Aragonit

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Aragonit
Aragonit-Stufe mit prismatischen, spitzpyramidalen Kristallen aus der Northern Lights Mine, Hussman Spring, Black Mountain, Mineral County (Nevada), USA (Größe: 4,5 cm × 3,9 cm × 2,9 cm)
Allgemeines und Klassifikation
Andere Namen

Arragonischer Apatit[1]

Chemische Formel Ca[CO3]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung) 		Carbonate und Nitrate
System-Nummer nach
Strunz (8. Aufl.)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
V/B.04
5.AB.15
14.01.03.01
Ähnliche Minerale Calcit, Vaterit, Baryt, Gips
Kristallographische Daten
Kristallsystem orthorhombisch
Kristallklasse; Symbol orthorhombisch-dipyramidal; 2/m 2/m 2/m[2]
Raumgruppe (Nr.) Pmcn[3] (Nr. 62)
Gitterparameter a = 4,96 Å; b = 7,97 Å; c = 5,74 Å[3]
Formeleinheiten Z = 4[3]
Zwillingsbildung häufig nach {110}, zyklische Drillinge oder Viellinge, polysynthetische Viellinge
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 3,5 bis 4[4]
Dichte (g/cm3) gemessen: 2,95; berechnet: 2,930[4]
Spaltbarkeit unvollkommen nach {110} und {011}, undeutlich nach {010}[4]
Bruch; Tenazität muschelig; spröde
Farbe farblos, weiß, grau, gelb, rot, grün, violett, blau
Strichfarbe weiß
Transparenz durchsichtig bis undurchsichtig
Glanz Glasglanz, Fettglanz auf Spalt- und Bruchflächen[4]
Kristalloptik
Brechungsindizes nα = 1,529 bis 1,530
nβ = 1,680 bis 1,682
nγ = 1,685 bis 1,686[5]
Doppelbrechung δ = 0,156[5]
Optischer Charakter zweiachsig negativ
Achsenwinkel 2V = 18° bis 19° (gemessen); 16° bis 18° (berechnet)[5]
Pleochroismus nicht vorhanden
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten in HCl unter CO2-Abgabe löslich
Besondere Merkmale Lumineszenz

Aragonit ist ein häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Carbonate und Nitrate“. Es kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem mit der Zusammensetzung Ca[CO3], ist also chemisch gesehen ein Calciumcarbonat.

Aragonit kristallisiert in unterschiedlichster Form. Prismatische Kristalle kommen ebenso vor wie Mineral-Aggregate, die kugelig bzw. oolithisch, gebändert, säulig und dendritisch (bäumchenartig) sowie parallelfaserig, radialstrahlig oder nadelig sein können. Unverletzte Kristalloberflächen weisen einen glasähnlichen Glanz auf, Spalt- und Bruchflächen zeigen dagegen Fettglanz.

In reiner Form ist Aragonit farblos und durchsichtig. Durch vielfache Lichtbrechung aufgrund von Gitterbaufehlern oder polykristalliner Ausbildung kann er aber auch weiß erscheinen und durch Fremdbeimengungen eine graue, gelbe, rote, grüne, violette oder blaue Farbe annehmen, wobei die Transparenz entsprechend abnimmt.

Aragonit ist das namensgebende Mineral einer Gruppe von Mineralen ähnlicher Struktur und/oder Zusammensetzung, der Aragonitgruppe.

Etymologie und Geschichte

Das Mineral wurde von Abraham Gottlob Werner 1796 beschrieben und von ihm nach seinem Fundort in der Provinz Aragonien in Nordost-Spanien benannt.[6]

Klassifikation

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Karl Hugo Strunz gehörte der Aragonit zur gemeinsamen Klasse der „Carbonate, Nitrate und Borate“ und dort zur Abteilung der „Wasserfreien Carbonate ohne fremde Anionen“. Das Mineral ist dort Namensgeber der „Aragonitgruppe“ mit der System-Nr. V/B.04 und den weiteren Mitgliedern Alstonit, Barytocalcit, Cerussit, Olekminskit, Paralstonit, Strontianit und Witherit.

Mit der Überarbeitung der Strunz'schen Mineralsystematik in der 9. Auflage wurden einerseits die Borate in eine eigene Klasse ausgelagert und andererseits die nun reduzierte Klasse der „Carbonate und Nitrate“ präziser nach der Art der beteiligten Kationen weiter unterteilt. Der Aragonit findet sich daher jetzt entsprechend in der Unterabteilung „B. Erdalkali- (und andere M2+) Carbonate“, wo er nach wie vor Mitglied der nach ihm benannten „Aragonitgruppe“ mit der System-Nr. 5.AB.15 ist, die allerdings nur noch die weiteren Mitglieder Cerussit, Strontianit und Witherit enthält. Die Minerale Alstonit, Barytocalcit, Olekminskit und Paralstonit wurden in eigene Gruppen innerhalb der Unterabteilung ausgelagert.

Die im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Aragonit ebenfalls in die Klasse der „Carbonate, Nitrate und Borate“, dort allerdings in die Abteilung der „Wasserfreien Carbonate mit einfacher Formel A+CO3“, wo er ebenfalls zusammen mit Cerussit, Strontianit und Witherit die „Aragonitgruppe (Orthorhombisch: Pmcn)“ mit der System-Nr. 14.01.03.01 bildet.

Kristallstruktur

Blau: Calcium, Rot: Sauerstoff
Schwarz: Kohlenstoff
Schwarze Dreiecke: Carbonatgruppen

Aragonit kristallisiert orthorhombisch in der Raumgruppe Pmcn (Raumgruppen-Nr. 62) mit den Gitterparametern a = 4,96 Å, b = 7,97 Å und c = 5,74 Å sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle.[3]

Eigenschaften

Reiner Aragonit ist entweder farblos oder weiß. Er kann durch Fremdbeimengungen bzw. Verunreinigungen auch grau bis bräunlich, gelblich, rötlich, grünlich, bläulich oder violett gefärbt sein. Aragonit hat eine Dichte von 2,95 g/cm³ und eine Mohssche Härte von 3,5 bis 4,5. Bis auf eine Varietät des Aragonits sind alle lichtundurchlässig.

Aragonit weist Lumineszenz auf, dabei verhalten sich die Minerale je nach Fundort verschieden. In Agrigent werden Aragonite gefunden, die unter UV-Licht rosarot aufleuchten und anschließend grün fluoreszieren. Aragonite aus Tsumeb leuchten hellgelb bis grünlich.

Aragonit löst sich leicht in Säuren unter Abgabe von Kohlendioxid. Schon von schwachen Säuren wie Borsäure, Essigsäure oder Citronensäure wird der Kristall geschädigt. Aragonit ist in kohlendioxidgesättigtem Wasser leichter löslich als Calcit.

Modifikationen und Varietäten

Aragonit ist eine von insgesamt drei natürlich vorkommenden Modifikationen des Calciumcarbonats (Ca[CO3]). Die weiteren Modifikationen sind Calcit (Kalkspat) und Vaterit. Die stabilste der drei Modifikationen ist der Calcit, welcher vor allem als Kalkstein, Kreide, Marmor und Kalksinter (Onyxmarmor) in der Natur vorkommt.

Vom Aragonit existieren mehrere Farb- und Formvarietäten:

  • Eisenblüte: korallenartiges Wachstum bei überwiegend weißer oder weiß-gräulicher Farbe; selten werden auch hellblaue bis blass-blaugrüne Eisenblüten gefunden
  • Erbsenstein oder auch Pisolith: meist konzentrische Schalen bzw. radialstrahlige Kugeln bei überwiegend weiß-gräulicher Farbe
  • Nicholsonit: durch Beimengungen an Smithsonit (Zn[CO3]) meist weiß, gelblich, grünlich oder schwach rosafarben
  • Perlmutt: variabel
  • Sprudelstein: wellenförmiger, meist weiß, grau, gelblich oder rötlich gebänderter Kalksinter
  • Sr-Aragonit: strontiumhaltiger Aragonit
  • Tarnowitzit (engl.: Plumboan Aragonite[7]): durch feinverteilte Einschlüsse von Cerussit (Pb[CO3]) meist weiß, grau bis schwarz oder gelb gefärbt
  • Zeiringit: durch Aurichalcit türkisblau bis türkisgrün gefärbter Aragonit

Es gibt viele dem Aragonit ähnliche Minerale wie zum Beispiel Baryt, Gips, Calcit und Quarz.

  • „Eisenblüte“ aus der Steiermark (ausgestellt im Naturhistorischen Museum Wien)
    „Eisenblüte“ aus der Steiermark (ausgestellt im Naturhistorischen Museum Wien)
  • „Erbsenstein“ (Pisolith)
    „Erbsenstein“ (Pisolith)
  • Gebänderter krustiger Sinterkalk (Karlsbader Sprudelstein)
    Gebänderter krustiger Sinterkalk (Karlsbader Sprudelstein)
  • „Zeiringit“ (bläulicher Aragonit)
    „Zeiringit“ (bläulicher Aragonit)

Bildung und Fundorte

Farblose Aragonit-Stufe mit Kristall-Drillingen aus der Provinz Agrigent, Sizilien (Größe: 9,6 cm × 9,4 cm × 3,6 cm)

Aragonit ist unter gewöhnlichen Umständen (20 °C und Atmosphärendruck) eigentlich nur metastabil, die stabile Phase ist Calcit. Es genügen die Anwesenheit von Lösungsmittel oder die Ausübung minimalen Druckes, zum Beispiel im Mörser, um Aragonit in Calcit umzuwandeln. Bei höheren Temperaturen geschieht die Umwandlung sehr schnell. Lediglich bei hohem Druck, unter den Bedingungen einer Hochdruck-/Niedrigtemperaturmetamorphose, ist Aragonit stabil. Selten findet man deshalb ein Gestein mit Aragonit, eine Ausnahme bildet der Aragonitmarmor.

Aragonit wird in Süßwasser wenig abgeschieden, die einzelnen Vorkommen sind somit charakteristisch für marine Milieus. Im Gegensatz zu den meisten anderen mineralischen Stoffen kommt Calcium dort seltener vor als im Süßwasser, da zahlreiche Organismen das Mineral dem Wasser entziehen, um damit ihre Kalkschalen und -skelette aufzubauen. Dadurch hat sich auch das Verhältnis von Magnesium zu Calcium im Verlauf der geologischen Zeitalter immer weiter auf die Seite des Magnesiums verlagert, und da Magnesium die Bildung von Aragonit gegenüber derjenigen von Calcit begünstigt, entsteht heute im marinen Milieu bevorzugt Aragonit. Neben Magnesium verschieben auch Spuren anderer Metalle wie Strontium, Blei, Barium und Calciumsulfat sowie Temperaturen über 50 Grad Celsius das Gleichgewicht auf die Seite des Aragonits. Allerdings verwandelt er sich über längere Zeiträume in den stabileren Calcit, weshalb Aragonit in alten Carbonatgesteinen selten ist.[8]

Das Mineral bildet sich entweder hydrothermal oder als Neubildung bei sich zersetzenden Ca-haltigen Gesteinen (sogenannte „Eisenblüte“). In der Natur tritt Aragonit häufig bei Sinterbildung im Umfeld kalkhaltiger und heißer Quellen auf. Auch in Hohlräumen von Ergussgesteinen (Vulkaniten) kommt es als „Eisenblüte“ vor, in Thermalquellen als „Sprudelstein“ und „Erbsenstein“. Ablagerungen in Wasserrohren, Wasserleitungen und Wasserkessel bestehen oft aus Aragonit.

Aragonit ist zudem der Hauptbestandteil des Perlmutts und daher der Perlen, welche vom Mantel der Muscheln gebildet werden. Auch das Skelett der Steinkorallen besteht aus Aragonit.

Als häufige Mineralbildung ist Aragonit an vielen Fundorten anzutreffen, wobei bisher (Stand: 2013) rund 2800 Fundorte als bekannt gelten[9].

Fundorte von Aragonit sind unter anderem das Municipio Corocoro in Bolivien, der Erzberg in Österreich, Špania Dolina und Podrečany in der Slowakei, Cianciano in Italien, Tarnobrzeg in Polen und Molina de Aragón in Spanien.[10]

In Tschechien kommt Aragonit einerseits mikrokristallin als Sprudelstein an Quellaustritten in Karlsbad, aber auch in Form von größeren Kristallen am Číčov im Böhmischen Mittelgebirge vor. Die karlsbader Sprudelstein-Vorkommen wurden bereits von Johann Wolfgang von Goethe beschrieben.[11]

Synthetische Herstellung

Bei der Biorock-Technologie wird Aragonit gemeinsam mit Brucit durch Mineralakkretion an schwach stromführendem Stahl aus dem Meer gewonnen.

Verwendung

Facettierter Aragonit aus Tschechien

Aragonit wird als Schmuckstein verwendet, der allerdings durch seine Sprödigkeit und gute Spaltbarkeit empfindlich ist.

Die Eigenschaft, dass Aragonit unter UV-Licht leuchtet, nutzt der philippinische Künstler Edd Aragon, um Bilder zu malen, die nur in Dunkelheit mit UV-Lampen besichtigt werden können.[12]

Insbesondere auf den Bahamas sowie auf den Bermuda-Inseln bilden sich seit mehreren tausend Jahren Aragonitsande im Gezeitenbereich, die für eine industrielle Nutzung geeignet sind. Die Vorkommen werden mit dem Bagger abgebaut und zur Herstellung von Zement verwendet.[8]

Manipulationen und Imitationen

Aragonit-Schmucksteine werden mithilfe von Kunstharz stabilisiert, da Aragonit recht empfindlich auf Säuren und maschinelle Bearbeitung reagiert, außerdem soll dadurch eine Erhöhung seines Glanzes erzielt werden. Aus modischen Gründen werden Aragonite auch gefärbt angeboten. Aus Verbraucherschutzgründen müssen beide Verfahren angegeben werden.

Aragonit dient oft als Imitationsgrundlage für Chalcedon, Calcit und Jade.

Gebänderter Aragonit wird unter irreführenden Handelsbezeichnungen meist als Kalifornischer Onyx, Mexikanischer Onyx oder Türkischer Onyx angeboten (siehe Onyxmarmor).

Esoterik

Wie schon beschrieben können sich Aragonit und Calcit als Ablagerungen in Warmwasserinstallationen, bzw. -rohren bilden. Durch die Anwendung von Magnetfeldern sollen sich die Aragonitkristalle nicht an der Wand bilden bzw. nicht ablagern können. Die Wirkungsweise solcher Geräte zur Entkalkung darf nach dem heutigen Kenntnisstand als fraglich angesehen werden, da weder die Carbonatanionen, noch die Calciumionen paramagnetisch bzw. ferromagnetisch sind. Aus physikochemischer Sichtweise sind die postulierten Wirkprinzipien nicht möglich (siehe auch Physikalische Wasserenthärtung).[13]

Siehe auch

Literatur

  • Paul Ramdohr, Hugo Strunz: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. 16. Auflage. Ferdinand Enke Verlag, 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 573.
  • Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7. Auflage. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 2005, ISBN 3-540-23812-3, S. 65.
  • Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien Enzyklopädie. Nebel Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0, S. 119.
  • Bernhard Bruder: Geschönte Steine. Neue Erde Verlag, 1998, ISBN 3-89060-025-5, S. 56, 74.

Weblinks

Commons: Aragonit – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Aragonit – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. ↑ Abraham Gottlob Werner: Geschichte, Karakteristik, und kurze chemische Untersuchung des Apatits. IV. Kurze Nachricht von den sogenannten arragonischen Apatiten, In: Bergmannisches Journal, Band 1 (1788), S. 76-96 (PDF 1,3 MB; ab S. 21)
  2. ↑ Webmineral - Aragonite
  3. ↑ a b c Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. 9. Auflage. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X.
  4. ↑ a b c d Aragonite, In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 65,9 kB)
  5. ↑ a b c Mindat - Aragonite
  6. ↑ Hans Jürgen Rösler: Lehrbuch der Mineralogie. 4. durchgesehene und erweiterte Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie (VEB), Leipzig 1987, ISBN 3-342-00288-3, S. 706.
  7. ↑ Mindat - Tarnowitzite
  8. ↑ a b Wolfgang F. Tegethoff: Calciumcarbonat Von der Kreidezeit ins 21. Jahrhundert. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-0348-8259-0, S. 15 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  9. ↑ Mindat - Anzahl der Fundorte für Aragonite
  10. ↑ Fundortliste für beim Mineralienatlas und bei Mindat
  11. ↑ Johannes Baier: Goethe und die Thermalquellen von Karlovy Vary (Karlsbad, Tschechische Republik). - Jber. Mitt. oberrhein. geol. Ver., N. F. 94, 87-103, 2012.
  12. ↑ Art Radar Asia - Invisible paintings by Filipino artist Edd Aragon light up in Yuchengco Museum (übersetzt: Unsichtbare Gemälde des philippinischen Künstlers Edd Aragon leuchten im Yuchengco Museum)
  13. ↑ Das Kalk-Gespenst in der Wasserleitung (abgerufen 4. November 2011)
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