Ringsilikate

Silikatring: Darstellung der Atome links (rot: Si, blau: O) und der sich daraus ergebenden Silikattetraeder (rechts)

Als Ringsilikate (Cyclosilikate) bezeichnet man Silikate, deren Silikatanionen aus Ringen eckenverknüpfter SiO4-Tetraeder bestehen. Die Ringe liegen isoliert vor, d. h. sie sind untereinander nicht über weitere Si-O-Bindungen zu Schichten oder Gerüsten verknüpft.[1]

Zu dieser Abteilung der Silikate zählen bedeutende Gruppen gesteinsbildender Minerale wie z. B. die Turmalingruppe und Schmucksteine wie Beryll oder Benitoit.[2][3][4]

Die Anzahl der Silikattetraeder in den Ringen spiegelt sich oft in der Symmetrie der Kristalle wider. Dreier- und Sechser-Ringsilikate sind häufig trigonal oder hexagonal, Vierer-Ringsilikate oft tetragonal oder orthorhombisch.[5]

Klassifikation

Silikatklassifikation nach Liebau

In der strukturellen Silikatklassifikation von Liebau gehören die Ringsilikate ebenso wie die Inselsilikate und Gruppensilikate zu den Silikaten mit der Dimensionalität 0. Die Ausdehnung der Silikatanionen ist in keiner Richtung (0 Dimensionen) unbegrenzt.[1]

Liebau unterteilt die Ringsilikate anhand des Aufbaus der Silikatgruppen nach folgenden Kriterien:

Zähligkeit:
Sie gibt an, aus wie vielen Silikattetraedern die Ringe bestehen.[1] Gezählt werden nur die SiO2-Tetraeder, die benötigt werden, um den Ring zu schließen. Weitere Tetraeder, die mit dem Ring verknüpft sind (Verzweigungen), werden nicht mitgezählt. Die Zähligkeit von natürlichen Ringsilikaten liegt meist bei 3 bis 6. Der größte bislang gefundene Silikatring eines Minerals hat eine Zähligkeit von 18 (Megacyclit).[1][2][3][4]

  • 3er-Einfachring des Benitoit

  • 4er-Einfachring des Papagoit

  • 6er-Einfachring des Beryll

  • 8er-Einfachring des Muirit

  • 9er-Einfachring des Eudialyt

  • 12er-Einfachring des Traskit

  • 18er-Einfachring des Megacyclit

Multiplizität:
Sie gibt an, wie viele Ringe miteinander zu Mehrfachringen verknüpft sind. Bisher sind keine Ringsilikate mit einer Multiplizität >2 bekannt.[1]

  • Unverzweigter 3er-Doppelring des Moskvinit

  • Unverzweigter 4er-Doppelring des Steacyit

  • Unverzweigter 6er-Doppelring des Milarit

Verzweigung:
Sie gibt an, ob von dem Silikatring weitere SiO4-Tetraeder abzweigen. Man unterscheidet zwischen offen verzweigten Silikaten und zyklisch verzweigten Silikaten, bei denen die von der Kette abzweigenden SiO4-Tetraeder geschlossene Ringe formen.[1]

  • Offen verzweigter 4er-Einfachring des Eakerit

  • Offen verzweigter 6er-Einfachring des Tienshanit

gemischte Silikatanionen:
Einige Ringsilikate enthalten neben dem Silikatring noch weitere isolierte Silikatanionen. Diversilit-(Ce) z. B. enthält neben einem Silikat-Dreierring noch eine SiO3OH-Inselsilikatgruppe, Strakhovit einen Viererring und ein Si2O7-Gruppensilikatanion.[1][2][3][4]

Strunz

Die 9. Auflage der Strunzschen Mineralogischen Tabellen baut auf der Silikatklassifikation von F. Liebau auf und gliedert die Abteilung der Ringsilikate (09 C) primär nach der Größe der Ringe (Zähligkeit), dann nach der Ringmultiplizität- und Verzweigung und schließlich nach dem Auftreten weiterer isolierter Anionenkomplexe.[2][3][4]

  • 9.CA [Si3O9]6− Dreier-Einfachringe ohne inselartige, komplexe Anionen
  • 9.CB [Si3O9]6− Dreier-Einfachringe mit inselartigen, komplexen Anionen
  • 9.CD [Si3O9]6− Dreier-Doppelringe
  • 9.CE [Si4O12]8− Vierer-Einfachringe ohne inselartige, komplexe Anionen
  • 9.CF [Si4O12]8− Vierer-Einfachringe mit inselarten, komplexen Anionen
  • 9.CG [Si4O12]8− Verzweigte Vierer-Einfachringe
  • 9.CH [Si4O12]8− Vierer-Doppelringe
  • 9.CJ [Si6O18]12− Sechser-Einfachringe ohne inselartige, komplexe Anionen
  • 9.CK [Si6O18]12− Sechser-Einfachringe mit inselartigen, komplexen Anionen
  • 9.CL [Si6O18]12− Verzweigte Sechser-Einfachringe
  • 9.CM [Si6O18]12− Sechser-Doppelringe
  • 9.CN [Si8O24]16− Achter-Ringe
  • 9.CO [Si9O27]18− Neuner-Ringe
  • 9.CP Zwölfer- und größere Ringe

Dana

Auch die vorwiegend im englischsprachigen Raum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet die Ringsilikate zunächst nach Größe der Ringe und anschließend nach dem Auftreten weiterer isolierter Anionenkomplexe.

  • 59. Ringsilikate (Cyclosilikate) mit Dreierringen
  • 60. Ringsilikate mit Viererringen
  • 61. Ringsilikate mit Sechserringen
  • 62. Ringsilikate mit Achterringen
  • 63. Ringsilikate mit Kondensierten Ringen
  • 64. Ringsilikate: Ringe mit anderen Anionen und insularen Silikatgruppen

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d e f g Liebau 1982
  2. ↑ a b c d Mineralklasse 9.C nach Strunz 9. Auflage
  3. ↑ a b c d Nickel-Strunz Silicates Classification (Version 10)
  4. ↑ a b c d Nickel-Strunz Classification – Cyclosilicates 10th edition
  5. ↑ Universität Tübingen: Systematik der Mineralien – Cyclosilikate (Ringsilikate)

Weblinks

Literatur

  • F. Liebau (1982): Classification of Silicates in: Reviews in Mineralogy Volume 5: Orthosilicates; Mineralogical Society of America

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Elbaite-142241.jpg
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Elbait
Fundort: Benedito mine, Água Boa, Doce valley, Minas Gerais, Southeast Region, Brasilien (Fundort bei mindat.org)
Größe: 3.4 x 0.8 x 0.8 cm.
Moskvinite.png
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Unverzweigte dreier Doppelring des Moskvinit

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Sokolova E. V., Hawthorne F. C., Agakhanov A. A., Pautov L. A. (2003): The crystal structure of moskvinite-(Y), Na2K(Y,REE)[Si6O15], a new silicate mineral with [Si6O15] three-membered double-rings from the Dara-I-Pioz Moraine, Tien-Shan mountains, Tajikistan, The Canadian Mineralogist 41, pp. 513-520 http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/download.php?id=06084.cif&down=cif

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Larry W. Finger, Martin Kroeker, and Brian H. Toby, DRAWxtl, an open-source computer program to produce crystal-structure drawings, J. Applied Crystallography V40, pp. 188-192, 2007 http://www.lwfinger.net/drawxtl/

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Eakerite.png
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Verzweigte vierer Einfachring des Eakerit

Daten von:

Kossiakoff A. A., Leavens P. B. (1976): The crystal structure of eakerite, a calcium-tin silicate, American Mineralogist 61 pp. 956-962 http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/download.php?id=00540.cif&down=cif

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Milarit
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Megacyclite.2200.png
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Unverzweigte 18er Einfachring des Megacyclit

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Zubkova N V., Pekov I V., Chukanov N V., Listsin D V., Rabadanov M K., Pushcharovsky D Y. (2007): New data on megacyclite, New Data on Minerals. Moscow, 42, pp. 81-92 http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/download.php?id=17606.cif&down=cif

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Eudialyt
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Unverzweigte dreier Einfachring des Benitoid

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Beryll, Calcit
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Verzweigte secher Einfachring des Tienshanit

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Cooper M. A., Hawthorne F. C. (1998): Refinement of the crystal structure of tienshanite: short-range-order 

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Unverzweigte achter Einfachring des Muirit

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Unverzweigter 12er Einfachring des Traskit

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Malinovskii Yu A., Pobedimskaya E. A., Belov N. V. (1976): Crystal structure of traskite, Doklady Akademii Nauk SSSR 229, pp. 1101-1104 http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/download.php?id=13894.cif&down=cif

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Unverzweigte secher Einfachring des Beryll

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Unverzweigte neuner Einfachring des Eudialyt

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Johnsen O., Grice J. D. (1999): The crystal chemistry of the eudialyte group, The Canadian Mineralogist 37, pp. 865-891 http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/download.php?id=05856.cif&down=cif

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Unverzweigte vierer Doppelring des Steacyit

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Prichard P., Perrault G. (1972): Structure cristalline de l'ekanite de St-Hilaire, P.Q., Acta Crystallographica, Section B 28, pp. 1994-1999 http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/download.php?id=10007.cif&down=cif

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Unverzweigte sechser Doppelring des Milarit

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Hawthorne F. C., Kimata M., Cerny P., Ball N. A., Rossman G. R., Grice J. D. (1991): The crystal chemistry of the milarite-group minerals, sample #25 from Guanajuato, American Mineralogist 76, pp. 1836-1856 http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/download.php?id=01423.cif&down=cif

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Unverzweigter vierer Einfachring des Papagoit

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Groat L. A., Hawthorne F. C. (1987): Refinement of the structure of papagoite, CaCuAlSi2O6(OH)3, Mineralogy and Petrology 37, pp. 89-86 http://rruff.geo.arizona.edu/AMS/download.php?id=17184.cif&down=cif

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Unverzweigte secher Einfachring des Beryll

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