Coesit

Coesit
Mikroskopaufnahme unter gekreuztenPolarisatoren:Coesitkorn (grau, ≈ 1 mm) inEklogit.Kleiner, farbiger Einschluss istPyroxenund polykristalliner RandQuarz
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer	1962 s.p.
IMA-Symbol	Coe
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 4.DA.35 75.01.04.01
Kristallographische Daten
Kristallsystem	monoklin
Kristallklasse;Symbol	monoklin-prismatisch; 2/m
Raumgruppe	C2/c(Nr. 15)Vorlage:Raumgruppe/15
Gitterparameter	a= 7,13Å;b= 12,37 Å;c= 7,17 Å β= 120,4°
Formeleinheiten	Z= 16
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	7,5 bis 8
Dichte(g/cm3)	2,92bis 3,01
Spaltbarkeit	vermutlich nach {010} und {012}
Bruch;Tenazität	schwach muschelig
Farbe	farblos
Strichfarbe	weiß
Transparenz	durchsichtig
Glanz	Glasglanz
Kristalloptik
Brechungsindizes	nα= 1,593 bis 1,599 nγ= 1,597 bis 1,604
Doppelbrechung	δ = 0,004 bis 0,005
Optischer Charakter	zweiachsig positiv
Achsenwinkel	2V = 54° bis 64°

Coesitist ein auf der Erdoberfläche selten vorkommendesMineralaus derMineralklasseder „OxideundHydroxide“.AlsHochdruckmodifikationvonQuarzhat Coesit dieselbe chemische Zusammensetzung SiO₂(Siliciumdioxid) und wird damit derKieselsäure-Familie zugeordnet, zu der neben den weiteren QuarzmodifikationenSeifertit,Tridymit,Cristobalit,StishovitnochOpal,MogánitundMelanophlogitsowie der bisher als hypothetisch geltendeβ-Quarzund derLechatelieritmit fraglichem Mineralstatus gehören.

Coesit kristallisiert immonoklinen Kristallsystemund entwickelt nur mikrokristalline, körnige Aggregate, überwiegend als Einschlüsse in anderen Mineralen. SeineDichtevon 2,92 bis 3,01 g/cm³ist die zweithöchste der Kieselsäurefamilie (im Vergleich dazu Quarz: 2,65 g/cm³).

Etymologie und Geschichte

Coesit wurde nachLoring Coes Jr.(1915–1978) benannt, einem amerikanischen Chemiker, dem es 1953 erstmals gelang, das Mineral synthetisch herzustellen.Der Name für das synthetische Material wurde 1954 von Robert B. Sosman vorgeschlagen.

In der Natur wurde Coesit erstmals in Mineralproben aus demBarringer-KraterimCoconino Countydes 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 FachmagazinScienceveröffentlicht.Sie erfolgte damit kurz nach der Gründung derInternational 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 derCommission on new Minerals and Mineral Names(heute:Commission on new Minerals, Nomenclature and Classification,CNMNC) einstimmig als eigenständige Mineralart anerkannt.Seitdem wird Coesit in der „Liste der Minerale und Mineralnamen “der IMA unter der Summenanerkennung „IMA 1962 s.p. “(special procedure) geführt.Die seit 2021 ebenfalls von der IMA/CNMNC anerkannte Kurzbezeichnung (auchMineral-Symbol) von MineralName lautet „Coe “.

Ein Aufbewahrungsort für dasTypmaterialdes Minerals ist bisher nicht dokumentiert.

Klassifikation

Bereits in der zuletzt 1977 überarbeiteten8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunzgehörte der Coesit zur Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide “und dort zur Abteilung„MO₂- und verwandte Verbindungen “,wo er gemeinsam mitKeatitundStishovitin der „Keatit-Coesit-Stishovit-Gruppe “mit der SystemnummerIV/D.01bsteht.

In der zuletzt 2018 überarbeitetenLapis-Systematiknach Stefan Weiß, die formal auf der alten Systematik vonKarl Hugo Strunzin der 8. Auflage basiert, erhielt das Mineral die System- und MineralnummerIV/D.01-050.Dies entspricht ebenfalls der Abteilung„Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall: Sauerstoff = 1: 2 (MO₂und verwandte Verbindungen) “,wo Coesit zusammen mitBosoit,Chibait,Cristobalit,Lechatelierit,Melanophlogit,Mogánit,Opal,Quarz,Seifertit,Stishovit undTridymitdie „Quarzreihe “mit der SystemnummerIV/D.01bildet.

Auch die von derInternational Mineralogical Association(IMA) zuletzt 2009 aktualisierte9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematikordnet den Coesit in die Abteilung „Metall: Sauerstoff = 1: 2 und vergleichbare “ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligtenKationen,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 Systemnummer4.DA.35bildet.

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichenSystematik der Minerale nach Danahat Coesit die System- und Mineralnummer75.01.04.01.

Im Gegensatz zu den von Strunz entwickelten Mineralsystematiken ordnet die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichenSystematik der Minerale nach Danaden Coesit in die Klasse der „Silikate “. Hier hat er die System- und Mineralnummer75.01.04.01,was der Abteilung der „Gerüstsilikatminerale “entspricht, wo sich das Mineral zusammen mit Mogánit in einer unbenannten Gruppe mit der Systemnummer75.01.04innerhalb der Unterabteilung „Gerüstsilikate: tetraedrisches Si-Gitter, SiO₂mit [4]-koordiniertem Si “findet.

Kristallstruktur

Coesit-Struktur; rote Atome = Sauerstoff

Coesit kristallisiert in der monoklinenRaumgruppeC2/c(Raumgruppen-Nr. 15)Vorlage:Raumgruppe/15mit denGitterparameterna= 7,13Å,b= 12,37 Å,c= 7,17 Å undβ= 120,4° sowie 16FormeleinheitenproElementarzelle.

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.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 dahermetastabil.

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 (englischultrahigh-pressure metamorphism,UHPM, welche das Mineral zeitgleich auch definiert) gefunden (Alpen,Dabie Shanin Ost-China,Himalaya). Hier kommt Coesit sowohl in basischen, „klassischen “,Eklogitenals auch inMetasedimentitenbzw.Metaplutonitenmit 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 dasNördlinger RieseinEinschlagkraterist. Ein weiterer, wichtiger Fundort ist derBarringer-Krater(auchMeteor Crater) inArizona.

Coesit wird auch inXenolithenin Diamant führendenKimberlitengefunden wie unter anderem naheJuínain Brasilien,Mengyinin Ostchina und der Kimberlit-Bergbaubezirk State Line imLarimer County,Colorado.

Weltweit sind insgesamt bisher rund 90 Vorkommen für Coesit bekannt (Stand 2024).

Siehe auch

• Systematik der Minerale
• Liste der Minerale
• Suevit

Literatur

• E. C. T. Chao, E. M. Shoemaker, B. M. Madsen:First natural occurrence of coesite.In:Science.Band132,Nr.3421,22. Juli 1960,S.220–222,doi:10.1126/science.132.3421.220(englisch).
• Michael Fleischer:New mineral names.In:American Mineralogist.Band45,1960,S.1313–1317(englisch,rruff.info[PDF;383kB;abgerufen am 15. Juli 2024]).
• S. R. Bohlen, D. H. Lindsley:Thermometry and Barometry of Igneous and Metamorphic Rocks.In:Annual Review of Earth and Planetary Sciences.Band15,Nr.1,1987,S.397–420,doi:10.1146/annurev.ea.15.050187.002145(englisch).
• Kunal Bose, Jibamitra Ganguly:Quartz-coesite transition revisited: Reversed experimental determination at 500–1200°C and retrieved thermochemical properties.In:American Mineralogist.Band80,1995,S.231–238(englisch,minsocam.org[PDF;772kB;abgerufen am 8. Juli 2024]).
• Louise Levien, Charles T. Prewitt:High-pressure crystal structure and compressibility of coesite.In:American Mineralogist.Band66,1981,S.324–333(englisch,rruff.info[PDF;1,1MB;abgerufen am 8. Juli 2024]).

Weblinks

Commons:Coesite– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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