Tektosilikate


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Tektosilikate 

Mineralogie LV 620.074                                                                                                                       Bakker, Raith 

Tektosilikate 



 

 

Überblick 



 

 

1. SiO



2

-Gruppe 

 

 



Quarz (hoch - tief) 

 

Tridymit 



 

Cristobalit 

 

Coesite 


 

Stishovit 

 

Opal 


 

 

2. Feldspat-Gruppe 

 

 



Alkalifeldspäte 

K[Si


3

AlO


8

 



Plagioklasreihe 

Na[Si


3

AlO


8

 



 

 

 



Ca[Si

2

Al



2

O

8





 

 

3. Feldspatoide-Gruppe (Foide) 

 

 

Leucit  



 

K[Si


2

AlO


6

 



Nephelin 

 

(Na,K)[SiAlO



4

 



 

Sodalith 

 

Na

8



[(SiAlO

4

)



6

/Cl] 


 

Nosean 


 

Na

8



[(SiAlO

4

)



6

/(SO


4

)] 


 

Hauyn 


 

(Na,Ca)


8-4

[(SiAlO


4

)

6



/(SO

4

)]



2-1

 

 



 

4. Skapolit-Gruppe 

 

 

Marialit 



 

Na

4



[Si

3

AlO



8

]

3



Cl 

 

Meionite 



 

Ca

4



[Si

2

Al



2

O

8



]

3

CO



3

 

 



 

5. Zeolith-Gruppe 

 

 



Analcim 

 

Na[Si



2

AlO


6

]·H


2

 



Natrolith 

 

Na



2

[Si


3

Al

2



O

10

]·2H



2

 



Phyllipsit 

 

KCa[Si



5

Al

3



O

16

]·6H



2

 



Chabasit  

 

Ca[Si



4

Al

2



O

12

]·6H



2

 



Desmin (Stilbit) 

Ca[Si


7

Al

2



O

18

]·7H



2

 



Clinoptilolit   

Na

6



[Si

30

Al



6

O

72



]·24H

2



 

Faujasit 

 

Na

12



Ca

12

Mg



11

[Si


134

Al

58



O

384


]·235H

2



 

 


Tektosilikate 

Mineralogie LV 620.074                                                                                                                       Bakker, Raith 

Allgemeine Struktur 



 

Ableitung der Gerüststruktur [SiO

2

], jedes  Si ist mit 4  Sauerstoffen, jeder Sauerstoff 



ist mit 2 Si-Atomen verbunden. Ersatz von Si

4+

 durch Al



3+

 → Alumogerüstsilkate 

 

 

 



 

 

 



Begriffe 

 

1.  Modifikation: gleicher Chemismus, unterschiedliche Struktur (Gitterbau) 



 

2.  Varietät:  gleiche  Struktur,  ±gleicher  Chemismus,  aber  unterschiedliche 

Färbung 

 

3.  rekonstruktiver  Gitterumbau:  völliger  Umbau  der  Struktur,  nicht  reversibel; 



z.B. Tiefquarz → Tieftridymit 

 

4.  displaziver Gitterumbau: geringfügige Änderungen in Struktur, reversibel; z.B. 



Tiefquarz ↔ Hochquarz 

 

 



 

 


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Mineralogie LV 620.074                                                                                                                       Bakker, Raith 

Quarz Modifikationen 



 

Bei SiO


sind Niedrigdruck- und Hochdruckmodifikationen bekannt: 

 

 

 



 

Tief-Quarz, 

α

-SiO



2

 

 

Struktur: 



 

trigonal 

 

Härte:  


 

7! 


 

Morphologie: 

prismatische  Kristalle;  hexagonales  Prisma  mit  Querstreifung; 

positives 

und 

negatives 



Rhomboeder; 

winzige 


Trapezoederflächen. 

Rechts- 


und 

Linksquarze 

durch 

schraubenartige Struktur 



 

Verzwilligung: 

bei  natürlichen  Kristallen  häufig,  nur  durch  Entwicklung  der 

kleinen Trapezoederflächen makroskopisch unterscheidbar 

 

oDauphineer-Gesetz 



 

oBrasilianer-Gesetz 

 

oJapaner-Gesetz (84°Verzwillingung von zwei Individuen) 



 

 


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Mineralogie LV 620.074                                                                                                                       Bakker, Raith 

Varietäten des Tief-Quarzes 



 

 

1.  - 



Bergkristall

 

farblos, wasserklar durchsichtig 



 

 

 



 

Kristalflächen, Drusen, bis zu m-Größe 

 

 

 



 

Klüften, Hohlräumen 

 

 

2.  - 



Amethyst

  

violett durchscheinend (Einlagerungen von Fe



3+

 



 

 

 



Kristaldrussen 

 

 



3.  - 

Rosenquarz

 

rosarot durchscheinend, milchig-trüb (eingelagerten 



Nädelchen TiO

2



 

 

 



 

grobkörniger Aggregaten 

 

 

4.  - 



Rauchquarz

 

rauchbraun, durchsichtig (Punktdefekte oder Al



3+

, infolge  

 

 

 



 

natürliche radioaktiver Bestrahlung) 

 

 

5.  - 



Citrin

 

 



zitronengelb, durchsichtig (ionisierende Strahlung) 

 

 



6.  - 

Gemeiner Quarz

 

farblos, trüb 



 

 

 



 

 

wesentlicher Gemengteil in zahlreichen Gesteine 



 

 

7.  - 



Milchquarz

 

milchig-trüb (viele winzige Flüssigkeitseinschlüsse) 



 

 

 



 

Mikrokristallinen Varietäten 

 

 

1.  - 



Chalcedon

 

parallelfasserig, mikro- und kryptokristallin 



 

 

 



 

glaskopfartig, traubig-nierige Oberfläche 

 

 

 



 

aus eine Kieselsäuregel entstanden 

 

 

 



Karneol 

fleischfarbig 

 

 

Achate 



rhythmisch gebändert 

 

 



Onyx   

schwarzweiß gebändert 

 

2.  - 


Jaspis-Gruppe

  feinkörnig mikrokristallin 

 

 

 



 

Massen sind spröde und brechen muschelig 

 

 

 



Jaspis   

intensiv braun, rot, gelb (Hämatit) 

 

 

Flint   



Dunkel, Knollenform, Konkretion, 

 

 



 

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Mikroskopbild von Chalcedon 



 

 

 



Flussigkeitseinschlüß in Tief-Quarz 

 

 



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Hoch-Quarz, 

β

-SiO



2

 

 

Struktur: 



 

hexagonal 

Härte:  

 

7! 



Morphologie: 

hexagonaler Bipyramide ± gedrungenes Prisma 

 

Einsprenglinge in vulkanischen Gesteinen 



 

 

 



 

Tridymit, Cristobalit 

 

vor allem in Blasenhohlräumen vulkanischer Gesteine 



 

 

Coesit, Stishovit 

 

Hochdruckmodifikationen! 



 

 

Stishovit (Si



[6!]

O

2



)Si in oktaedrische Koordination!, nur in Meteoritenkratern 

 

 



Coesit auch in Hochdruckgesteinen 

 

 



Opal, SiO

2

. nH

2

 

Struktur: 



amorph  bis  kryptokristallin,  entweder  röntgenographisch 

amorph  oder  fehlgeordnete  Bereiche  von  Tridymit  und 

Cristobalit 

Chemismus:   

4-9 Gew. % Wasser 

Morphologie: 

amorph, glasartig, dicht; nierig-traubig 

Ausbildung:  

muscheligerBruch 

Härte   


 

5.5 - 6.5 

Dichte  

 

2.1 - 2.2 g·cm



-3

 

Vorkommen: 



Zersetzungsprodukt 

junger 


vulkanischer 

Gesteine; 

Ausscheidugn  aus  hydrothermalen  Lösungen  (Sinter,  Geysire); 

Bestandteil 

gesteinsbildender 

Organismen 

(Diatomeen, 

Radiolarien) 

 

Zahlreiche  Varietäten:  besonders  wertvoll  ist  der  Edelopal;  intensives  Farbenspiel 



(Opalisieren)durch kugelförmige Mikrooberfläche 

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Vorkommen von Quarz 



 

3.  nach Feldspäten das häufigste Mineral der Erdkruste! 

 

4.  Magmatisch - pegmatitisch - hydrothermal 



 

5.  SiO


2

- ge- und übersättigte Plutonite und Vulkanite 

 

6.  Hochquarz nur in Vulkaniten 



 

7.  Sedimentär: Quarzsande, Kiese 

 

8.  Metamorph:  bei  der  Umwandlung  Quarz-führender  Magmatite  und 



Sedimente; Durchläufermineral 

 

 



 

 

Quarz als Rohstoff 



 

1.  Glaserzeugung: Spezialgläser 

 

2.  Keramik- und Feuerfestindustrie: Silikasteine 



 

3.  Baustoffindustrie: Silikatbeton 

 

4.  Schleiffmittelindustrie: Carborundum (SiC) 



 

5.  Chemische Industrie:  

 

6.  Silikone (Schmiermittel, etc.);  



 

7.  Silikagel (Trocknungsmittel) 

 

8.  Schmuckstein (Amethyst, Achat, Onyx…) 



 

9.  Optische Industrie 

 

10. Elektronikindustrie: Schwingquarze(piezzoelektrischer Effekt) 



 

 

 



 

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Feldspäte 



 

Feldspäte  sind  die  häufigsten  gesteinsbildenden  Minerale  der  Erdkruste! 

Gerüststruktur ableitbar von [SiO

2

]. Ersatz von Si



4+

 durch Al

3+

 → Alumogerüstsilkate, 



25-50% Al statt Si 

 

3 Endglieder: 



 

Albit, Na[Si

3

AlO


8

 



 

 

 



Orthoklas, K[Si

3

AlO



8

 



 

 

 



Anorthit, Ca[Si

2

Al



2

O

8



 

2 Mischungsreihen:  



Plagioklas-Reihe 

 

 



 

 

Alkalifeldspat-Reihe 



 

 

 



 

Chemismus 

 

Allgemeine Formel: A



+1

x

 B



+2

1-x


 [T

+3

2-x



 Z

+4

2+x



 O

8



 

 

A = einwertige Kationen; Na, K; Rb, Li, H



3

O

+



 

 

B = zweiwertige Kationen; Ca; Sr, Ba (= Celsian



 

T = dreiwertige Kationen; Al; Fe

3+

, B, Ga 


 

Z = vierwertige Kationen; Si 



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10 

Struktur 



 

Strukturzustand  ist  neben  Chemismus  für  die  Definition  und  Nomenklatur  der 

Feldspäte wichtig. 

 

Ordnungsgrad = statistische bzw. geordnete Verteilung von Si-Al im Gitter 

 

 

Hochtemperatur-Modifikationen: statistische Verteilung → höhere Symmetrie 



 

 

Tieftemperatur-Modifikationen: geordnete Verteilung → niedriger Symmetrie 



→ 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

Entmischung 

 

Diffusion im Gitter kontrolliert den Ordnungsgrad; stark abhängig von Temperatur 



und Abkühlrate! 

 

 



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Feldspat Struktur: Kurbelachse 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hoch Sanidin 

 

 

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Alkalifeldspäte

 

 



Sanidin, monoklin; Hoch-T Kfs (> 500 °C); statistische Verteilung 

 

Orthoklas, monoklin; Intermediate-T Kfs; teilweise geordnet 

 

Mikroklin,  triklin;  Tief-T  Kfs  (<500  °C);  geordnet;  mikroskopisch  erkennbare 

Entmischung („Gitterung“) 



 

Perthit-Antiperthit: entmischte Tief-T Kfs (unter 600 °C) 

 

 

 



 

 

Plagioklase

 

 

Monalbit (monoklin), Hochalbit (triklin): Hoch-T Plg  (> 980 °C) 



 

Tiefalbit (triklin): Tief-T Plg (< 980 °C; auch Entmischung (Peristerite) 

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12 

 

 



 

Makroskopische Eigenschaften 

 

1.  Tracht und Habitus: viele Formen; meist tafeliger Habitus 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

2.  Härte: 6 nach Mohs; 

 

3.  sehr gute Spaltbarkeit in mehrere Richtungen 



 

4.  Farbe:  allgemein  hell;  Plagioklas  auch  dunkel;  variabel;  rosa  und  rot  nur  bei 

Alkalidfeldspat! 


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13 

Zwillinge 



 

Zwillingsbildung sehr weit verbreitet: 

 

1.  trikline Feldspäte (v.a. Plagioklase):  oft polysynthetisch 



 

 

 



Albitgesetz; Periklingesetz: oft polysynthetische Zwillinge 

 

 



 

 

2.  monokline und trikline Feldspäte: oft einfache Zwillinge 



 

 

 



Karlsbader Gesetz (Durchkreuzungszwillinge) 

 

 



Manebacher Gesetz 

 

 



Bavenoer Gesetz 

 

 



 

 

Vorkommen 



 

Feldspäte sind die häufigsten gesteinsbildenden Minerale der Erdkruste! 



 

Magmatisch: in allen, mit Ausnahme der ultrabasischen Gesteine 

 

Metamorph: häufig; besonders in Gneisen und Amphiboliten 

 

 



 

Alkalifeldspäte vor allem bei höhergradiger Metamorphose 

 

 

 



z.B. Mus = Kfs + Al

2

SiO



5

 + H


2

 



 

 

Plagioklase vor allem in Ca-führenden Protolithen 



 

Sedimentär: in klastischen Sedimentgesteinen (Wacken, Arkosen) 

 

Hydrothermal: typisches Mineral alpiner Klüfte 

 

Mondgesteine: genauso häufig wie auf der Erde 

 

 



 

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14 

Foide (Feldspatvertreter) 



 

Alumogerüstsilkate  die  in  einigen  magmatischen  (SiO

2

-untersättigten)  Gesteinen 



statt Quarz vorkommen 

 

 



 

 

Leucit K[Si



2

AlO

6

 

Struktur 



tetragonal bzw. kubisch. Lockere Gerüststruktur aus allseitig verknüpften [(Al,Si)O

4



Tetraedern; K

+

 in Koordination 



[12]

 

 



Ausbildung  

charakteristische kubische Deltoidikositetraeder (Leucitoeder) 

 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

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15 

Eigenschaften 



 

Farbe:  


farblos, grau bis weiß, gelblich 

 

Glanz:  



Glas oder Fettglanz; trüb 

 

Härte:  



5.5 - 6 

 

Dichte: 



2.5 g/cm

3

 



 

Spaltbarkeit: keine, muscheliger Bruch 

 

Vorkommen 



nur in SiO

2

-untersättigten Vulkaniten (bei höherem Druck nicht stabil) 



 

Verwendung: 

lokal zur Gewinnung kalihaltiger Düngemittel 

 

 



Nephelin (Na, K)[SiAlO

4

 

Struktur 



hexagonal, Al: Si = 1:1; 1/4 von Na kann durch K ersetzt werden 

 

Ausbildung 



kurzprismatische Kristalle mit hexagonaler Symmetrie (hex. Prisma und Pinakoid) 

 

 



 

 

 



 

Eigenschaften 

 

Farbe:  


grau, grün, rötlich 

 

Glanz:  



Glasglanz auf Kristallflächen; Fettglanz auf Bruchflächen 

 

Härte:  



5.5 - 6 

 

Dichte: 



2.6 g/cm

3

 



 

Spaltbarkeit: unvolkommen, muscheliger Bruch 

 

grobkörnige Varietät (Eläolith) quarzähnlich 



 

Vorkommen 

nur in SiO

2

-untersättigten Magmatiten (Na-dominierte Plutonite und Vulkanite) 



 

Verwendung 

Feldspatersatz in Keramikindustrie; Aluminium-Rohstoff (Kola, Rußland) 


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16 

Sodalith-Reihe 



 

 

Sodalith 



Na

[(SiAlO



4

)

6



/Cl]   

 

Nosean 



Na

[(SiAlO



4

)

6



/(SO

4

)] 



 

Hauyn 


(Na,Ca)

8-4 


[(SiAlO

4

)



6

/(SO


4

)]

2-1 



 

Struktur 

kubisch  (=  3Nephelin.NaCl),  zusätzlicher  Einbau  von  großen  tetraederfremden 

Anionen (Cl

-

) oder Anionenkomplexen (SO



4

2-

) in die Gerüststruktur 



 

Ausbildung 

meist eingewachsen, körnig in Gesteinen 

 

Eigenschaften 



 

Farbe:  


 

farblos bis tiefblau! → Lapislazuli 

 

Spaltbarkeit:  



deutliche Spaltbarkeit; muscheliger Bruch 

 

Vorkommen 



nur in SiO

2

-untersättigten Magmatiten 



 

 

 



 

 

 



Skapolit-Reihe 

 

 



 

 

 



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17 

Zeolith-Gruppe 



 

Alumogerüstsilkate mit weitmaschiger Gerüststruktur 

 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

Einbau  von  großen  Kationen  (Na,  K, 

Ca), 

vor 


allem 

aber 


von 

Wassermolekülen  („Zeolithwasser“) 

in Hohlräume und Kanäle 

 

Wasser  und    andere  Substanzen 



können  z.T.  reversibel  abgegeben 

und wieder aufgenommen werden → 

wichtige technische Anwendungen! 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 


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18 

Allgemeine makroskopische Merkmale: 



 

helle Minerale, meist farblose 

 

geringe Dichte (2 - 2.4) 



 

geringe Härte (3.5 - 5.5 g/cm

3



 



 

Einteilung nach morphologischer Ausbildung: 

 

1.  Faser-Zeolithe (z.B. Natrolith) 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



2.  Blätter-Zeolithe (z.B. Stilbit) 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

3.  Würfel-Zeolithe (z.B. Chabasit) 

 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

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19 

Vorkommen 



1.  Generell:  Reaktion  von  Wässern  mit  höheren  pH-Werten  bei  niedrigen 

hydrothermalen  Bedingungen  mit  SiO

2

-führenden,  meist  vulkanischen 



Gesteinen und Gläsern 

 

2.  Schöne  Kristalle  in  Klüften  und  Hohlräumen  durch  hydrothermale 



Veränderung von vulkanischen Gesteinen und Gläsern 

 

3.  Diagenese  und  schwache  Metamorphose  von  SiO

2

-ärmeren  Gesteinen; 



namensgebend für die Zeolith-Fazies! 

 

4.  Im  lakustrinen  Bereich  und  zwar  in  alkalischen  Seen    (pH>9.5)  arid-



semiarider Klimate 

 

5.  In Böden mit hohem pH (Evapotranspiration) 



 

6.  In  marinen  Sedimenten  durch  Reaktion  von  Meerwasser  mit  vulkanischem 

Material 

 

7.  Synthetische Produktion für viele technische Anwendungen! 

 

 

Technische Bedeutung 



 

Ionen- und Basenaustauscher (sog. Permutite): Austausch von Kationen 

 

 



Wasserenthärtung (Waschmittel) 

 

Behandlung radioaktiver Abwässer (



137

Cs, 


90

Sr) 


 

Abwasserreinigung (NH

4

, NH


4

+



 

Bodenverbesserung (pH-Kontrolle, Geruch) 

 

Futtermittelzuatz (z.B. Schweinefutter) 



 

Molekularsiebe und Trocknungsmittel:  

Selektive Aufnahme von Molekülen und Atomen bestimmter Größe bzw. 

von H

2

O durch entwässerte Zeolithe 



 

 

Trocknungsmittel (Kühlmittel, Klimaanlagen, Futtermittel) 



 

Gasreinigung (H

2

S Entfernung, auch Hg



(v)

, SO


2

, NO


x

; HCl bei Cl-Produktion 

 

Trennung von Gasgemischen (z.B. Paraffine; Luft->O



2

 und N


2)

 

 



Trennung von Flüßigkeitsgemischen (Trennung von Kohlenwasserstoffen) 

 

Katalysatoren:  

Kohlenwasserstoff-Cracking: 

(seit  1962  in  Anwendung; 

Produktion ca. 400 000t/a) 

 

 



 

 

 



 

 

 



 



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