Es gibt insgesamt sechs bekannte Silikat-Gruppen im Mineralreich.
Dazu sollte man wissen, dass unsere Erdkruste zum größten Teil aus den Silikaten besteht. Da ihre chemische Zusammensetzung recht komplex ist und die meisten Silikate in Wasser nahezu unlöslich sind, konnten sie erst mit Hilfe der modernen Untersuchungsmethoden (z.B. Röntgenanalysen) hinreichend exakt und umfassend analysiert werden.
Man erforschte ihren atomaren Aufbau und erarbeitete nun auf dieser Grundlage eine neue Einteilung. So wissen wir heute, dass in den Silikatmineralien jedes Siliziumatom tetraedrisch von vier Sauerstoffatomen umgeben ist. Zwischen dem Siliziumatom und den Sauerstoffatomen herrschen starke kovalente Bindungskräfte, d.h. benachbarte Atome teilen sich gegenseitig die äußeren Elektronenschalen, so dass die dortigen Elektronen zwei Atomen gehören.
Die tetraedrische Anordnung der Atome ist elektrisch nicht neutral, da die acht negativen Ladungen der Sauerstoffatome nicht durch die vier positiven Ladungen des Siliziums ausgeglichen werden können.
Es gibt nun für einen Ladungsausgleich 2 Möglichkeiten: Entweder kommen weitere Kationen hinzu oder es verbinden sich benachbarte Siliziumtetraeder miteinander. Die Möglichkeiten auf diese Weise Mineralien zu bilden sind nahezu unerschöpflich.
Somit stellen die Silikate die größte Gruppe von Mineralien dar.
Entsprechend der Art und Weise, wie sich die Tetraeder nun untereinander verbinden und wie die Ladung ausgeglichen wird, werden die Silikate in folgende Unterklassen eingeteilt:
Inselsilikate (Nesosilikate) ..
Diese Silikate (griech. nesos, Insel) bestehen aus einzelnen SiO4-Tetraedern der Zusammensetzung (SiO4)4- und sind damit am einfachsten aufgebaut.
Zwecks Ladungsausgleich sind diese (SiO4)4--Gruppen über verschiedenartige Kationen miteinander verbunden.
Dieser Strukturtyp besitzt von allen Silikaten die größte Packungsdichte der Atome.
Inselsilikate sind also relativ schwer und ihre Brechungszahlen verhältnismäßig hoch.
Zu den Inselsilikaten gehören unter anderem folgende Mineralien:
Andalusit, Kyanit (Disthen), Silimanit, Staurolith (Kreuzstein),
Granat-Gruppe (darunter: Pyrop, Almandin, Spessartin, Grossular, Tsavorit, Hessonit, Andradit, Demantoid, Melanit, Topazolith, Uwarowit),
Olivin-Gruppe, Zirkon, Topas, Titanit, Datolith und Dumortierit.
--------------
Gruppensilikate (Sorosilikate) ..
Bei diesen Silikaten sind nur jeweils 2 Tetraeder über eine Ecke miteinander zu (Si2O7)6--Gruppen verknüpft, wobei diese Gruppen über Kationen zusammenhängen.
Zu den Gruppensilikaten gehören unter anderem folgende Mineralien:
Bertrandit, Axinit-Gruppe, Epidot-Gruppe (darunter: Klinozoisit, Epidot, Piemontit), Zoisit, Vesuvian (Idokras) und Hemimorphit.
--------------
Ringsilikate (Cyclosilikate) ..
Im Fall der Ringsilikate sind die SiO4-Tetraeder über die Ecken in 3er-, 4er-, 6er-, 8er- oder 12er-Ringen miteinander verbunden. Untereinander sind die Ringe durch Kationen verknüpft.
Zu den Ringsilikaten gehören unter anderem folgende Mineralien:
Beryll (darunter: Aquamarin, Smaragd, Heliodor, Morganit), Cordierit, Turmalin-Gruppe (darunter: Dravit, Schörl, Buergerit, Uvit, Elbait - darunter: Rubellit, Verdelith, Indigolith, Tsilaisit), Dioptas, Chrysokoll, Sugilith und Eudialyt.
--------------
Ketten- und Bandsilikate (Inosilikate) ..
Bei dieser Gruppe sind die SiO4-Tetraeder jeweils über 2 Ecken miteinander verknüpft, wobei endlose Ketten entstehen.
Pyroxene besitzen einfache Ketten in der Zusammensetzung (Si2O6)4-.
Amphibole besitzen dagegen Doppelketten (Bänder) in der Zusammensetzung (Si4O11)6-.
Diese Ketten und Bänder verfügen über freie Tetraederspitzen, die durch Kationen abgesättigt werden. So werden die überschüssigen, negativen Ladungen ausgeglichen und die Ketten und Bänder miteinander verknüpft.
Zu den Ketten- und Bandsilikaten gehören unter anderem folgende Mineralien:
Pyroxen-Gruppe mit den Klinopyroxenen, darunter die Zweierketten-Silikate: Diopsid, Hedenbergit, Johannsenit, Augit, Spodumen (darunter: Hiddenit, Kunzit), Jadeit, Aegirin und Kosmochlor / Chloromelanit.
.. und mit den Orthopyroxenen, darunter: Enstatit, Karpholith, Lorenzenit (Ramsyit) und Plancheit
Amphibol-Gruppe
.. und zwar ..
Alkali-Amphibole
- darunter: Glaukophan und Magnesioriebeckit - darunter Krokydolith / Tigerauge.
Na-Ca-Amphibole
- darunter: Richterit, Taramit und Parvowinchit.
Ca2-Amphibole
- darunter: Tremolit, Aktinolith, Ferrohornblende und Pargasit
Verzweigte Kettenstrukturen
- darunter: Aenigmatit-Gruppe
Dreierketten
- darunter: Wollastonit, Bustamit und Pektolith (darunter: Larimar)
Fünferketten
- darunter: Rhodonit, Babingtonit und Inesit
komplexe Kettenstrukturen (Zylinderketten u.a.)
- darunter: Narsarsukit, Canasit, Yuksporit, Charoit und Neptunit
Anmerkung/Hinweis:
Es gibt im Mineralreich auch noch Silikate mit Viererketten, Sechserketten, Siebenerketten und Zwölferketten. Außerdem gibt es eine Silikat-Untergruppe aus Kombination von Kette und Gruppe sowie weitere Amphibol-Untergruppen, die hier jetzt nicht aufgeführt wurden, da dies sonst den Rahmen sprengen würde!
--------------
Übergangsstrukturen zwischen Ketten- und Schichtsilikaten ..
Zu diesen Strukturen gehören unter anderem folgende Mineralien:
Okenit, Bavenit, Prehnit und die Astrophyllit-Gruppe.
--------------
Schichtsilikate (Phyllosilikate) ..
Bei den Schichtsilikaten liegen die SiO4-Tetraeder, die ebenfalls über die Ecken miteinander verknüpft sind, in einer Ebene. Eine Tetraederecke bleibt jedoch frei.
Es ergeben sich Schichten von SiO4-Tetraedern mit der Summenformel Si2O52-. Die negativen Ladungen über den Tetraederspitzen müssen durch Kationen ausgeglichen werden.
Zu den Schichtsilikaten gehören unter anderem folgende Mineralien:
Talk, Glimmer-Gruppe (darunter: Seladonit, Paragonit, Muskovit, Phlogopit, Annit / Biotit, Trilithionit / Lepidolith, Margarit).
Tonminerale (darunter: Smectit-Montmorillonit-Gruppe, Chlorit-Gruppe, Kaolinit-Gruppe, Serpentin-Gruppe),
Sepiolith, Gyrolith, Cavansit und Pentagonit
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Gerüstsilikate (Tektosilkate) inkl. der SiO2-Gruppe (Klasse 4 nach Strunz) ..
Bei den Gerüstsilikaten ist jeder SiO4-Tetraeder über die Ecken mit jeweils 4 weiteren, gleichartigen SiO4-Tetraedern verbunden. Es ergibt sich ein dreidimensionales, räumliches Gitter.
Einen solchen Aufbau besitzen die Mineralien der SiO2-Gruppe (Siliziumdioxid).
Ähnliche Gitterstrukturen bilden sich, wenn Aluminium (Wertigkeit 3 +) an die Stelle von Silizium (Wertigkeit 4 +) tritt und die Ladung durch den Einbau weiterer Kationen wie Ca, Na und K ausgeglichen wird. So erhält man Feldspäte, Feldspatvertreter (Foide) und Zeolithe.
Diese dreidimensionalen Gitterstrukturen haben von allen Silikaten die geringste Packungsdichte der Atome, die geringsten Brechungsindizes und spezifischen Dichten.
Zu den Gerüstsilikaten gehören unter anderem folgende Mineralien:
SiO2-Gruppe
- hier: Quarz-Reihe (darunter: Bergkristall, Amethyst, Rosenquarz, Milchquarz, Morion, Rauchquarz, Eisenkiesel, Citrin, Prasem und Aventurin)
Kryptokristalline Quarz-Varietäten:
Chalcedon (neuer Stand: Mischung aus Quarz + Moganit) - weitere Spielarten sind hierzu: Feuerstein (Silex), Jaspis, Achat usw.
Sonstige Modifikationen aus der Quarz-Reihe:
Tridymit, Cristobalit, Moganit, Melanophlogit, Coesit, Stishovit, Lechatellierit (z.B. "Blitzröhre" bzw. Fulgurit) und Opal
Gerüstsilikate ohne tetraederfremde Anionen:
Nephelin, Petalit, Leucit und die Feldspat-Gruppe (darunter: Sanidin, Mikroklin / Amazonit, Orthoklas /Adular / Mondstein, Albit, Oligoklas / Sonnenstein, Labradorit / Spektrolith, Anorthit, Danburit)
Gerüstsilikate mit tetraederfremden Anionen:
Cancrinit-Gruppe, Sodalith-Gruppe (darunter: Sodalith, Nosean, Hauyn, Lasurit, Tugtupit, Helvin
und die Skapolith-Reihe
Gerüstsilikate mit Zeolithstruktur:
- darunter: Bikitait, Lovdarit und Lithosit
Zeolith-Gruppe:
Faserzeolithe
- darunter: Natrolith, Mesolith, Skolezit, Thomsonit und Laumontit
Blätterzeolithe
- darunter: Heulandit, Stilbit, Phillipsit, Harmotom (Kreustein)
Würfelzeolithe
- darunter: Chabasit, Gmelinit, Levyn, Analcim, Pollucit und Paulingit.
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Quelle: Die faszinierende Welt der Mineralogie, Juan Carlos Melgarejo, Bassermann Verlag, 1991
Hinweise:
Die aufgeführten Untergruppen der großen Silikat-Gruppe entsprechen noch dem Stand der Mineralien-Systematik, 8. Auflage von Strunz!
Später wurden insbesondere bei den Ketten- und Bandsilkikaten und da insbesondere bei der Amphibol-Gruppe umfangreiche "Reformen" durchgeführt, die nicht gerade der Freude und Akzeptanz vieler Mineraliensammler entsprach. Auf diese Neuerungen wurde jedoch hier bei dieser Darstellung bewusst nicht eingegangen!
Dazu sollte man wissen, dass unsere Erdkruste zum größten Teil aus den Silikaten besteht. Da ihre chemische Zusammensetzung recht komplex ist und die meisten Silikate in Wasser nahezu unlöslich sind, konnten sie erst mit Hilfe der modernen Untersuchungsmethoden (z.B. Röntgenanalysen) hinreichend exakt und umfassend analysiert werden.
Man erforschte ihren atomaren Aufbau und erarbeitete nun auf dieser Grundlage eine neue Einteilung. So wissen wir heute, dass in den Silikatmineralien jedes Siliziumatom tetraedrisch von vier Sauerstoffatomen umgeben ist. Zwischen dem Siliziumatom und den Sauerstoffatomen herrschen starke kovalente Bindungskräfte, d.h. benachbarte Atome teilen sich gegenseitig die äußeren Elektronenschalen, so dass die dortigen Elektronen zwei Atomen gehören.
Die tetraedrische Anordnung der Atome ist elektrisch nicht neutral, da die acht negativen Ladungen der Sauerstoffatome nicht durch die vier positiven Ladungen des Siliziums ausgeglichen werden können.
Es gibt nun für einen Ladungsausgleich 2 Möglichkeiten: Entweder kommen weitere Kationen hinzu oder es verbinden sich benachbarte Siliziumtetraeder miteinander. Die Möglichkeiten auf diese Weise Mineralien zu bilden sind nahezu unerschöpflich.
Somit stellen die Silikate die größte Gruppe von Mineralien dar.
Entsprechend der Art und Weise, wie sich die Tetraeder nun untereinander verbinden und wie die Ladung ausgeglichen wird, werden die Silikate in folgende Unterklassen eingeteilt:
Inselsilikate (Nesosilikate) ..
Diese Silikate (griech. nesos, Insel) bestehen aus einzelnen SiO4-Tetraedern der Zusammensetzung (SiO4)4- und sind damit am einfachsten aufgebaut.
Zwecks Ladungsausgleich sind diese (SiO4)4--Gruppen über verschiedenartige Kationen miteinander verbunden.
Dieser Strukturtyp besitzt von allen Silikaten die größte Packungsdichte der Atome.
Inselsilikate sind also relativ schwer und ihre Brechungszahlen verhältnismäßig hoch.
Zu den Inselsilikaten gehören unter anderem folgende Mineralien:
Andalusit, Kyanit (Disthen), Silimanit, Staurolith (Kreuzstein),
Granat-Gruppe (darunter: Pyrop, Almandin, Spessartin, Grossular, Tsavorit, Hessonit, Andradit, Demantoid, Melanit, Topazolith, Uwarowit),
Olivin-Gruppe, Zirkon, Topas, Titanit, Datolith und Dumortierit.
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Gruppensilikate (Sorosilikate) ..
Bei diesen Silikaten sind nur jeweils 2 Tetraeder über eine Ecke miteinander zu (Si2O7)6--Gruppen verknüpft, wobei diese Gruppen über Kationen zusammenhängen.
Zu den Gruppensilikaten gehören unter anderem folgende Mineralien:
Bertrandit, Axinit-Gruppe, Epidot-Gruppe (darunter: Klinozoisit, Epidot, Piemontit), Zoisit, Vesuvian (Idokras) und Hemimorphit.
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Ringsilikate (Cyclosilikate) ..
Im Fall der Ringsilikate sind die SiO4-Tetraeder über die Ecken in 3er-, 4er-, 6er-, 8er- oder 12er-Ringen miteinander verbunden. Untereinander sind die Ringe durch Kationen verknüpft.
Zu den Ringsilikaten gehören unter anderem folgende Mineralien:
Beryll (darunter: Aquamarin, Smaragd, Heliodor, Morganit), Cordierit, Turmalin-Gruppe (darunter: Dravit, Schörl, Buergerit, Uvit, Elbait - darunter: Rubellit, Verdelith, Indigolith, Tsilaisit), Dioptas, Chrysokoll, Sugilith und Eudialyt.
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Ketten- und Bandsilikate (Inosilikate) ..
Bei dieser Gruppe sind die SiO4-Tetraeder jeweils über 2 Ecken miteinander verknüpft, wobei endlose Ketten entstehen.
Pyroxene besitzen einfache Ketten in der Zusammensetzung (Si2O6)4-.
Amphibole besitzen dagegen Doppelketten (Bänder) in der Zusammensetzung (Si4O11)6-.
Diese Ketten und Bänder verfügen über freie Tetraederspitzen, die durch Kationen abgesättigt werden. So werden die überschüssigen, negativen Ladungen ausgeglichen und die Ketten und Bänder miteinander verknüpft.
Zu den Ketten- und Bandsilikaten gehören unter anderem folgende Mineralien:
Pyroxen-Gruppe mit den Klinopyroxenen, darunter die Zweierketten-Silikate: Diopsid, Hedenbergit, Johannsenit, Augit, Spodumen (darunter: Hiddenit, Kunzit), Jadeit, Aegirin und Kosmochlor / Chloromelanit.
.. und mit den Orthopyroxenen, darunter: Enstatit, Karpholith, Lorenzenit (Ramsyit) und Plancheit
Amphibol-Gruppe
.. und zwar ..
Alkali-Amphibole
- darunter: Glaukophan und Magnesioriebeckit - darunter Krokydolith / Tigerauge.
Na-Ca-Amphibole
- darunter: Richterit, Taramit und Parvowinchit.
Ca2-Amphibole
- darunter: Tremolit, Aktinolith, Ferrohornblende und Pargasit
Verzweigte Kettenstrukturen
- darunter: Aenigmatit-Gruppe
Dreierketten
- darunter: Wollastonit, Bustamit und Pektolith (darunter: Larimar)
Fünferketten
- darunter: Rhodonit, Babingtonit und Inesit
komplexe Kettenstrukturen (Zylinderketten u.a.)
- darunter: Narsarsukit, Canasit, Yuksporit, Charoit und Neptunit
Anmerkung/Hinweis:
Es gibt im Mineralreich auch noch Silikate mit Viererketten, Sechserketten, Siebenerketten und Zwölferketten. Außerdem gibt es eine Silikat-Untergruppe aus Kombination von Kette und Gruppe sowie weitere Amphibol-Untergruppen, die hier jetzt nicht aufgeführt wurden, da dies sonst den Rahmen sprengen würde!
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Übergangsstrukturen zwischen Ketten- und Schichtsilikaten ..
Zu diesen Strukturen gehören unter anderem folgende Mineralien:
Okenit, Bavenit, Prehnit und die Astrophyllit-Gruppe.
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Schichtsilikate (Phyllosilikate) ..
Bei den Schichtsilikaten liegen die SiO4-Tetraeder, die ebenfalls über die Ecken miteinander verknüpft sind, in einer Ebene. Eine Tetraederecke bleibt jedoch frei.
Es ergeben sich Schichten von SiO4-Tetraedern mit der Summenformel Si2O52-. Die negativen Ladungen über den Tetraederspitzen müssen durch Kationen ausgeglichen werden.
Zu den Schichtsilikaten gehören unter anderem folgende Mineralien:
Talk, Glimmer-Gruppe (darunter: Seladonit, Paragonit, Muskovit, Phlogopit, Annit / Biotit, Trilithionit / Lepidolith, Margarit).
Tonminerale (darunter: Smectit-Montmorillonit-Gruppe, Chlorit-Gruppe, Kaolinit-Gruppe, Serpentin-Gruppe),
Sepiolith, Gyrolith, Cavansit und Pentagonit
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Gerüstsilikate (Tektosilkate) inkl. der SiO2-Gruppe (Klasse 4 nach Strunz) ..
Bei den Gerüstsilikaten ist jeder SiO4-Tetraeder über die Ecken mit jeweils 4 weiteren, gleichartigen SiO4-Tetraedern verbunden. Es ergibt sich ein dreidimensionales, räumliches Gitter.
Einen solchen Aufbau besitzen die Mineralien der SiO2-Gruppe (Siliziumdioxid).
Ähnliche Gitterstrukturen bilden sich, wenn Aluminium (Wertigkeit 3 +) an die Stelle von Silizium (Wertigkeit 4 +) tritt und die Ladung durch den Einbau weiterer Kationen wie Ca, Na und K ausgeglichen wird. So erhält man Feldspäte, Feldspatvertreter (Foide) und Zeolithe.
Diese dreidimensionalen Gitterstrukturen haben von allen Silikaten die geringste Packungsdichte der Atome, die geringsten Brechungsindizes und spezifischen Dichten.
Zu den Gerüstsilikaten gehören unter anderem folgende Mineralien:
SiO2-Gruppe
- hier: Quarz-Reihe (darunter: Bergkristall, Amethyst, Rosenquarz, Milchquarz, Morion, Rauchquarz, Eisenkiesel, Citrin, Prasem und Aventurin)
Kryptokristalline Quarz-Varietäten:
Chalcedon (neuer Stand: Mischung aus Quarz + Moganit) - weitere Spielarten sind hierzu: Feuerstein (Silex), Jaspis, Achat usw.
Sonstige Modifikationen aus der Quarz-Reihe:
Tridymit, Cristobalit, Moganit, Melanophlogit, Coesit, Stishovit, Lechatellierit (z.B. "Blitzröhre" bzw. Fulgurit) und Opal
Gerüstsilikate ohne tetraederfremde Anionen:
Nephelin, Petalit, Leucit und die Feldspat-Gruppe (darunter: Sanidin, Mikroklin / Amazonit, Orthoklas /Adular / Mondstein, Albit, Oligoklas / Sonnenstein, Labradorit / Spektrolith, Anorthit, Danburit)
Gerüstsilikate mit tetraederfremden Anionen:
Cancrinit-Gruppe, Sodalith-Gruppe (darunter: Sodalith, Nosean, Hauyn, Lasurit, Tugtupit, Helvin
und die Skapolith-Reihe
Gerüstsilikate mit Zeolithstruktur:
- darunter: Bikitait, Lovdarit und Lithosit
Zeolith-Gruppe:
Faserzeolithe
- darunter: Natrolith, Mesolith, Skolezit, Thomsonit und Laumontit
Blätterzeolithe
- darunter: Heulandit, Stilbit, Phillipsit, Harmotom (Kreustein)
Würfelzeolithe
- darunter: Chabasit, Gmelinit, Levyn, Analcim, Pollucit und Paulingit.
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Quelle: Die faszinierende Welt der Mineralogie, Juan Carlos Melgarejo, Bassermann Verlag, 1991
Hinweise:
Die aufgeführten Untergruppen der großen Silikat-Gruppe entsprechen noch dem Stand der Mineralien-Systematik, 8. Auflage von Strunz!
Später wurden insbesondere bei den Ketten- und Bandsilkikaten und da insbesondere bei der Amphibol-Gruppe umfangreiche "Reformen" durchgeführt, die nicht gerade der Freude und Akzeptanz vieler Mineraliensammler entsprach. Auf diese Neuerungen wurde jedoch hier bei dieser Darstellung bewusst nicht eingegangen!