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Glimmergruppe



Als Glimmergruppe oder kurz Glimmer bezeichnet man eine Gruppe von Schichtsilikaten mit der chemischen Zusammensetzung

I0,5-1 M2-3 [T4 O10 A2].

In dieser Formel bedeuten:

  • I: 12-fach koordinierte Kationen (K, Na, Ca, Ba, Rb, Cs, NH4)
  • M: 6-fach koordinierte Kationen (Li, Mg, Fe2+, Mn, Zn, Al, Fe3+, Cr, V, Ti)
  • T: 4-fach koordinierte Kationen (Si, Al, Fe3+, B, Be)
  • A: Anion (OH-, F-, Cl-, O2-, S2-)

Die Koordination eines Kations bezeichnet in diesem Zusammenhang Anzahl und Art dessen nächster Nachbarn. Ein 12-fach koordiniertes Kation z.B. in Glimmern ist von 12 Sauerstoffatomen umgeben.

Fett hervorgehoben sind die jeweils dominierenden Ionen. Die in Klammern stehenden Ionen können sich in beliebiger Mischung vertreten, stehen aber immer im selben Verhältnis zu den anderen Atomgruppen (Substitution).

Strukturell zeichnen sich die Glimmer durch Schichten von TO4-Tetraedern und MO6-Oktaedern aus. Eine Oktaederschicht wird hierbei von 2 Tetraederschichten eingeschlossen. Untereinander sind diese T-O-T-Sandwiches nur sehr schwach über große niedrig geladene Zwischenschichtkationen (I: interlayer: zwischen den Schichten) verbunden.

Charakteristisch für die Minerale der Glimmergruppe ist die perfekte Spaltbarkeit parallel zu diesen Schichtpaketen. Sie haben eine geringe Härte von 2 (parallel zu den Schichtebenen) bis 4 (alle anderen Richtungen). Ihre Farbe variiert von Weiß bis Braunschwarz und seltener Grün oder Rosa. Die Strichfarbe ist Weiß. Für viele technische Anwendungen der Glimmer ist deren sehr geringe elektrische Leitfähigkeit ausschlaggebend.

Glimmer gehören zu den häufigsten gesteinsbildenden Mineralen und sind wichtige Bestandteile vieler magmatischer (Granite, Diorite, Pegmatite...) und metamorpher (Glimmerschiefer, Gneise) Gesteine.


 

Inhaltsverzeichnis

Etymologie und Geschichte

  Glimmer wurden bereits 1546 von dem Mineralogen Georgius Agricola erwähnt. Wo Glimmer leicht und zu günstigen Preisen erhältlich, Glas dagegen zu teuer war, wurde das Mineral insbesondere in ländlichen Gegenden für Fensterscheiben verwendet. Im 20. Jahrhundert wurden Glimmer erstmalig durch Charles-Victor Mauguin mit Röntgenstrahlen untersucht.

Klassifizierung und Nomenklatur

Nach der Klassifikation von Dana gehören die Glimmer zu den Schichtsilikaten (Klasse 71) mit Silikatschichten aus Secherringen und einen Verhältnis von Silikat- zu Oktaederschichen von 2:1 (Dana 71.1). Darin sind die Glimmer durch die Untergruppen 71.2.2a (Muskovituntergruppe), 71.2.2.b (Biotituntergruppe), 1.2.2.c (Margarituntergruppe) und 71.2.2.d (Hydroglimmer) vertreten.

Strunz ordnet die Glimmer zu den Schichtsilikaten (Klasse VIII/H) und unterteilt sie in die Gruppen VIII/H.10 (Glimmergruppe Muskovitreihe), VIII/H.11 (Glimmergruppe Biotitreihe), VIIIH.12 (Glimmergruppe Lepidolitreihe) und VIII/H.13 (Glimmergruppe Glaukonitreihe).

Die aktuelle Klassifikation der Glimmer wurde von einer Arbeitsgruppe der IMA Kommission für neue Minerale, Klassifikation und Nomenklatur vorgelegt. Sie unterteilt die Glimmergruppe anhand der Besetzung der I-Position, das ist die Kationenposition zwischen den T-O-T-Sandwiches, in drei Untergruppen:

  • Echte Glimmer: Glimmer mit mehr als 50% einwertigen Kationen auf der I-Position
  • Sprödglimmer: Glimmer mit mehr als 50% zweiwertigen Kationen auf der I-Position
  • Zwischenschicht-defizitäre Glimmer: Glimmer mit weniger als 0.85 positiven Ladungen pro Formeleinheit auf der I-Position

Diese Untergruppen werden wiederum unterteilt nach der Besetzung der oktaedrisch koordinierten M-Position:

  • Dioktaedrische Glimmer: Glimmer mit weniger als 2,5 Kationen auf der M-Position
  • Trioktaedrische Glimmer: Glimmer mit mehr als 2,5 Kationen auf der M-Position

Im folgenden sind die verschiedenen Glimmer der einzelnen Untergruppen mit ihren idealisierten Zusammensetzungen aufgeführt. Strunz, Dana und die IMA nehmen in Einzelfällen eine unterschiedliche Zuordnung der Glimmerminerale zu den Gruppen vor. Hier ist die Klassifikation der IMA wiedergegeben.

Echte Glimmer:

Dioktaedrisch (Muskovitreihe)

  • Muskovit: K Al2 [AlSi3O10(OH)2]
  • Aluminoceladonit: K Al(Mg, Fe2+) [Si4O10(OH)2] mit Mg / (Mg + VIFe2+) > 0,5
  • Ferro-Aluminoceladonit: K Al(Mg, Fe2+) [Si4O10(OH)2] mit Mg/(Mg + VIFe2+) < 0,5
  • Celadonit: K Fe3+(Mg, Fe2+) [Si4O10(OH)2] mit Mg/(Mg + VIFe2+) > 0,5
  • Ferroceladonit: K Fe3+(Mg, Fe2+) [Si4O10(OH)2] mit Mg/(Mg + VIFe2+) < 0,5
  • Roscoelith: K V2 [AlSi3O10(OH)2]
  • Chromphyllit: K Cr2 [Al Si3O10(OH)2]
  • Boromuskovit: K Al2 [BSi3O10(OH)2]
  • Paragonit: Na Al2 [AlSi3O10(OH)2]
  • Nanpingit: Cs Al2 [AlSi3O10(OH)2]
  • Tobelite: (NH4) Al2 [AlSi3O10(OH)2]

Trioktaedrisch (Biotitreihe)

  • Annit: K Fe2+3 [AlSi3O10(OH)2]
  • Phlogopit: K Mg2+3 [AlSi3O10(OH)2]
  • Siderophyllit: K Fe2+2Al [Al2Si2O10(OH)2]
  • Eastonite: K Mg2+2Al [Al2Si2O10(OH)2]
  • Hendricksit: K Zn2+3 [AlSi3O10(OH)2]
  • Montdorit: K Fe2+1,5 Mn2+0,5 Mg0,5 [Si4O10F2]
  • Tainiolit: K Li2Al [Si4O10F2]
  • Polylithionit: K Li Mg2+2 [Si4O10F2]
  • Trilithionit: K Li1,5 Al1,5 [AlSi3O10F2]
  • Masutomilit: K Li Mn2+ [AlSi3O10F2]
  • Norrishit: K Li Mn3+2 [Si4O10O2]
  • Tetra-Ferri-Annite: K Fe2+3 [Fe3+Si3O10(OH)2]
  • Tetra-Ferriphlogopit: K Mg2+3 [Fe3+Si3O10(OH)2]
  • Aspidolit: Na Mg2+3 [AlSi3O10(OH)2]
  • Preiswerkit: Na Mg2+2 Al [Al2Si2O10(OH)2]
  • Ephestit: Na Li Al2 [Al2Si2O10(OH)2]

Sprödglimmer: (Dana: Margarituntergruppe; Strunz: Lepidolitreihe)

Dioktaedrisch

  • Margarit: Ca Al 2 [Al2Si2O10(OH)2]
  • Chernykhit: Ba V2 [Al2Si2O10(OH)2]

Trioktaedrisch

  • Clintonit: Ca Mg2Al [Al3Si O10(OH)2]
  • Bityite: Ca LiAl2 [BeAlSi2 O10(OH)2]
  • Anandit: Ba Fe2+3 [Fe3+Si3 O10(OH)2]
  • Kinoshitalit: Ba Mg3 [Al2Si2 O10(OH)2]

Zwischenschicht-Defizitäre Glimmer: (Dana: Hydroglimmer; Strunz: Glaukonitreihe)

Dioktaedrisch

  • Illit (Serie): K0.65 Al2 [Al0,65Si3,35O10(OH)2]
  • Glaukonit (Serie): K0.8 R3+1.33 R2+0,67 [Al0,13Si3,87O10(OH)2]
  • Brammalit (Serie): Na0.65 Al2 [Al0,65Si3,35O10(OH)2]

Trioktaedrisch

  • Wonsenit: Na0.5 Mg2,5Al0,5 [Al Si3O10(OH)2]

Seriennamen

Einige althergebrachte Namen sind als Bezeichnungen für Michkristallzusammensetzungen zulässig, wenn eine genauere Charakterisierung nicht möglich ist.

  • Biotit: Dunkle lithiumfreie Glimmer mit Zusammensetzungen zwischen Annit, Phlogopit, Siderophyllit und Eastonit.
  • Zinnwaldit: Dunkle lithiumhaltige Glimmer mit Zusammensetzungen zwischen Siderophyllit und Polylithionit.
  • Lepidolith: Lithiumreiche trioktaedrische Glimmer mit Zusammensetzungen zwischen Trilithionit und Ploylithionit
  • Glaukonit: Dioktaedrische Zwischenschicht-Defizitäre Glimmer mit mehr als 15% zweiwertiger Kationen auf der M-Position und vorwiegend Fe3+ als dreiwertiges Kation auf der M-Position
  • Illit: Dioktaedrische Zwischenschicht-Defizitäre Glimmer mit weniger als 25% zweiwertiger Kationen auf der M-Position und vorwiegend Al als dreiwertiges Kation auf der M-Position

Vorkommen

Glimmer sind häufige Bestandteile von magmatischen, metamorphen und Sedimentgesteinen. Die Varietät Muskovit findet sich beispielsweise besonders oft in quarzreichen Graniten oder Pegmatiten, daneben auch in metamorphen Gesteinen wie zum Beispiel Phyllit. Als sehr verwitterungsbeständige Varietät tritt sie auch in Sedimentgesteinen wie zum Beispiel Sandstein auf. Biotit verwittert wesentlich leichter und findet sich daher eher in Granit oder Diorit.

Struktur

Glimmer sind Schichtsilikate, bei denen Tetraeder aus Silicium und Sauerstoff in charakteristischen Schichten zusammenhängen, zwischen denen nur sehr schwache Bindungskräfte bestehen. An diesen Schichten lassen sich die tafeligen Kristalle der Minerale daher leicht spalten. Häufig findet man sechseckige elastisch verformbare Blättchen, die sich in schuppigen Aggregaten vereinigt haben.

Glimmerkristalle können zu erheblicher Größe heranwachsen; aus dem Ural in Russland sind 5 Quadratmeter große und 50 Zentimeter dicke Exemplare bekannt geworden.

Verwendung

 Aufgrund der leichten Spaltbarkeit entlang der Schichtebenen lassen sich Glimmer in dünne transparente Scheiben aufspalten, die aufgrund des hohen Schmelzpunktes des Minerals in industriellen Schmelzöfen als Glasersatz für Inspektionsfenster zum Einsatz kommen.

Glimmer und Kunstglimmer wird als elektrischer Isolator und als Trägermaterial für Heizdrähte verwendet (Lötkolben, Toaster, Elektroherd). Glimmer hält Temperaturen von über 600 °C aus.

Glimmerscheiben werden als Isolierscheibe zwischen Leistungs-Halbleiterbauelementen und deren Kühlkörper verwendet.

Weiterhin wird Glimmer (Mikanit, engl. mica) als Dielektrikum für sehr verlustarme Kondensatoren für hohe Frequenzen und Leistungen, als Fenstermaterial von Zählrohren und - in Form von Kunstglimmer - als Abdeckung in Mikrowellenöfen eingesetzt.

Mit anorganischen Interferenzschichten, beispielsweise Siliciumdioxid und Titandioxid beschichteter Glimmer wird seit Mitte der 1980er Jahre unter anderem in Automobillacken und Kosmetika eingesetzt (Iriodin) und erzeugt den sogenannten „Perlglanzeffekt“.

Außerdem finden Glimmer - ebenfalls unter der INCI Bezeichnung Mica (CI 77019) - Anwendung in allen Arten von dekorativer Kosmetik.

Als Plattenwerkstoff wird das Material im Schiffsbau, Hochbau und in der Fertigung von Kaminen eingesetzt.

Hauptproduzenten sind die USA und die Volksrepublik China.

Siehe auch

Einzelnachweise

    Literatur

    • Rieder, M. et al 1998: NOMENCLATURE OF THE MICAS, Canadian Mineralogist V. 36, pp. 41-48
     
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