Allophan
Allophan
Allophane-352375.jpg
Allophan-Aggregat aus der Graphic Mine bei Magdalena (New Mexico)
Chemische Formel x Al2O3 · y SiO2 · z H2O ; x:y=1:1
Mineralklasse Schichtsilicate (Phyllosilicate)
9.ED.20 (8. Auflage: VIII/H.26-10) (nach Strunz)
71.01.04.01 (nach Dana)
Kristallsystem amorph
Kristallklasse
Farbe weiß, grau, bläulich, grünlich, braun
Strichfarbe weiß
Mohshärte 3
Dichte (g/cm3) gemessen: 2,75[1]
Glanz Glasglanz, Fettglanz, erdig
Transparenz durchsichtig undurchsichtig
Bruch muschelig bis erdig
Spaltbarkeit keine
Habitus traubige, stalaktitische oder erdige Aggregate
Kristalloptik
Brechungsindex n = 1,468 bis 1,512 (in getrocknetem Zustand)[1]
Doppelbrechung
(optische Orientierung)
 ; isotrop

Allophan (auch Elhuyarit, Ilbait oder Riemannit) ist ein Mineral aus der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“, genauer ein Schichtsilikat. Es ist neben dem bekannten Opal eines der wenigen Minerale, die keinem Kristallsystem angehören, sondern amorph erstarren.

Seine chemische Zusammensetzung ist x Al2O3 · y SiO2 · z H2O, wobei die Variablen x und y im Verhältnis 1:1 stehen. Die Molekülgruppen Aluminiumoxid und Siliciumdioxid sowie das enthaltene Kristallwasser kommen in unterschiedlichen Gehalten vor.

Allophan bildet traubige, stalaktitische oder erdige Mineral-Aggregate von weißer, grauer, bläulicher, grünlicher und brauner Farbe bei weißer Strichfarbe.

Inhaltsverzeichnis

Besondere Eigenschaften

Aufgrund seines lockeren Aufbaus mit vielen Hohlräume und dem hohen Wassergehalt hat Allophan eine sehr geringe Dichte (Trockenrohdichte allophanhaltiger Böden < 0,9 g/cm³). Außerdem weist es eine sehr hohe reaktive Oberfläche (~ 800 m²/g) auf, die hauptsächlich durch "Poren" in den Hohlkugeln (eigentlich defekte Stellen, welche die Hohlkugeln unterbrechen) gebildet wird. Austrocknung und Wasserverlust führen zur irreversiblen Strukturzerstörung.

Vor dem Lötrohr ist Allophan unschmelzbar.[2]

Die zwei Hauptarten aluminiumreiches Allophan (Al:Si, 2:1) und siliziumreiches Allophan (Al:Si, 1:1) entstehen je nach der Verfügbarkeit der Stoffe in der Bodenlösung.

Etymologie und Geschichte

Der Name Allophan ist eine Zusammensetzung aus den griechischen Wörtern ἄλλος allos für „anderer“ und φαίνω phainestai für erscheinen und bezieht sich auf die oft vorhandene Ähnlichkeit mit anderen Kupfermineralen.

Erstmals entdeckt wurde Allophan bei Gräfenthal im Landkreis Saalfeld-Rudolstadt in Thüringen und beschrieben 1816 durch J.F.L. Hausmann und F. Stromeyer: Über Silberkupferglanz und Allophan, Göttingische Gelehrte Anzeigen 2, 1251-1253

Klassifikation

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Allophan zur Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und dort zur Abteilung der „Schichtsilikate (Phyllosilikate)“, wo er zusammen mit Hisingerit, Imogolith, Neotokit und Odinit eine eigenständige Gruppe bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz'schen Mineralsystematik ordnet den Allophan ebenfalls in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Schichtsilikate (Phyllosilikate)“ ein. Diese Abteilung ist allerdings weiter unterteilt nach der Kristallstruktur, so dass das Mineral entsprechend seines Aufbaus in der Unterabteilung der „Schichtsilikate (Phyllosilikate) mit Kaolinitschichten, zusammengesetzt aus tetraedrischen oder oktaedrischen Netzen“ zu finden ist, wo es zusammen mit Bismutoferrit, Chapmanit, Chrysokoll, Imogolith und Neotokit die „Chapmanit-Gruppe“ mit der System-Nr. 9.ED.20 bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Allophan in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Schichtsilikatminerale“ ein. Hier ist er als Namensgeber der „Allophangruppe“ mit der System-Nr. 71.01.04 und den weiteren Mitgliedern Hisingerit, Imogolith, Neotocit und Zinalsit innerhalb der Unterabteilung „Schichtsilikate: Schichten von sechsgliedrigen Ringen mit 1:1-Lagen“ zu finden.

Bildung und Fundorte

Allophan aus der Maid of Sunshine Mine, Turquoise, Cochise County, Arizona

Allophan entsteht vor allem hydrothermal in Spalten von Sedimentgesteinen. Bei der Bodenbildung entsteht es insbesondere durch die chemische Verwitterung von vulkanischen Gläsern und bildet dann sogenannte Lockerbraunerden. Ebenfalls zu finden ist Allophan in Kohle- und Erzlagerstätten. Begleitminerale sind unter anderem Chrysokoll, Cristobalit, Gibbsit, Imogolith, Limonit, Quarz und Vermiculit.

Insgesamt konnte Allophan bisher (Stand: 2011) an rund 370 Fundorten nachgewiesen werden.[3] Neben seiner Typlokalität Gräfenthal wurde das Mineral in Deutschland noch an mehreren Orten im Schwarzwald in Baden-Württemberg; bei Pechbrunn und Kropfmühl in Bayern; Goldhausen und Kirschhausen in Hessen; an mehreren Orten im Harz von Niedersachsen bis Sachsen-Anhalt; bei Untermaubach, Wülfrath und an mehreren Orten des Sauerlands und des Siegerlandes in Nordrhein-Westfalen; bei Antweiler in Rheinland-Pfalz; bei Chemnitz-Markersdorf und Mechelgrün sowie an mehreren Orten im Erzgebirge in Sachsen und bei Gera, Garnsdorf (Saalfeld/Saale), am Bergmannskopf bei Gräfenroda, bei Trusetal und Weckersdorf in Thüringen gefunden werden.

In Österreich trat Allophan unter anderem am Pauliberg im Burgenland; bei Leoben in der Steiermark, und bei Freistadt in Oberösterreich sowie an mehreren Orten der Regionen Kärnten, Salzburg und Tirol.

In der Schweiz fand sich das Mineral am Cavloc-See im Fornotal (Tal des Fornogletschers) im Kanton Graubünden sowie bei Ayer (Val d’Anniviers), Saint-Luc VS und Siders (Granges) im Kanton Wallis.

Weitere Fundorte sind Argentinien, Australien, Moldawien, Belgien, Bolivien, China, Ecuador, Frankreich, Griechenland, Irland, Israel, Italien, Japan, Kasachstan, Kirgisistan, Kanada, Kolumbien, die Demokratische Republik Kongo, Mexiko, Neuseeland, die Niederlande, Norwegen, Polen, Rumänien, Russland, Sambia, Serbien, Simbabwe, die Slowakei, Spanien, Südafrika, Taiwan, Tschechien, Turkmenistan, Ukraine, Ungarn, im Vereinigten Königreich (Großbritannien) und in den Vereinigten Staaten von Amerika (USA).

Auch in Gesteinsproben vom Ostpazifischen Rücken konnte Allophan nachgewiesen werden.[4]

Kristallstruktur

Allophan erstarrt amorph oder semi-kristallin mit Aluminium [6]-, [5]- und [4]-Koordination.[5]

siehe auch

Einzelnachweise

  1. a b Handbook of Mineralogy - Allophane (englisch, PDF 72 kB)
  2. Paul Ramdohr, Hugo Strunz: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. 16. Auflage. Ferdinand Enke Verlag, 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 760, 761.
  3. Mindat - Allophane (englisch)
  4. Mindat - Localities for Allophane
  5. Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. 9. Auflage. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 676.

Literatur

  • Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien Enzyklopädie. Nebel Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0, S. 259.
  • Parfitt, R. L. (1990): Allophane in New Zealand - a review. - Aust. J. Soil Res., 28, 343-360.
  • Scheffer, F. (2002): Lehrbuch der Bodenkunde. – 15. Auflage, 593 S.; Heidelberg, Berlin.

Weblinks

 Commons: Allophan – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

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