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Spodumen

Mineral aus der Pyroxen-Gruppe Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Spodumen
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Das Lithium-Mineral Spodumen ist ein eher selten vorkommendes Kettensilikat aus der Gruppe der Pyroxene. Es kristallisiert mit monokliner Symmetrie, hat die Endgliedzusammensetzung LiAl[Si2O6][5] und entwickelt meist kurze, abgeflachte Kristalle, die in Längsrichtung deutlich gestreift sind. Die Größe der Kristalle schwankt oft zwischen einigen Zentimetern und Dezimetern, kann aber an einigen Fundorten auch Rekordgrößen von mehreren Metern erreichen.

Schnelle Fakten Allgemeines und Klassifikation, Kristallographische Daten ...
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Etymologie und Geschichte

Entdeckt wurde Spodumen 1800 bei Utö in der schwedischen Landschaft Södermanland und beschrieben durch José Bonifácio de Andrade e Silva, der das Mineral aufgrund seiner „aschefarbenen“ Verbrennungsrückstände beim Erhitzen nach einem altgriechischen Wort benannte, nämlich σποδούμενος spodúmenos, was als Partizip Präsens Passiv „zu Asche verbrennend; aschefarben“ bedeutet. Die Betonung des Wortes Spodumen liegt demnach auf der Mittelsilbe, laut Duden ist jedoch die Endsilbe betont.

Erst mit deutlichem Zeitabstand zur Namensgebung wurde das zweite bekannte Vorkommen von Spodumen 1817 im Grenzgebiet zwischen Nord- und Südtirol beschrieben. Die große Bedeutung der Vorkommen im Alpenraum für Wissenschaft und Wirtschaft wurde 2022 durch die Ernennung von Spodumen zum „Mineral des Jahres“ in Österreich Ausdruck verliehen.[7]

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Klassifikation

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In der strukturellen Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) ist Spodumen in der Untergruppe der Li-Pyroxene der Pyroxengruppe.[8]

In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Spodumen zur Mineralklasse der „Silikate“ und dort zur Abteilung „Kettensilikate und Bandsilikate (Inosilikate)“, wo er als einziger Vertreter in der „Spodumen-Reihe“ mit der Systemnummer VIII/D.01e 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 VIII/F.01-120. Dies entspricht der Klasse der „Silikate“ und dort der Abteilung „Ketten- und Bandsilikate“, wo Spodumen zusammen mit Aegirin, Aegirin-Augit, Augit, Davisit, Diopsid, Esseneit, Grossmanit, Hedenbergit, Jadeit, Jervisit, Johannsenit, Kanoit, Klinoenstatit, Klinoferrosilit, Kosmochlor, Kushiroit, Namansilit, Natalyit, Omphacit, Petedunnit, Pigeonit und Tissintit die Gruppe der „Klinopyroxene“ mit der Systemnummer VIII/F.01 bildet.[3]

Die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte[9] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Spodumen in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung „Ketten- und Bandsilikate (Inosilikate)“ ein. Hier ist das Mineral in der Unterabteilung „Ketten- und Bandsilikate mit 2-periodischen Einfachketten Si2O6; Pyroxen-Familie“ zu finden, wo es als einziges Mitglied eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer 9.DA.30 bildet.

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Spodumen die System- und Mineralnummer 65.01.04.01. Das entspricht der Klasse der „Silikate“ und dort der Abteilung „Kettensilikatminerale“. Hier findet er sich innerhalb der Unterabteilung „Kettensilikate: Einfache unverzweigte Ketten, W=1 mit Ketten P=2“ als einziges Mitglied in der Gruppe „Li-Pyroxene“.

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Kristallstruktur

Spodumen kristallisiert monoklin in der Raumgruppe C2/c (Raumgruppen-Nr. 15)Vorlage:Raumgruppe/15 mit den Gitterparametern a = 9,474 Å; b = 8,390 Å; c = 5,219 Å und β = 110,07° sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle.[5]

Für eine detaillierte Strukturbeschreibung siehe Pyroxengruppe.

Eigenschaften

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Fluoreszenz eines Spodumen Kristalls

Reiner Spodumen ist farblos. Er kann aber durch Fremdbeimengungen auch von grünlicher (Hiddenit), weißer, grauer und gelber (Triphan) oder rosa bis violetter (Kunzit) Farbe und auch zweifarbig sein. Sein Pleochroismus ist stark ausgeprägt, das heißt bei Betrachtung des Kristalls entlang der x-Achse zeigt er eine violette bis grüne Farbe und entlang der z-Achse ist er farblos.[4]

Gelegentlich zeigt Spodumen gelbe, orange- oder rosafarbene Fluoreszenz unter kurz- und langwelliger Ultraviolettstrahlung.[4]

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Modifikationen und Varietäten

Bisher bekannte Farbvarietäten sind

  • der Hiddenit, bei dem Beimengungen von Chrom oder Eisen die grünliche Farbe erzeugen.
  • der rosa bis violette Kunzit, der seine Farbe durch Beimengungen von Mangan erhält. Pleochroismus, wobei sich die Farbe aus verschiedenen Richtungen betrachtet von sattem Rosa bis hin zu Blass- oder Hellrosa wandelt.
  • der farblose bis gelbliche Triphan

Bildung und Fundorte

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Riesenkristalle, 10 m lang, in der Etta Mine, Black Hills, USA im Jahr 1904
(zum Größenvergleich ein Minenarbeiter, rechts)

Spodumen bildet sich als charakteristisches Mineral in lithiumreichen Pegmatiten oder Graniten entweder magmatisch, wobei eher trübe Varianten entstehen, oder durch hydrothermale Vorgänge in den Pegmatit-Hohlräumen, welche die klaren und qualitativ hochwertigen Schmuckstein-Varianten hervorbringen. Meist findet sich das Mineral in Paragenese mit Quarz, Albit, Petalit, Eukryptit, Lepidolith und Beryll sowie Erzmineralen wie Amblygonit, Kassiterit und Tantalit-(Mn).

Weltweit konnte Spodumen bisher an rund 450 Fundorten (Stand: 2010) nachgewiesen werden, so unter anderem in Afghanistan, Argentinien, Äthiopien, Australien, Bolivien, Brasilien, China, Deutschland, Finnland, Frankreich, Irland, Italien, Japan, Kanada, Kasachstan, Korea, Madagaskar, Mexiko, Mosambik, Myanmar, Namibia, Nigeria, Norwegen, Österreich, Pakistan, Polen, Portugal, Russland, Schweden, Serbien, Simbabwe, Somalia, Spanien, Sri Lanka, Südafrika, Eswatini, Tschechien, im Vereinigten Königreich sowie in den USA.[10]

Hervorzuheben ist hier vor allem die „Etta Mine“ bei Keystone im Pennington County (South Dakota), wo die bisher größten Kristalle von bis zu 14 Metern Länge und 66 Tonnen Gewicht gefunden wurden.[11] Aus den Pegmatiten bei Mawi in Laghman (Afghanistan) konnten bis zu 40 Zentimeter lange Kunzite geborgen werden. Die „Pala Chief Mine“ am Chief Mountain in Kalifornien lieferte bis zu 28 Zentimeter lange Kunzite, und aus den Minen bei Resplendor in Minas Gerais (Brasilien) kamen bis zu 25 Zentimeter lange Hiddenite.

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Verwendung

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Als Rohstoff

Spodumen ist einer der wichtigsten Rohstoffe zur Gewinnung von Lithium. In der Glas- und Keramik-Industrie dient es als Zuschlagstoff zu Rohprodukten für die Herstellung von beispielsweise Glaskeramikkochfeldern, Faserglas oder Sanitärkeramik.

Neben der Nutzung von lithiumreichen Gewässern (insbesondere Salzpfannen) über Verdunstung (oder direkte Extraktionstechniken) spielt der Abbau von Spodumen-haltigem Gestein eine wichtige Rolle für die lithiumverarbeitende Industrie, einschließlich der Batterieherstellung. Da Spodumen direkt zu hochwertigem Lithiumhydroxid verarbeitet werden kann und weltweit gleichmäßiger vorkommt als Salzpfannen, verfügt diese Alternative über strategische Vorteile, welche die Nachteile bei Wasser- und Energieverbrauch je nach konkretem Anwendungsfall ausgleichen können.

Als Schmuckstein

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Kunzit (links) im Achteck- und Hiddenit (rechts) im Antik-Schliff
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Hiddenit: 2 × Rohsteine und 1 × facettiert

Bekannte Schmuckstein-Varietäten sind vor allem Kunzit und Hiddenit, die entweder facettiert oder zu Cabochonen verschliffen werden. Kunzit kann je nach Ausprägung der Farbe durchaus einen rosa Saphir oder Topas, den Edelberyll Morganit, aber auch die Quarzvarietäten Amethyst und Rosenquarz imitieren. Beim Hiddenit besteht Verwechslungsgefahr unter anderem mit Goldberyll (Heliodor), der grünen Granatvarietät Demantoid, dem eher hellgrünen Diopsid und selten auch dem Smaragd und selbst mit Chrysoberyll, da auch Spodumene mit Katzenaugeneffekt gefunden wurden.

Beide Varietäten sind jedoch aufgrund ihrer guten Spaltbarkeit sehr empfindlich gegenüber Druck- und Wärmebelastung, wie sie beim Fassen und Löten von Schmuckstücken entstehen. Beim Schleifen muss zudem aufgrund pleochroistischer Effekte darauf geachtet werden, dass die Hauptachse des Kristalls senkrecht zur Haupttafel des gewünschten Facettenschliffs liegt, damit das durchdringende Licht kräftige Farben erzeugt.

Erhitzen auf etwa 300 bis 400 °C oder länger andauernder Lichteinfluss vor allem durch Punktbestrahlung lassen die Steine ausbleichen. Eine weitere Gefahr stellt ihre Empfindlichkeit gegenüber Flusssäure dar, die die Kristallflächen schnell anätzt und matt werden lässt.

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Siehe auch

Literatur

  • J. B. d’Andrada: Kurze Angabe der Eigenschaften und Kennzeichen einiger neuen Fossilien aus Schweden und Norwegen nebst einigen chemischen Bemerkungen ueber dieselben. In: Allgemeines Journal der Chemie. Band 4, 1800, S. 28–39 (rruff.info [PDF; 2,5 MB; abgerufen am 28. Oktober 2021]).
  • Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien-Enzyklopädie (= Dörfler Natur). Nebel Verlag, Eggolsheim 2002, ISBN 978-3-89555-076-8, S. 236.
  • Walter Schumann: Edelsteine und Schmucksteine. Alle Arten und Varietäten. 1900 Einzelstücke. 16. überarbeitete Auflage. BLV Verlag, München 2014, ISBN 978-3-8354-1171-5, S. 130.
  • Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7. vollständige überarbeitete und aktualisierte Auflage. Springer Verlag, Berlin u. a. 2005, ISBN 3-540-23812-3, S. 96, 251.

Weblinks

Commons: Spodumen – Sammlung von Bildern
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Einzelnachweise

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