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Mischkristalle Torbernit-Autunit vom Henneberg?

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smoeller:
Hallo,

Epitaxie ist eine gesetzmäßige Aufwachsung eines Minerals auf einem anderen. Gesetzmäßig bedeutet, dass sich die Gitterstruktur der beiden Minerale zumindest in einer der 3 Raumrichtungen so weit ähnelt, dass eine Aufwachsung in dieser Richtung energetisch günstig ist. Ohne Grundkenntnisse in Kristallographie und Festkörperchemie vorauszusetzen ist dies schwer verständlich zu machen. Bei Nahe verwandten Mineralen mit gleichem Strukturtyp ist das recht einfach, weshalb wir es gern bei Uranglimmern und Verwandten (z.B. Zeunerit auf Arsenuranospathit) finden. Weniger verständlich ist es schon z.B. bei Rutil auf Hämatit, ohne auf Symmetrieoperationen, Gruppentheorie, Ableitung von Punkt- und Raumgruppen, also letztlich der Anwendung mathematischer Konzepte auf so komplexe Körper wie Kristalle mit dreidimensionaler Struktur einzugehen.Grob gesagt: Entlang bestimmter Richtungen im Kristall ist die Anordnung der Atome zwischen Wirt (Hämatit bzw. im Ausgangsfall Torbernit/Metatorbernit)) und Gast (Rutil bzw. Autunit/Metaautunit) ähnlich genug, dass die Energie günstig genug für die Aufwachsung ist bzw. günstiger als die Keimbildungsenergie für das Gastmineral, würde es allein kristallisieren. In den anderen Richtungen hingegen ist die Energie wesentlich ungünstiger, eine aufwachsende Schicht müsste sich erheblich verbiegen bzw. verdrehen, was zu solchen Spannungen führte, dass der Kristall entweder zerspringen oder sich von der Unterlage lösen würde. Ein Problem u.a. bei der Beschichtung metallischer Werkstoffe mit anderen.

Eine Zonierung ist was völlig anderes: Hier schließt ein Mineral während des Wachstums entweder zunehmend/abnehmend/abwechselnd farbgebende Ionen/Farbzentren (z.B. zonare Amethste, Fluorite), farbgebende Mineralien (z.B. zonare Eisenkiesel = Hämatit in Quarz,Phantomquarze mit Chloritzonen) ein, oder verschieden gefärbte Mischkristalle (z.B. farbloser Eosphorit mit braunem Childrenit) wechseln einander ab. Letzteres setzt eine Mischbarkeit der beiden Endglieder voraus, was aber meines Wissens bei Uranglimmern zumindest zwischen Autunit/Uranocircit und Torbernit nicht vollständig existiert. Daher kann ein solches Mineral auf eine Veränderung des Stoffangebotes (von Kupfer- zu Calcium-reich bzw. an Kupfer verarmend) nicht mit einer Zonierung reagieren, sondern es bildet sich eine Epitaxie.

Glück Auf!
Sebastian

felsenmammut:
Glück Auf!

Zum ursprünglichen Anliegen kann ich nichts Neues beitragen.

Nun habe ich das Thema Abgrenzung von Epitaxie und Zonierung angestoßen. Wenn gewünscht, habe ich nichts dagegen, wenn die weitere Diskussion zu Epitaxie und Zonierung als neue Diskussionsrunde abgetrennt wird.

Die von smoeller gegebene Definition für Epitaxie findet man so oder so ähnlich in vielen Quellen. Bei Zonierung bzw. Zonarbau (auf der Skala von Mineralien) variiert die Definition deutlich, je nach geowissenschaftlicher Spezialisierung und Zweckmäßigkeit. Teils wird eine Kontinuität des Kristallgitters über die Phasengrenze hinaus, teils nur eine kristallographische Orientierung der angrenzenden Phasen gefordert. Manchmal wird auch der Anspruch einer kristallographischen Orientierung fallengelassen und stattdessen eine mehr oder weniger äquidistante Abfolge von Schichten eingesetzt. Die chemische Zusammensetzung kann geringfügig (häufig bei Farbzonierung innerhalb eines Minerals/Kristalls) oder erheblich (Mischkristallreihen) variieren. Der Aspekt der Verzwillingung muss mit ins Kalkül gezogen werden. Daraus ergeben sich einige Konflikte:

- A: Die Definition für Epitaxie trifft auch auf viele Erscheinungen zu, die aber der Zonierung zugeschoben werden.
- B: Sowohl Epitaxie als auch Zonierung sind mit nur einer Mineralart oder mit mehreren Mineralarten möglich, was deren Abgrenzung erschwert.
- C: Minerale aus Mischkristallreihen können auch Epitaxien zeigen. Daraus resultiert ein fließender Übergang von Epitaxie zu Zonierung.
- D: Auch bei nur einem Mineral kann Epitaxie in Zonierung übergehen.
- E: Wie wird Homoepitaxie von Verzwillingungen abgegrenzt?

zu A: als Beispiel: Die einzelnen Generationen eines Phantomquarzes sind auch gesetzmäßig orientiert aufeinander aufgewachsen und würden damit der Definition der Epitaxie genügen. Die Farberscheinungen, die den Phantomquarz als solchen erkenntlich machen, werden aber der Zonierung zugeordnet.

zu C: Als Beispiel will ich hier mal ein paar Bilder aus der Pyromorphit-Mimetesit-Reihe zeigen:

Mischkristalle Torbernit-Autunit vom Henneberg? Mischkristalle Torbernit-Autunit vom Henneberg? Mischkristalle Torbernit-Autunit vom Henneberg?  Mischkristalle Torbernit-Autunit vom Henneberg? Mischkristalle Torbernit-Autunit vom Henneberg?

Wenn man sich an den eingangs genannten Definitionen für Epitaxie und Zonierung orientiert, ergibt sich schließlich eine Überlagerung. Reine Epitaxie wäre für Kombinationen von verschiedenen Mineralen, die keine Mischkristallreihe darstellen, erfüllt. Reine Zonierung wäre für fließende Übergänge gegeben. Wenn man weiterhin zwischen Kombinationen der gleichen Mineralart, verschiedenen Mineralarten, die keiner Mischkristallreihe angehören und verschiedenen Mineralarten, die einer Mischkristallreihe angehören, unterscheiden will, ergeben sich zunächst 9 Möglichkeiten, siehe Anhang. Die einzelnen Felder habe ich mit E1 bis Z3 beschriftet. Mineralphasenkombinationen ließen sich darin für jedes konkrete Beispiel einordnen, z.B. Rutil-Hämatit in E2 oder Skolezit-Natrolith-Mesolith in EZ2 oder Ametrin in Z1. Wenn man nun noch Endotaxie, Distaxi und Topotaxi als Sonderformen der Epitaxie einbezieht, würden zumindest einige Überschneidungsbereiche aus Zonierung und Epitaxie der Epitaxie zufallen. Das macht aber die Abgrenzung zur Zonierung nicht einfacher. Letztlich führt auch diese Einteilerei zu keinem glücklichen Ergebnis.

Als Vorschlag, wie man Epitaxie von Zonierung vielleicht besser abgrenzen kann, wäre die Einbeziehung der Morphologie am Übergang der betrachteten Phasenkombination. Eine Zonierung liegt vor, wenn die Phasenänderung unter Beibehaltung der Morphologie des Kristalls erfolgt. Epitaxie steht dann im Zusammenhang mit einer Diskontinuität des Kristalls oder Kristallaggregats am Phasenübergang. Leider greift aber auch das Argument erst dann allumfassend, wenn man Endotaxie, Distaxi und Topotaxi mit ergänzt.

Zonierung und Epitaxie können natürlich auch gleichzeitig am selben Kristall(aggregat) auftreten.

Mit freundlichen Grüßen

Das Felsenmammut





 

Josef 84,55:
Hallo,

es gibt so einige Beispiele, bei denen es nicht eindeutig ersichtlich ist ob es eine Epitaxie* oder ein kontinuierlicher Übergang ist wie z.B. Siderit auf Calcit.

Bei anderen ist es wiederum schwierig ob die zweite Phase auf einer Fläche oder in einem Kristall entstanden ist. Ich könnte mir vorstellen, dass Rutil bei fallender Temperatur aus einem titanreichen Hämatit entmischt und somit streng genommen gar keine Aufwachsung währe.

Beim Eingangsbeispiel Autunit auf Torbernit (oder deren dehydrierten Phasen) gibt es glaube ich keine durchgängige Mischreihe was für eine Epitaxie sprechen würde.

Im Zweifel sollte der Überbegriff "Orientierte Verwachsung" heißen und untergeordnet Epitaxie, Endotaxie usw. falls diese durch deren Entstehung ersichtlich ist oder wie bei Rutil/Hämatit allgemein gebräuchlich ist. Die Unterscheidung sollte nach der Entstehung und nicht nach der fertigen Ausbildung getroffen werden.

Glück Auf!
Josef

*siehe "heterogene Keimbildung" z.B. in Kleber, Einführung in die Kristallographie

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