Kalcit

Kalcit
Calcite-67881.jpg
Nästan färglös kalcidscalenoeder med glänsande glasytor från Jiepaiyu-gruvan, Shimen , Changde Prefecture, Hunan, Kina (storlek 6,1 cm × 5,4 cm × 3,2 cm)
Allmänt och klassificering
andra namn
kemisk formel Ca [CO 3 ]
Mineralklass
(och möjligen avdelning)
Karbonater och nitrater - vattenfria karbonater utan främmande anjoner
System nr. till Strunz
och till Dana
5.AB.05 ( 8: e upplagan : Vb / A.02)
01/14/01/01
Liknande mineraler Aragonit , dolomit
Kristallografiska data
Kristallsystem trigonal
Kristallklass ; symbol ditrigonal-scalenohedral; 3  2 / m
Rymdgrupp R 3 c (nr 167)Mall: rumsgrupp / 167
Gitterparametrar a  = 4,99  Å ; c  = 17,06 Å
Formel enheter Z  = 6
Frekventa kristall ansikten {10 1 0}, {0001}, {01 1 2}, {02 2 1}
Vänskapssamarbete (0001), mycket ofta glidande tvillingar (polysyntetiska translationella lameller) enligt (01 1 2)
Fysikaliska egenskaper
Mohs hårdhet 3
Densitet (g / cm 3 ) 2,6 till 2,8; ren 2.715
Klyvning mycket perfekt efter (10 1 1)
gapvinkel 75 °
Brott ; Envishet skalliknande, sprött
Färg mestadels färglös, mjölkvit, grå, gul, rosa, röd, blå, grön, brun till svart
Linjefärg Vit
genomskinlighet transparent till ogenomskinlig
glans Glasglans, även pärlemor
Kristalloptik
Brytningsindex n ^  vid ~ 590 nm: 1,640 till 1,660; ren 1,658
(i intervallet 190 till 1700 nm faller n ω från cirka 1,6 till cirka 1,4.)
n ε  vid ~ 590 nm: 1,486
I området från 190 till 1700 nm faller n ε från cirka 1,9 till cirka 1,5.
Dubbelbrytning 5 = 0,154 till 0,174; ren 0,172
Optisk karaktär enaxlig negativ
Axelvinkel 2V = kan förekomma onormalt biaxiellt
2V x sedan 4–14 ° (upp till 25 °)
Pleokroism inte tillgänglig
Andra egenskaper
Kemiskt beteende löslig i kalla, utspädda syror med en våldsam dusch
Specialfunktioner mycket stark dubbelbrytning; enstaka fluorescens i rött eller orange; frekventa tvillinglameller

Kalcit , kalcit , kalkspar eller dubbel spar , är ett mycket vanligt mineral från mineralklassen " karbonater och nitrater" med den kemiska sammansättningen Ca [CO 3 ] och därmed kemiskt sett kalciumkarbonat .

Kalcit kristalliserar i trigonalkristallsystemet och utvecklar olika kristall- eller aggregatformer ( vana ). I sin rena form är kalcit färglös och transparent. På grund av multipelbrytning på grund av gitterkonstruktionsfel eller polykristallin träning kan det också se ut som vitt, med öppenhet motsvarande minskning, och på grund av främmande blandningar kan det ta på sig gul, rosa, röd, blå, grön, brun eller svart Färg.

Med en Mohs-hårdhet på 3 är kalcit ett av de medelhårda mineralerna, vilket innebär att det kan repas med ett kopparmynt. Det fungerar som ett referensvärde på Friedrich Mohs- skalan som går upp till 10 ( diamant ) .

Etymologi och historia

Kalcit i form av kalksten var redan känt i antiken och kallades χάλιξ chálix i antikens Grekland, vilket betyder "liten sten" eller "grus", men också kalk eller kalksten. Termen kalx som används i det romerska riket betraktas som ett lånord från grekiska, men står bara för rå och släckt kalk som fungerade som murbruk . Kalkstenen som användes som byggmaterial tilldelades marmorn.

Namnet kalcit (ursprungligen kalcit ) för mineralet, som fortfarande är giltigt idag, myntades 1845 av Wilhelm von Haidinger , som motsatte sig det överordnade namnet för alla dess bildningsformer (kalksten, kalcit, dubbel spar, månmjölk, etc.), som saknats fram till dess. Han var baserad på den överordnade beteckningen Calcaire av Delamétherie och Beudant , som emellertid förblev begränsad till det franska språket.

Egenskapen hos kalcit att kunna kristallisera i alla former och kombinationer av rombohedralsystemet var av betydelse för härledningen av kristallografilagarna som inte bör underskattas. Den engelska läkaren William Pryce hade förutsett grunderna i kristallografi så tidigt som 1778 när han i mineralogia Cornubiensis att alla former av kalcit resultat från den grundläggande formen av rhombohedron genom enkel delning . Den franska mineralogen René-Just Haüy (1743–1822) utvecklade den första, praktiskt användbara kristallografin på grundval av detta. Som så ofta är det också en legend kring Haüys upptäckt. Haüy föll en stor kalkitkristall från bordet till golvet och krossades i många bitar. När han plockade upp fragmenten, märkte Haüy att även om de alla hade en annan form, liknade de alla den rombohedriska Island-sparren. Haüy upprepade processen med kalcitens olika kristallformer och varje gång fick han en romboeder. Från denna iakttagelse drog han slutsatsen att kristallerna härrör från upprepningen av det elementära gitteret eller enhetscellen i de tre rumsliga riktningarna. Han noterade sina observationer under åren 1781 och 1782 i sin bok Memoire sur la structure des crystaux . Det var första gången som de grundläggande lagarna för kristallografi formulerades och förklarades med exemplet kalcit.

klassificering

I den föråldrade åttonde upplagan av mineralklassificeringen enligt Strunz tillhörde kalcit den vanliga mineralklassen "karbonater, nitrater och borater" och där till avdelningen "vattenfria karbonater utan främmande anjoner ", där den fick namnet "kalcitgruppen "med det systemiska mineral nr. Vb / A.02 och övriga medlemmar gaspéit , magnesit , otavit , rodokrosit , siderit , smithsonit och sfärokobaltit .

I den senast reviderade och uppdaterade Lapis-mineralkatalogen av Stefan Weiß 2018 , som av hänsyn till privata samlare och institutionella samlingar fortfarande bygger på detta klassiska system av Karl Hugo Strunz , fick mineralet systemet och mineralnumret. V / B.02-20 . Även i "Lapis-systemet" motsvarar detta avsnittet "Vattenfria karbonater [CO 3 ] 2- , utan främmande anjoner", där kalcit också ger namnet "kalcitgruppen" med de andra medlemmarna gaspéit, magnesit, otavit, rodokrosit , siderit, smithsonit, sfärokobaltit och vaterit .

Den nionde upplagan av Strunz mineral systematik , giltig sedan 2001 och uppdaterad av International Mineralogical Association (IMA) fram till 2009, tilldelar kalcit till den nyligen definierade klassen "karbonater och nitrater" (boraten bildar nu sin egen klass), men det finns också i avsnittet ”karbonater utan ytterligare anjoner; utan H 2 O “. Detta är emellertid ytterligare indelat i enlighet med grupptillhörigheten hos de involverade katjonerna , så att mineralet kan hittas enligt dess sammansättning i underavsnittet " jordalkaliska (och andra M2 + ) karbonater", där det är fortfarande befintlig "kalcitgrupp" med systemnr. 5.AB.05 formulär. Vaterite bildar nu sin egen grupp.

Systematiken för mineraler enligt Dana , som huvudsakligen används i den engelsktalande världen , tilldelar kalcit, som det föråldrade Strunz-systemet, till den vanliga klassen "karbonater, nitrater och borater" och där till avdelningen "vattenfria karbonater" . Även här, som namnet på "Calcite group (Trigonal: R 3 c )" med systemnr. 01/14/01 återfinns i delsektion 14.01 vattenfria karbonater med enkel formel A + CO 3 . Mall: rumsgrupp / 167

Kristallstruktur

Enhetscellkalcit

Kalcit kristalliserar trigonala i rymdgruppen R 3 c (rymdgrupp 167 no.) Med gitterparametrarna a  = 4,99  Å och c  = 17,06 Å samt 6 formel enheter per enhetscell .Mall: rumsgrupp / 167

Den kristallstrukturen består av en inbyggd upp längs c-axeln [0001], arkliknande matris med plana CO 3 grupper, och hörn delning kalcium - oktaedrar . Varje syre jon av CO 3 gruppen är förbunden med en kalciumjon var och en av skiktet under och skiktet ovanför och bildar således en 3-dimensionellt nätverk.

egenskaper

Fysikaliska egenskaper

En särskilt hög dubbelbrytningsnivå är karakteristisk för kalcitkristaller . Ljus som inte inträffar längs kristallens optiska axel delas i två ljusbuntar, en vanlig och en extraordinär stråle. Olika brytningsindex gäller för dessa två strålar på grund av olika polariseringsriktningar . Detta visas av det faktum att varje objekt som observeras genom en klar kristall visas två gånger i en viss vinkel, en mycket användbar egenskap för att identifiera kalcit, därav det vanliga namnet dubbel spar . På Island , den mest kända förekomsten av dubbel spar, kallas den silfurberg ( silverrock ).

Den teoretiska densiteten för kalcit är 2,71 g / cm ^. Den effektiva densiteten varierar emellertid mellan 2,6 och 2,8 g / cm ^, beroende på hur många kalciumjoner i kristallgitteren som ersätts av andra metalljoner, såsom järn, mangan eller zink.

Beroende på var den hittades kan kalcit fluorescera rött, blått eller gult men även i andra färger på grund av lagring av sällsynta jordarter under UV-ljus . Dessutom kommer fosforescerande , kartodoluminer , termo och sällan tribolumineszierende före kalcit.

Kemiska egenskaper

Jämfört med andra mineraler är kalcit knappast motståndskraftigt mot väder . Det är mycket mjukare än kvarts eller fältspat och är redan lösligt i surt vatten. I kalla, utspädda syror löses kalcit med våldsam gasutveckling.

Färg

grön kalcit från Mexiko

Ren kalcit är transparent och färglös. Det finns dock sällan i naturen. Bortsett från den isländska sparren, är naturlig kalcit vanligtvis honungsgul till gulbrun, massiva sorter är mjölkvita. De olika färgerna på kalcit uppstår när joner av andra metaller som järn, zink, kobolt eller mangan ersätter kalciumjoner i kristallgitteret. Järn ger en gulbrun nyans, zink leder till en gråvit nyans, kobolt ger rosa nyanser och mangan ger slutligen lila eller violetta nyanser. Dessutom är manganvarianter ofta karminröda fluorescerande. Om en liten mängd malakit tillsätts till kalciten kan den till och med få en grön färg, vilket kan ses i de sekundära kalcitvenerna i kalkstensmassivet i Vizarron i centrala Mexiko. Dessa, liksom alla andra färger som nämns ovan, framhäver ofta enskilda tillväxtzoner hos kalcitkristallerna och kan observeras ganska ofta. Himmelblå till lavendelblå kalcit är exceptionell, vars färg beror på brister i kristallgitteret som orsakas av strålning från radioaktiva mineraler. Den blå nyansen försvagas med tiden och försvinner helt efter några månader när kristallerna utsätts för solen.

Ändringar och sorter

Bladspade från "Himalaya" -gropen. Gem Hill, San Diego County , Kalifornien (Storlek: 5,9 cm x 5,3 cm x 3,2 cm)
Glendonit från Olenitsa-floden, Vita havskusten , Kolahalvön , nordvästra Ryssland (storlek: 2,4 cm × 2,1 cm)

Kalciumkarbonat är trimorf och förekommer naturligt förutom den trigonala kristalliserande kalciten som ortorombisk kristalliserande aragonit och hexagonalt kristalliserande vaterit .

Antrakolit eller även antrakonit är namnet på en svart, kolrik till bituminös mängd kalcit.

Sorten Atlasspat (även Seidenspat eller English Satin Spar ) består av finkornig kalcit med en sidenliknande glans på ytorna. Användningen av namnet Atlasspat är emellertid inkonsekvent och används också för gipsfiber av paris med silkeblank.

Som Blätterspat eller Papierspat Calcitvarietäten betecknas med tunna, arkliknande kristaller.

Kalciter som är gulbruna till orange på grund av lagring av järnjoner kallas honungskalcit eller orange kalcit .

Kanonenspat är en kalcitsort med en lång, långsträckt, pseudo-sexkantig vana.

Eftersom Kobaltocalcit (även Cobaltocalcit ) bestäms genom tillsats av kobolt hänvisade rosa till rosa färgade sorter. Kalciter är också kända för att ha en ljusrosa färg på grund av tillsatsen av mangan .

En pseudomorfism från kalcit till Ikait är känd som glendonit .

Utbildning och platser

Calcitnålar på gul fluorit
stalaktitisk kalcit från Mexiko
Denna stora "dubbla spar" -kristall (engelska: isländsk spar ) från New Mexico är en av de största i sitt slag i USA.

Kalcit bildas enligt den kemiska jämvikten :

Jämvikten i ovanstående reaktion förskjuts alltmer till höger sida med ökande temperatur. I varma vatten kan levande saker bilda kalkhöljen med mindre energi. I ångpannor och andra kärl i vilka kalkhaltigt vatten värms, skala skapas på detta sätt .

Kalcit kan vara såväl massiv som granulär , fibrös eller i kristaller och i det senare fallet uppvisar den största variationen av former av alla mineraler. Som ett bergbildande mineral är det ett av de vanligaste mineralerna i jordskorpan och förekommer både i vulkaniska bergarter , till exempel i karbonatiter , i metamorfa ( marmor ) eller sedimentära bergarter som kalksten . Det förekommer ensamt eller i samband med andra mineraler i korridorer , men förekommer också på jordens yta. Kalcit bildades ofta genom biomineralisering, vare sig det var i bergformationer, i jorden, som delvis oönskad plack (förutom företrädesvis kalciumhydroxylapatit) etc. men här alltid under mycket specifika mikro-miljöförhållanden.

Kalcit löser sig bra i surt vatten och lakas lätt ut ur kalksten, vilket skapar grottsystem. Den upplösta kalcinen deponeras någon annanstans. Detta skapar de typiska stalaktiterna , stalagmiterna och stalaktiterna .

Överlägset de största kalciumfyndigheterna kan spåras tillbaka till marina fyndigheter . De kalcithaltiga skelett och skal från otaliga små marina djur som musslor , koraller och olika protister som koksitoforer bosätter sig på havsbotten. Dessa kalkalger är mindre än 30 mikrometer och räknas bland nanoplankton . De bildar små kalkhaltiga sköldar, de så kallade kokoliterna , som sjunker till havsbotten efter att algerna dör. De kritklippor i Dover består av sådana coccoliter. Även korallrev spelar en framträdande roll i kalcit.

Oorganiska, abiogena bildningsområden av kalcit är plana, i de tidvatten , tropiska havsplattformarna. Där fälls kalcit ut i form av millimeterstora sfärer (Kalkooiden). Kalcit i marmor går tillbaka till termisk metamorfos av kalcidsediment.

Från ett djup av 3500 meter, det så kallade kalcitkompensationsdjupet , löses kalcit helt i vatten. Därför bevaras varken kalsitsediment eller musselskal eller skelett på detta djup.

Kalcit förekommer som en insättning i statolith membranet hos de makulära organ den innerörat . Där spelar det en viktig roll i uppfattningen av accelerationer och vinkelrätt riktning .

Island är mest känt för sina extraordinära kalkitfynd, där de största kristallerna hittills har hittats förutom den klara dubbla sparren . Vid Helgustadir nära Reyðarfjörður var den största kristallen 7 m × 7 m × 2 m och den tyngsta hade en vikt på 280 ton. En kalcitboom som mäter 109 cm × 95 cm × 46 cm och väger cirka 500 kg hittades i "Sterling Bush" -grottan i Lewis County (New York) .

En av de största kalciterna som visas på museer, som väger 230 kg, finns i Natural History Museum i London.

använda sig av

Byggmaterial och råmaterial

De kalcithaltiga marmorstenarna , kalkstenen och onyxmarmornen är dekorativa och byggnadsmaterial av hög kvalitet. Kalcit i kalksten används också för produktion av cement och konstgödsel och som tillsatsmedel vid smältning av malm . Den används också i sura, rutilbelagda och basiska elektroder som en skyddande gasgenerator vid manuell bågsvetsning.

Optisk komponent

Särskilt rena kristaller används på grund av deras optiska egenskaper (starkt dubbelbrytande) inom den optiska industrin , särskilt i polarisationsoptik , till exempel polarisationsprisma i form av Glan-Taylor-prismer eller som retardationsplattor .

Ädelsten

Kalcit i olika ädelstenssnitt

Kalcit är faktiskt för mjukt för kommersiell ädelstensproduktion och på grund av sin perfekta klyvning också för känsligt. Ibland erbjuds det dock i en slät klippning som en cabochon eller tumlad sten. Erfarna samlare lyckas också forma kalcit till fasetter .

Terrariumsubstrat

Markkalcit eller kalksten säljs som "kalciumsand" i olika fina kornstorlekar under olika varumärken som substrat för terrarier . Grundidén är att "kalciumsand" inte leder till igensättning på grund av dess syralöslighet efter intag av terrariedjur, i motsats till konventionell syraolöslig kvartssand . Emellertid sägs "kalciumsand" också leda till klumpar i mag-tarmkanalen och därmed till svår förstoppning, som endast kan behandlas kirurgiskt. Ögonlock och läppar kan också hålla fast snabbt. Den antagna huvudorsaken till intag av terrariumsubstrat är ett underskott av djuren med kalcium. På grund av de allmänt negativa konsekvenserna av substratintag bör detta inte motverkas genom att använda "kalciumsand" utan genom att erbjuda sepia-massa och berika fodret med kalciuminnehållande kosttillskott.

Navigationshjälp

Dubbel spar användes möjligen av vikingarna som navigeringshjälpmedel under deras resor . På grund av dess dubbelbrytande egenskaper, när solen ses genom en sådan kristall, skapas två ljusbuntar vars intensitet beror på solljusets infallsvinkel. Om båda ljusbuntarna är identiska i sin intensitet, är kristallen inriktad mot solen. I ett experiment fann forskare att detta fungerar tillförlitligt även när det är molnigt och till och med upp till 40 minuter efter solnedgången.

Se även

litteratur

webb-länkar

Commons : Calcite  - samling av bilder, videor och ljudfiler
Wiktionary: Calcit  - förklaringar av betydelser, ordets ursprung, synonymer, översättningar

Individuella bevis

  1. a b c d Hugo Strunz , Ernest H. Nickel : Strunz Mineralogical Tables. Kemisk-strukturellt mineralklassificeringssystem . 9: e upplagan. E. Schweizerbart'sche Verlagbuchhandlung (Nägele och Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X , s.  286 (engelska).
  2. a b c d Wolfgang F. Tegethoff: Kalciumkarbonat. Från krita till 2000-talet . Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-0348-8259-0 , pp. 10 ( begränsad förhandsgranskning i Google Book-sökning).
  3. ^ Daniel W. Thompson, Michael J. De Vries, Thomas E. Tiwald, John A. Woollam: Bestämning av optisk anisotropi i kalcit från ultraviolett till mitten av infraröd genom generaliserad ellipsometri . I: Thin Solid Films . tejp 313-314 , 1998, sid. 341-346 , doi : 10.1016 / S0040-6090 (97) 00843-2 (engelska).
  4. a b Hans Lüschen: Namnen på stenarna. Mineralriket i språkspegeln . 2: a upplagan. Ott Verlag, Thun 1979, ISBN 3-7225-6265-1 , s. 246 .
  5. ^ Wilhelm von Haidinger: Handbok för att bestämma mineralogi: innehålla terminologi, systematik, nomenklatur och egenskaper hos mineralrikets naturhistoria . Braumüller & Seidel, Wien 1845, s. 464–465 ( reader.digitale-sammlungen.de [nås den 18 november 2019]).
  6. a b Stefan Weiß: Den stora Lapis mineralkatalogen. Alla mineraler från A - Z och deras egenskaper. Status 03/2018 . 7: e, helt reviderad och kompletterad upplaga. Weise, München 2018, ISBN 978-3-921656-83-9 .
  7. Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA / CNMNC List of Minerals 2009. (PDF 1703 kB) In: cnmnc.main.jp. IMA / CNMNC, januari 2009, nås 18 november 2019 .
  8. Hans Jürgen Rösler : Mineralogys lärobok . 4: e reviderade och utökade upplagan. Tyskt förlag för grundindustrin (VEB), Leipzig 1987, ISBN 3-342-00288-3 , s.  695 .
  9. ^ Kalcit . I: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Red.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America . 2001 (engelska, handbookofmineralogy.org [PDF; 68  kB ; nås den 18 november 2019]).
  10. Antrakolit. I: Mineralienatlas Lexikon. Stefan Schorn et al., Åtkomst den 18 november 2019 .
  11. Richard V. Gaines, H. Catherine W. Skinner, Eugene E. Foord, Brian Mason , Abraham Rosenzweig: Dana New mineralogi . 8: e upplagan. John Wiley & Sons, New York et al. 1997, ISBN 0-471-19310-0 , pp. 428 .
  12. Calcite Satin Spar (kort Satin Spar ). I: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, nås den 18 november 2019 (engelska, tyska synonymer Atlasspat och Atlasspath ).
  13. Ulrich Henn: Gemstone Dictionary . Red.: Tyska gemmologiska föreningen. Självpublicerat, Idar-Oberstein 2001, ISBN 3-932515-24-2 , s. 10 .
  14. a b Namnsökning, handelsnamn och vad de betyder. EPI - Institute for Gemstone Testing, nås den 18 november 2019 (inmatning av motsvarande sort eller handelsnamn krävs).
  15. kanonspar. I: Mineralienatlas Lexikon. Stefan Schorn et al., Åtkomst den 18 november 2019 .
  16. koboltkalsit. I: Mineralienatlas Lexikon. Stefan Schorn et al., Åtkomst den 18 november 2019 . och mangan localcite. I: Mineralienatlas Lexikon. Stefan Schorn et al., Åtkomst den 18 november 2019 .
  17. Karl-Erich Schmittner, Pierre Giresse: Mikromiljökontroller av biomineralisering: ytliga processer för apatit och kalcitutfällning i kvartära jordar, Roussillon, Frankrike . I: Sedimentologi . tejp 46 , nr. 3 , 1999, s. 463-476 , doi : 10.1046 / j.1365-3091.1999.00224.x (engelska).
  18. Mineralregister. I: Mineralienatlas Lexikon. Stefan Schorn et al., Åtkomst den 18 november 2019 .
  19. ^ Charles Palache : den största kristallen. I: minsocam.org. American Mineralogist, nås den 18 november 2019 (ursprungligen publicerad i: American Mineralogist. Volym 17, 1932, s. 362-363).
  20. ^ Krassmann: Jätte Island Spar från Helgustadir, Island. I: mineral- exploration.de. 28 februari 2018, nås den 3 april 2018 .
  21. ^ Walter Schumann: Ädelstenar och ädelstenar. Alla typer och sorter. 1900 unika bitar . 16: e, reviderad upplaga. BLV Verlag, München 2014, ISBN 978-3-8354-1171-5 , pp. 224 .
  22. Michael RW Peters: Kalcit (med bildexempel på polerad kalcit). I: realgems.org. 24 juli 2011, nås 18 november 2019 .
  23. Ik Vikingar använde transparent mineral som solkompass. scinexx das wissensmagazin, 2 november 2011, nås den 18 november 2019 .
  24. R Guy Ropars, Gabriel Gorre1, Albert Le Floch, Jay Enoch, Vasudevan Lakshminarayanan: En avpolarisator som en möjlig exakt solsten för vikingnavigering med polariserat takfönster . In: Proceedings of the Royal Society A . 2011, doi : 10.1098 / rspa.2011.0369 .
  25. ^ Albert Le Floch, Guy Ropars, Jacques Lucas, Steve Wright, Trevor Davenport, Michael Corfield, Michael Harrisson: 1600-talets Alderney-kristall: en kalcit som en effektiv optisk referens? In: Proceedings of the Royal Society A . tejp 469 , nr. 2153 , 2013, doi : 10.1098 / rspa.2012.0651 .