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Quarz

Quarz- Zwilling
Quarz- Zwilling  D

Verzwillingter Quarz-Doppelender;
The twin is very visible, an unusual thing for Quartz, because the suture crosses the front face of the prism and the opposite position of the accessory rhomb...

Fabre Minerals

Zwillingsbildungen und Verwachsungen




Allgemeine Definition

Kristalle als Produkt von Verwachsungen

  • Ein Zwilling ist eine gesetzmäßige Verwachsung von individuellen Kristallen der gleichen chemischen und kristallographischen Spezies. Die Kristallbereiche liegen parallel zueinander und sind geometrisch durch ein Symmetrieelement ineinander überführbar.
  • Zwillinge sind zwei individuelle Kristalle, welche regulär um eine Spiegelebene verwachsen sind.
  • Zwillinge sind zweidimensionale Kristallbaufehler, welche man als Sonderfall der Stapelfehler betrachten kann. (zwischen geometrischem und chemischem Stapelfehler). Hat ein Kistall nicht nur einen Stapelfehler, sondern wächst so, daß sich die Packungsfolge (sequence) einer dichtesten Kugelpackung umkehr, so entsteht ein Zwillingskristall.
  • Zwillinge gibt es in allen Kristallsystemen

Verwachsungsarten der Zwillinge (morphologisch)

Kontaktzwillinge (Berührungszwillinge)

Ein Zwilling mit einer definierten Zwillingsebene, welche die beiden Individuen trennt. Die Orientierung von Zwillingen wird durch die Zwillingsebene aufeinander bezogen.Die Zwillingsebene ist gleichzeitig Verwachsungsebene. Trennung (mit Ausnahmen) ist mit einem scharfen Messer möglich.

Penetrationszwillinge (Durchdringungszwillinge)

Durchdringunsgzwillinge mit einer irregulären Zwillingsebene. Beide Individuen durchdringen sich gegenseitig, die Verwachsungsgrenzen sind unregelmäßig, seltener kristallographische orientierte Grenzen. (Bsp.: Quarz nach dem Dauphinéer Gesetz (unregelmäßige Verwachsungsgrenzen), Quarz nach dem Brasilianer Gesetz (regelmäßige Verwachsungsgrenzen). Die Trennung ist schwierig bis unmöglich.

Quarz, Kontaktzwilling
Quarz, Kontaktzwilling (SNr: HL-QDZw-4-1-15)

Bildbreite etwa 11 mm; Quarz Kontaktzwilling nach dem Dauphinéegesetz mit Zick-Zack-Naht und einspringendem Winkel am Kopf aus Berschweiler bei Kirn, Rheinland-Pfalz.

Klaus Schäfer
Quarz, makroskopisch sichtbarer Penetrationszwilling
Quarz, makroskopisch sichtbarer Penetrationszwilling (SNr: HL-QDZw-5-1-15)

Bildhöhe etwa 15 mm; Quarz als makroskopisch sichtbarer Penetrationszwilling zweier Rhomboeder nach dem Dauphinée-Gesetz vom Steinkaulenberg in Idar.

Klaus Schäfer
Quarz, Kontaktzwilling
Quarz, Kontaktzwilling (SNr: HL-QDZw-4-1-15)

Bildbreite etwa 15 mm; Quarz Kontaktzwilling nach dem Dauphinéegesetz mit Zick-Zack-Naht und einspringendem Winkel am Kopf aus Berschweiler bei Kirn, Rheinland-Pfalz.

Klaus Schäfer
Quarz, makroskopisch sichtbarer Penetrationszwilling
Quarz, makroskopisch sichtbarer Penetrationszwilling (SNr: HL-QDZw-5-1-2)

Bildhöhe etwa 18 mm; Quarz als makroskopisch sichtbarer Penetrationszwilling zweier Rhomboeder nach dem Dauphinée-Gesetz, erkennbar an den einspringenden Kanten, vom Steinkaulenberg in Idar.

Klaus Schäfer
Quarz, Kontaktzwilling
Quarz, Kontaktzwilling (SNr: HL-QDZw-2-1-4)

Bildbreite etwa 7 mm; Quarz Kontaktzwilling nach dem Dauphinéegesetz mit Zick-Zack-Naht und einspringendem Winkel am Kopf aus Berschweiler bei Kirn, Rheinland-Pfalz.

Klaus Schäfer
Quarz, makroskopisch sichtbarer Penetrationszwilling
Quarz, makroskopisch sichtbarer Penetrationszwilling (SNr: HL-QDZw-5-1-15)

Bildhöhe etwa 20 mm; Quarz als makroskopisch sichtbarer Penetrationszwilling zweier Rhomboeder nach dem Dauphinée-Gesetz vom Steinkaulenberg in Idar.

Klaus Schäfer

Kristallverwachsungen

Bei der Bildung von Mineralien entstehen unterschiedliche Arten der Verwachsung von mehreren Kristallen.

Parallelverwachsungen (Definition)

Parallelverwachsungen derselben Kristallart nach Zusammensetzung (Stoff), Symmetrie und Struktur. Die indizierten Flächen und Kanten der miteinander verwachsenen Individuen liegen parallel zueinander; durch die Verwachsung entstehen keine zusätzlichen Symmetrieelemente. Kristalle, welche aneinander wachsen, können Zwillingen ähneln. Dieses Parallelwachstum reduziert ganz einfach die Systemenergie und ist keine Zwillingsbildung (Verzwilligung).

(Quelle: WEINER, K.L., 1980)

Parallel verwachsene Quarze
Parallel verwachsene Quarze

Parallel verwachsene Quarz-Doppelender;
Herja Baia Mare Maramures, Rumänien;
Größe: 7x4 cm

Peter Seroka
Parallel verwachsene Quarze
Parallel verwachsene Quarze

Parallel verwachsene Quiarze aus dem Binntal, Wallis, Schweiz;
Größe: 8 x 4,2 cm

Robert Kunze
Parallel verwachsene Quarze
Parallel verwachsene Quarze

White Phantom Mine, Montgomery Co., Arkansas, USA;
Größe: 4,5 x 2 cm

Dan Weinrich

Quarz-Zwillinge

Zwillinge sind Verwachsungen zweier Einzelkristalle der gleichen Kristallart oder zweier Modifikationen, bei welcher ein zusätzliches, am Einzelkristall nicht vorhandenes Symmetrieelement auftritt. Parallelverwachsungen und Zwillinge sind chemisch-homogene Verwachsungen. Die beiden chiralen Formen des Quarzes, Rechtsquarz und Linksquarz, treten zuweilen auch orientiert miteinander verwachsen auf.

Bilder (3 Bilder gesamt)

Brazil Law Twin
Aufrufe (Bild: 1541618334): 511
Brazil Law Twin

Idealisierte Fusion eines links- und rechtshändigen Kristalls zu einem brasilianischen Gesetzeszwilling. Die Strukturen und Gesichtsentwicklungen der Kristalle sind Spiegelbilder voneinander. Die H...

Copyright: aca
Beitrag: Stefan 2018-11-07
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Dauphiné-Gesetzzwilling
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Dauphiné-Gesetzzwilling

Idealisierte Fusion von zwei rechtshändigen Quarzkristallen zu einem rechtshändigen Dauphiné-Gesetzzwilling. Einer der Kristalle ist um 60° um die c-Achse gegenüber dem anderen gedreht. Die Händigk...

Copyright: aca
Beitrag: Stefan 2018-11-07
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Quartz Twins with Inclined Axes
Aufrufe (Bild: 1541617867): 504
Quartz Twins with Inclined Axes

Computer rendering of idealized quartz twins with inclined main crystallographical axes (c-axes); a) Japan law; b) Breithaupt law; c) Reichenstein-Grieserntal Law (Esterel law of beta-quartz); d) Z...

Copyright: aca
Beitrag: Stefan 2018-11-07
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Brasilianer Zwilling

Als Brasilianer Zwilling bezeichnet man die orientierte Verwachsung der beiden enantiomorphen Formen des Tiefquarzes, Rechts- und Linksquarz parallel zur Prismenfläche {1120}. Die Spiegelung liegt an einer Ebene {1120}parallel dem Prisma II.Symmetrie der trigonal-trapezoedrischen Klasse D3d. Sie werden auch RL-Zwillinge oder Ergänzungszwillinge genannt. In der englischsprachigen Literatur wird auch von optischen Zwillingen gesprochen.

Brasilianer Zwillinge sind oft feinlamellar und typisch für Amethyst. Dort finden sich Brasilianer Zwillingslamellen konzentriert in den {101}-Rhomboedersektoren. Der Einbau von Eisenspuren in die Quarzstruktur scheint eine wichtige Rolle für die Bildung der feinlamellaren Brasilianerzwillinge von Amethysten zu spielen. Entsprechend der Konzentration der Zwillingslamellen in den (101)-Rhomboedersektoren zeigen Amethyste eine höhere Eisenkonzentration in diesen Sektoren. In der seltenen Varietät Ametrin (zweifarbige Quarzkristalle) wird diese Sektorzonierung sichtbar. Die etwas eisenärmeren Sektoren sind violett und die etwas eisenreicheren Zonen gelb.

Die Verwachsung ist jener der Dauphinéer Zwillinge ähnlich, wobei jedoch in gleicher Stellung stets ein Rechts- und Linkskristall auftritt; d.h. also zwei Individuen mit verschiedenem Drehsinn (R+L). Das heißt, dass die Trapezoederflächen, die in doppelter Anzahl auftreten, sich anders ableiten an der vertikalen Ebene (Zwillingsebene). Die Kristalle weisen eine Spiegelbildsymmetrie auf, wodurch eine höhere Symmetrie vorgetäuscht wird. Die Zwillingsfugen verlaufen mehr oder weniger gerade. Morphologisch anhand der Trapezoederflächen ist die Brasilianerverzwilligung bei alpinen Quarzen sehr selten.

Durch die Komplexität der Durchdringungszwillinge sind Brasilianerzwillinge weder für optische noch für elektrische Zwecke brauchbar.

Diese Verzwilligung kann man durch Ätzen feststellen, aber auch in polarisiertem Licht sehen.

Brasilianer Zwilling
Brasilianer Zwilling

Brasilianer Zwilling; Quarzkristalle nach dem Brasilianer Zwillingsgesetz; Clifford Frondel; Aus Danas System of Mineralogy 7th edit vol 3 (1962); Copyright: Archiv Peter Seroka

Archiv Peter Seroka
Quarz - Brasilianer Zwilling
Quarz - Brasilianer Zwilling

Brasilianer Zwilling;
Sardinien (ohne genaue Fundortangabe)

Harald Steinmetz

Dauphinée-Zwilling (auch Schweizer oder alpines Zwillingsgesetz)

Das Dauphinéer-Gesetz wird auch als Schweizer Gesetz bezeichnet. In englischsprachiger Literatur werden Dauphinéer Zwillinge auch electrical twins genannt (im Gegensatz zu den Brasilianer Zwillingen (Brazilian twins), welche in der englisch sprachigen Literatur optical twins genannt werden). Als Dauphinéer-Zwilling bezeichnet man die Durchdringung von zwei Tiefquarzkristallen mit gleichen Drehsinn, so dass die Flächen der positiven Rhomboeder (h0hl) des einen Kristallindividuums mit den Flächen der negativen Rhomboeder (0hhl) des anderen Kristallindividuums zusammenfallen. Die Zwillingsachse ist entweder {0001} oder {1011}. Die pyro- und piezoelektrischen Effekte der beiden Kristallindividuen heben sich dabei gegenseitig auf. Dauphinée-Zwillinge sind daher für die meisten technischen Anwendungen ungeeignet.

Quarz-Zwillinge mit parallelen Hauptachsen (auch als Ergänzungszwillinge bezeichnet) nach dem Zwillingsachsengesetz. Symmetrie der trigonal- trapezoedrischen Klasse D6. Die meisten Quarze alpiner Klüfte sind Zwillinge nach dem Dauphinéer-Gesetz. Verwachsungen von zwei gleichen Individuen in verschiedener Stellung R+R' oder L+L'. Dauphinéer Zwillinge durchwachsen einander so vollständig, dass sie einfachen Kristallen ähnlich sind; von diesen unterscheiden sie sich jedoch dadurch, dass die Flächen des Trapezoeders x in doppelter Anzahl entwickelt sind, sodass sie durch Drehung um die vertikale Achse nicht um 120°, sondern um 60° zur Deckung kommen. Die Prismenflächen beider Ebenen verschmelzen und die Flächen des Rhomboeders r(1011) fallen mit denen des Rhomboeders z(0111) zusammen.

Die Zwillingsfugen sind gewunden, wobei die c-Achse die Zwillingsachse ist. Die optischen Achsen beider Individuen sind parallel; deshalb ist der Zwillingsaufbau nur durch Ätzen einer geschnittenen Platte mit Flußsäure oder Ammoniumdifluorid und Draufsicht mit einem Spotlicht feststellbar. Eine Identifikation mit polarisiertem Licht (im Gegensatz zu Brasilianer Zwillingen) ist nicht möglich. Die horizontalen Streifen, welche gewöhnlich auf den Prismenflächen von Dauphinéer Zwillingen auftreten, sind an einer unregelmäßigen Linie unterbrochen, welche die Grenze zwischen den beiden Kristallen markiert.

Quarz -  Dauphiné Habitus (in Kombination mit Muzo-Habitus)
Quarz - Dauphiné Habitus (in Kombination mit Muzo-Habitus)  D

Dauphiné, Frankreich, ohne nähere Fundortangabe; Größe: 10,2 x 1,9 x 1,6 cm

Dan Weinrich
Quarz - Dauphinée Zwilling
Quarz - Dauphinée Zwilling

Besonders deutlich sichtbar der "fleckige" Dauphiné Zwilling (auch Schweizer Gesetz genannt);
Acquarossa, Bleniotal, Tessin, Schweiz
Größe: 15 cm

Brodi69

Japaner Zwilling

(Kontakt-)-Verzwillingung von Tiefquarz nach der Dipyramide II. Stellung {1122}. Die Prismenachsen der verzwillingten Kristalle schneiden sich hierbei im Winkel von 84° 33’, was den Zwillingen eine charakteristische, herzförmige Form verleiht.

Die Zwillingsebene {1122} sitzt gleichschenklig auf der Kante zwischen den Hauptrhomboedern r und z. Im Inneren der Kristalle ist diese Zwillingsebene zum größten Teil auch die Verwachsungsebene. Je nach Symmetrie der Flächen im einspringenden Winkel zueinander und deren Wachstumsgeschwindigkeit ergibt sich eine mehr oder weniger glatte Kontaktfläche. Das Prisma erscheint meist flachgedrückt.

Multiple Japaner Zwillinge mit drei oder mehr verwachsenen Kristallen bilden eine große Seltenheit (Aosta-Tal, Arizona, New Mexiko; Kami, Bolivien und Mundo Nuevo, Peru).

Die abgeplatteten Kristalle zeigen meist eine typische Nahtlinie und die vorderen Prismenflächen liegen parallel zueinander. Es gibt nicht wenige Quarze, die zwar unter einem ähnlichen Winkel wie die Japaner Zwillinge verwachsen sind, jedoch, da die vorderen Prismenflächen nicht parallel sind, fälschlich für Japaner Zwillinge gehalten werden. Neben vielen zufälligen Stellungen gibt es auch Verwechslungen mit einer gesetzmäßigen Verwachsung mit Feldspat (Schriftgranit), aus der ähnlich gestellte Quarzkristalle hervorgehen wie beim Japaner Zwilling, deren Prismenflächen aber auch nicht parallel sind, so z.B. beim sog. Gitterquarz aus Erongo, Namibia.

Quarz - Japaner Zwilling
Quarz - Japaner Zwilling

Rauchquarz als Japaner Zwilling
Mina Tiro Estrella, El Capitan Mts., Lincoln County, New Mexico, USA
Größe: 3,2 x 2,2 cm

Dan Weinrich

Geschichte

Die Erstbeschreibung der Gesetzmäßigkeit dieser Zwillinge stammt von WEISS (1829); welcher diese bei Quarzen von La Gardette, Dauphiné, Frankreich (Typlokalität) beobachtete.

Um die Jahrhundertwende kamen gute Zwillinge aus mehreren Fundorten in Japan. Die ersten Kristalle wurden von Mohnike Ende des 19.Jh. in Hakodate (Hokkaido) gekauft und nach Deutschland verbracht. (Von Rath berichtete darüber in Poggendorfs Annalen). Nach 1895 fand man die besten Zwillinge in Otomezaka; d.h. die Otome Mine am Suisho-Pass, Kurobera, Yamanashi-ken, Honshu, mit Einzelkristallen bis 45cm Breite. Kurz nach 1900 kam als Folge dieser spektakulären Funde der Begriff Japaner Zwillinge auf; von GOLDSCHMIDT führte 1905 den Begriff "Japaner-Gesetz" ein.

Aus Japan sind mindestens zehn Fundstellen für Japaner Zwillinge bekannt, jedoch keine, welche solche prächtigen Exemplare wie die Otome Mine geliefert hat. Der größte Kristall aus dem berühmten Fund befindet sich heute in der Wada-Sammlung in Japan.

Sehr gute Japaner Zwillinge auch von Brusson, Aosta-Tal, Italien. Um 2001 wurden in Peru ausgezeichnete Stufen gefunden, Kristalle bis über 15cm waren keine Seltenheit.

Japaner Zwillinge
Japaner Zwillinge

Gotoh-Archipel, Präfektur Nagasaki, Region Kyushu.

Mizutani-Nakanishi Collection
Japaner Zwilling
Japaner Zwilling

Gunyahang quartz mine, Sankhuwasabha District, Kosi Zone, Nepal;
Größe: 7,3x7,2cm

Mizutani-Nakanishi Collection
Japaner Zwilling
Japaner Zwilling

Ein "Giant crystal" - Japaner Zwilling von der Pe da Serra Farm, Joaquim Felicio, Minas Gerais, Brasilien

Harjo Neutkens
Japaner Zwilling
Japaner Zwilling

Größe: 45x42x42 mm; Fundort: Kami Mine, Provinz Ayopaya, Departamento Cochabamba, Bolivien

Crystalclassics.co.uk
Japaner Zwilling
Japaner Zwilling

Otome Mine, Präfektur Yamanashi, Region Chubu, Honshu, Japan; Größe: 7 x 5 cm

Mineralroli
Japaner Zwilling
Japaner Zwilling

PC Mine, Cataract District, Jefferson Co., Montana, USA;
Größe: 42x28x15 mm

Rob Lavinsky

Unechte Japaner Zwillinge

Zitiert : Hochleitner, R.,1980: " Bei echten Japaner Zwillingen schneiden sich die c-Achsen der der beiden Kristalle unter einem Winkel von 84°33'. Carakteristisch ist, daß ein Paar von Prismenflächen der beiden Individuen parallel liegt; sind beide Einzelkristalle gleich groß, gehen diese Prismenflächen ineinander über. Liegen die Prismenflächen nicht parallel, handelt es sich nicht um einen Japaner Zwilling, auch wenn der Winkel zwischen den beiden Individuen stimmen würde. Ein weiteres Charakteristikum der Japaner Zwillinge ist, daß sich die Streifungssysteme auf beiden Prismenflächen unter einem Winkel von 95°27' schneiden. Die Individuen sind nicht selten tafelig verzerrt (muß aber nicht die Regel sein); auch völlig normale Quarze können deartige Zwillinge bilden.".


Liebisch-Zwilling

Quarz-Penetrations (Durchdringungs)-Zwillinge der Symmetrie trigonal-trapezoedrisch; Klasse D3h. Zwillingsebenengesetz. Die Spiegelebene ist parallel zur Basis, dazu drei vertikale Spiegelebenen parallel dem Prisma I.

Neben dem Brasilianer Gesetz kann das weniger bekannte Liebisch-Gesetz auftreten, wobei ein Rechts- und ein Linkskristall in verschiedener Stellung zusammentritt. Der Drehsinn der beiden Individuen ist entgegengesetzt: R'L,L'R. Rechts-Links-Zwillingsbildungen treten meist komplex auf, sodass zwischen Brasilianer- und Liebisch-Gesetz nicht unterschieden werden kann.

Das Liebisch-Gesetz ist als Kombination von Brasilianer- und Dauphinéer Zwillingen definiert und heißt deshalb kombiniertes Gesetz (engl: combined law).


Esterel-Zwilling

(Verzwillingung nach {1011})

Diese Zwillinge wurden bereits im Mineralogical Magazine (1911, 16,112) beschrieben. Er fand sich als bis dato einziger seiner Art unter einer grossen Zahl von Quarzen in verwittertem Quarzandesit (Esterellit) von Esterel in Frankreich. Die Quarzeinsprenglinge des Esterellit zeigen die gewöhnliche Ausbildung der Porphyrquarze. Es sind einfache Disdokaeder (Diploeder) ohne Prisma, oft parallel, äußerst selten unregelmäßig verwachsen. (DRUGMAN, J., 1914)


Quarz, Belowda-Beacon Zwilling
Quarz, Belowda-Beacon Zwilling

Nachzeichnung eines der wenigen bekannten Belowda-Beacon Zwillinge aus Minas Gerais, Brasilien. (Quelle: ExtraLapis Quarz, S.86). Bei diesem Kontakt-Zwilling liegt eine spiegelbildliche Anordnung d...

Klaus Schäfer

Sardinien-Zwilling

Verzwillingung nach {1012}

Breithaupt-Zwilling

Verzwillingung nach {1121}

Belowda-Beacon-Zwilling

Verzwilligung nach {3032}

Cornish-Zwilling

Verzwillingung nach {2021}

Wheal-Coats-Zwilling

Verzwillingung nach {2131}

Pierre-Levee-Zwilling

Verzwillingung nach {2133}


Epitaxie

Epitaxie bedeutet zweidimensional gesetzmäßige orientierte Verwachsungen von verschiedenen Kristallarten, bzw. das Aufwachsen einer Substanz auf einer anderen. Die Verwachsung muß nicht kristallographisch orientiert sein. Wenn beide Kristallarten sich in einer Ebene berühren, spricht man von Epitaxie oder orientiertem Aufwachsen. Umwächst ein Kristall den anderen orientiert dreidimensional, spricht man von orientiertem Einwachsen oder von Endotaxie. Distaxie ist das Überwaqhsen eines Kristalls, welches nicht in kristallographischer Kontinuität mit dessen Kern (Ausgangskristall, Nucleus) steht. Als Topotaxie bezeichnet man Reaktionen von Kristallen, welche zu einer neuen Kristallphase mit einer strukturellen Orientierungsrelation zum Ausgangskristall führen. Epitaktisch und endotaktische verwachsene Kristalle sind chemisch-inhomogen. Anmerkung: Die beiden chiralen Formen des Quarzes, Rechtsquarz und Linksquarz, treten zuweilen auch orientiert miteinander verwachsen auf.

(Quelle: WEINER, K.L., 1980)

Epitaktisch (autotaktische) orientierte Verwachsungen von Quarzen zweier Generationen nach folgenden Gesetzen:

  • Disentiser-
  • Friedel-
  • Goldschmidt-
  • Lötschentaler-
  • Seedorfer- I und II
  • Sella-
  • Tiflis-
  • Zinnwalder-
  • Zwickauer-
  • Zyndel A und L

Anmerkung: Verwachsungen von Quarzen zweier Generationen sind keine Zwillinge! (Von Sammlern oft fehlgedeutet)

Autotaktisch orientierte Verwachsung
Autotaktisch orientierte Verwachsung

2-Generationen-Quarz, wobei die 2. Generation autotaktisch auf dem Kristall der 1. Generation aufgewachsen ist;
Steilküste am Golf von Baratti, Populonia, Toscana, Italien;
Größe: etwa 7mm

Erik

Literatur

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