben oft nur mehr indirekt festgestellt werden: durch den Übergang der Hochdruckmodifikation (Coesit) in die Tiefdruckmodifikation (Quarz) steigt das Volumen des Minerals: Es entstehen radiale Risse, die unter einem Mikroskop beobachtet werden können. Seltener findet man Quarzkörner mit noch erhaltenem Coesitkern.

Hauptsächlich wird Coesit in Gesteinen der Ultra-Hochdruck-Metamorphose (, UHPM, welche das Mineral zeitgleich auch definiert) gefunden (Alpen, Dabie Shan in Ost-China, Himalaya). Hier kommt Coesit sowohl in basischen, „klassischen“, Eklogiten als auch in Metasedimentiten bzw. Metaplutoniten mit saurer Zusammensetzung (Krustengesteine) vor. Bei der Ultra-Hochdruck-Metamorphose wird kontinentale Kruste meist bei einer Kontinent-Kontinent-Kollision unterschoben und Drücken und Temperaturen ausgesetzt, die die Bildung und Stabilität von Coesit ermöglichen. Coesit kann auch durch Einschlag von Meteoriten (Impaktmetamorphose) entstehen. So konnte etwa aufgrund von Coesit-Vorkommen nachgewiesen werden, dass das Nördlinger Ries ein Einschlagkrater ist. Ein weiterer, wichtiger Fundort ist der Barringer-Krater (auch Meteor Crater) in Arizona.<ref name="Fundorte" />

Coesit wird auch in Xenolithen in Diamant führenden Kimberliten gefunden wie unter anderem nahe Juína in Brasilien, Mengyin in Ostchina und der Kimberlit-Bergbaubezirk State Line im Larimer County, Colorado.<ref name="Fundorte" />

Weltweit sind insgesamt bisher rund 90 Vorkommen für Coesit bekannt (Stand 2024).<ref name="Mindat-Anzahl" />

Siehe auch

• Systematik der Minerale
• Liste der Minerale
• Suevit

Weblinks

Datei:Commons-logo.svg

Commons: Coesite – Sammlung von Bildern

• Coesit. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung; abgerufen am 15. Juli 2024 
• IMA Database of Mineral Properties – Coesite. In: rruff.info. RRUFF Project; abgerufen am 8. Juli 2024 (). 
• Coesite search results. In: rruff.info. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF); abgerufen am 8. Juli 2024 (). 
• American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Coesite. In: rruff.geo.arizona.edu. Abgerufen am 8. Juli 2024 (). 

Einzelnachweise

<references> <ref name="BohlenLindsey"> S. R. Bohlen, D. H. Lindsley: Thermometry and Barometry of Igneous and Metamorphic Rocks. In: Annual Review of Earth and Planetary Sciences. Band 15, Nr. 1, 1987, S. 397–420, doi:10.1146/annurev.ea.15.050187.002145.  </ref> <ref name="ChaoShoemakerMadsen"> </ref> <ref name="Fundorte"> Fundortliste für Coesit beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 15. Juli 2024. </ref> <ref name="Handbookofmineralogy"> </ref> <ref name="IMA-1962"> </ref> <ref name="IMA-Liste"> Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: July 2024. (PDF; 3,6 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Marco Pasero, Juli 2024, abgerufen am 13. August 2024 ().  </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 ().  </ref> <ref name="IMA-Typmaterialkatalog"> Catalogue of Type Mineral Specimens – C. (PDF 312 kB) Commission on Museums (IMA), 9. Februar 2021, abgerufen am 15. Juli 2024.  </ref> <ref name="Lapis"> </ref> <ref name="Mindat"> Coesite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 15. Juli 2024 ().  </ref> <ref name="Mindat-Anzahl"> Coesite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 15. Juli 2024 ().  </ref> <ref name="OkruschMatthes"> </ref> <ref name="Patent"> Patent US2876072: Coesite Silica. Veröffentlicht am 3. Februar 1959, Erfinder: Loring Coes, Jr..‌ </ref> <ref name="Sosman"> </ref> <ref name="StrunzNickel"> </ref> <ref name="Warr"> </ref> <ref name="Webmineral"> David Barthelmy: Coesite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 8. Juli 2024 ().  </ref> </references>