Die Skapolithe bilden eine Gruppe von feldspatähnlichen Gerüstsilikaten der allgemeinen chemischen Formel M₄[T₁₂O₂₄]A mit M = Na, Ca, T = Si, Al und A = Cl, CO₃, SO₄, die in einem ternären Mischkristallsystem mit den folgenden Endgliedern darstellbar sind:

Marialith         Na₄[Al₃Si₉O₂₄]Cl

Mejonit           Ca₄[Al₆Si₆O₂₄]CO₃

Silvialith          Ca₄[Al₆Si₆O₂₄]SO₄

Die meisten Skapolithe gehören der binären Mischkristallreihe zwischen Marialith und Mejonit an. In Abhängigkeit vom Mischungsverhältnis der beiden Endglieder Marialith (Ma) und Mejonit (Me) werden folgende Mischungsglieder unterschieden:

Marialith         Me₀ – Me₂₀

Dipyr               Me₂₀ – Me₅₀

Mizzonit          Me₅₀ – Me₈₀

Mejonit           Me₈₀ – Me₁₀₀

Skapolithe kristallisieren tetragonal und werden zumeist in Form von langgestreckten Prismen angetroffen. Sie besitzen eine vollkommene bis deutliche Spaltbarkeit und einen muscheligen Bruch. Die Härte nach Mohs beträgt 5 – 6.

Die Gerüststruktur der Skapolithe besteht aus Viererringen aus [(Si,Al)O₄]-Tetraedern, angeordnet in Form von Kanälen parallel zur c-Achse. In kleineren Hohlräumen sitzen die Kationen Na⁺ und Ca²⁺, in größeren Hohlräumen die Anionen Cl^-, [CO₃]^2-, [SO₄]^2-.

Der Name leitet sich vom griechischen skapos = Stab und lithos = Stein ab und wurde 1800 von dem brasilianischen Mineralogen José Bonifácio de Andrada e Silva eingeführt. Er entdeckte auf einer Reise durch Schweden mehrere Minerale, darunter auch Skapolith. Damals bezeichnete er ihn als Wernerit, zu Ehren des Freiberger Mineralogen Abraham Gottlob Werner, bei dem er eine Ausbildung zum Bergbeamten absolvierte. Seit 1997 wird der alte Name Wernerit nicht mehr geführt und Skapolith wurde von der IMA (International Mineralogical Association) als Gruppenname festgelegt.

Skapolithe sind metamorphe, z.T. metasomatische Bildungen und finden sich in Gneisen und Metabasiten (basische metamorphe Gesteine) sowie in Skarnen (Kalksilikatgesteine). Sie sind undurchsichtig bis durchsichtig, meist grau bis weiß bzw. farblos. Steine in Edelsteinqualität (Abb. 1) variieren von farblos über gelb und gelbbraun zu violett und braunviolett sowie selten rosa. Ursächlich für gelbe bis gelbbraune Farben ist dreiwertiges Eisen. Das Spektrum ist durch einen kontinuierlichen Anstieg der Absorptionskurve hin zum UV-Bereich gekennzeichnet mit einer Absorptionsbande bei 380 nm und einer Schulter bei 420 nm. Das Absorptionsspektrum der violetten Skapolithe ist durch eine breite Bande mit Maximum bei 550 nm charakterisiert, die auf Farbzentren zurückgeführt wird, speziell SO₃^- oder CO₃^--Zentren. Die Farbstabilität liegt bei ca. 350 – 400°C, bei höheren Temperaturen werden violette Skapolithe farblos.

 Abb. 2: Pleochroismus von (A) gelbem, (B) und (C) violettem und (D) violettbraunem Skapolith. Vergrößerung 10x, Fotos: U. Henn. 

Farblose Skapolithe werden in Sri Lanka, Burma und Afghanistan gefunden, gelbe bis gelbbraune in Brasilien, Madagaskar, Tansania, Mosambik, Sri Lanka, Indien und Tadschikistan (Pamir), violette in Tansania, Afghanistan und Tadschikistan (Pamir) und rosafarbige in Burma. Gelbe Skapolithe sind schwach pleochroitisch und zwar gelb/farblos, während violette Exemplare meist einen kräftigen Pleochroismus von violett nach farblos besitzen (Abb. 2).

Abb. 3: Skapolith-Katzenauge und Sternskapolith. Bildbreite ca. 5 cm, Foto: Q. Wang, DGemG.

Spezielle optische Phänomene sind Katzenaugen und selten Sternsteine (Abb. 3) sowie aventurisierende Exemplare. Katzenaugen sind meist farblos und aufgrund dichter Scharen parallel zueinander orientierter nadel- bis leistenförmiger Einschlüsse meist getrübt. Besitzen die Einschlüsse eine Eigenfarbe, z.B. Goethit, Lepidokrokit oder Pyrrhotin, weisen Skapolith-Katzenaugen rötlich-braune bis rotbraune, bräunlich-orange sowie gelbbraune Farben auf. Vorkommen sind Sri Lanka, Tansania, Kenia, Madagaskar und Indien. Violette Skapolith-Katzenaugen stammen aus Burma und Afghanistan, pinkfarbige aus Burma. Rötlich-braune Sternskapolithe, z.B. aus Tansania und Sri Lanka, sind eigentlich Katzenaugen mit einem zusätzlichen vierstrahligen Stern. Wie in Abb. 3 ersichtlich, dominiert die Lichtlinie vom Katzenauge und zwei schräg dazu verlaufende schwächere Lichtlinien ergänzen das Phänomen zu einem sechsstrahligen Sterneffekt. Als Ursache für die rötlich-braune Farbe werden die orientiert eingelagerten Einschlüsse (Lepidokrokit) angegeben. Das Aventurisieren und die orange Farbe vereinzelter Skapolithe aus Tansania ist auf Einschlüsse von Hämatit zurückzuführen.

Abb. 4: Abhängigkeit der Lichtbrechung und maximalen Doppelbrechung von der chemischen Zusammensetzung.

Lichtbrechung, maximale Doppelbrechung und Dichte variieren deutlich in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung:

n_o = 1,539 – 1,600

n_e = 1,531 – 1,565

Δn = 0,008 – 0,035

D = 2,50 – 2,80 g/cm³

Die Abhängigkeit der Lichtbrechung und maximalen Doppelbrechung vom Marialith- bzw. Mejonit-Gehalt ist in Abb. 4 graphisch dargestellt und erlaubt eine relative Abschätzung der chemischen Zusammensetzung.

In Tabelle 1 im Anhang sind die chemische Zusammensetzung im Vergleich zu Lichtbrechung, maximaler Doppelbrechung und Dichte ausgesuchter Skapolith-Proben zusammengefasst. Die höchsten Lichtbrechungswerte für Skapolithe in Edelsteinqualität wurden bei gelben Steinen aus Kenia gemessen, die zudem eine sehr hohe Doppelbrechung aufweisen:

n_e = 1,549

n_o = 1,590

Δn = 0,041

Die niedrigsten Werte wurden bei violetten Skapolithen aus Tansania bestimmt:

n_e = 1,531

n_o = 1,539

Δn = 0,008

Skapolithe zeigen eine zumeist deutliche Fluoreszenz unter langwelliger und kurzwelliger ultravioletter Strahlung. Ursächlich für die Fluoreszenz sind Schwefelzentren der Form (S₂)^-, die typischen Fluoreszenzfarben sind in Tabelle 2 im Anhang aufgelistet. In Abb. 5 und 6 ist das Fluoreszenzverhalten von violettem und rosafarbigem Skapolith dargestellt.

Abb. 5: Fluoreszenzverhalten von violettem Skapolith aus Afghanistan: (A) Tageslicht, (B) unter langwelligem UV und (C) unter kurzwelligem UV. Fotos: U. Henn, DGemG.

Abb. 6: Fluoreszenzverhalten von rosafarbigem Skapolith: (A) Tageslicht, (B) unter langwelligem UV und (C) unter kurzwelligem UV. Fotos: U. Henn, DGemG.

Farblose Skapolithe aus Afghanistan können Photochromismus (Tenebresenz) zeigen, d.h. durch UV-Bestrahlung färben sie sich blau (Abb. 7). Der Effekt ist unter kurzwelliger ultravioletter Strahlung stärker als unter langwelligem UV. Photochrome Skapolithe aus Afghanistan weisen zudem eine kräftige Fluoreszenz auf.

Abb. 7: Photochromismus und Fluoreszenz von farblosem Skapolith aus Afghanistan: (A) im Tageslicht, (B) im Tageslicht nach UV-Bestrahlung, (C) unter langwelligem UV und (D) unter kurzwelligem UV. Fotos: U. Henn, DGemG.

Häufige Einschlüsse in Skapolith sind parallel zur c-Achse des Wirtkristalls eingelagerte längliche Einschlüsse, bei denen es sich entweder um Kristallnadeln, röhren- bis leistenförmige Hohlräume mit kristalliner oder fluider Füllung oder Spaltleisten handelt. Weiterhin können Mineraleinschlüsse und Fluideinschlüsse in Form von Heilungsrissen auftreten. Abb. 8 und 9 zeigen exemplarische Einschlussmerkmale von Skapolithen sowie Skapolith-Katzenaugen und Sternskapolith.

Abb. 8: Mineraleinschlüsse in Skapolith: (A) farblose prismatische Apatiteinschlüsse (50x), (B) rote tafelige Hämatiteinschlüsse und parallel zur c-Achse des Wirtkristalls eingelagerte leistenförmige Hohlräume, die teilweise mit Goethit (braun) gefüllt sind sowie parallele Flächen mit dendritischen schwarzen Magnetit-Einschlüssen (50x), (C) seitliche Beleuchtung erzeugt an den tafeligen Hämatiteinschlüssen ein z.T. kräftiges Irisieren (50x), (D) dendriten- bis skelettförmige schwarze Magnetiteinschlüsse (50x), (E) parallel zur c-Achse des Wirtkristalls eingelagerte Kristallnadeln (50x), (F) in drei Richtungen orientiert eingelagerte braune Kristallnädelchen (Lepidokrokit) in einem Sternskapolith (50x). Fotos: T. Stephan, DGemG.

Abb. 9: Fluideinschlüsse in Skapolith: (G) Heilungsriss aus z.T. zweiphasig gefüllten Flüssigkeitströpfchen (30x), (H) bei höherer Vergrößerung sind Negativformen und schwarze Einschlüsse (Graphit) in den Hohlräumen erkennbar (50x), (I) Heilungsriss aus Negativkristallen und stäbchenförmigen Kanälchen mit z.T. zweiphasiger Füllung (40x), (J) Negativkristalle und parallel zueinander orientierte stäbchenförmige Kanälchen mit teilweise zweiphasiger Füllung (50x). Fotos: T. Stephan, DGemG.

Autor

Dr. Ulrich Henn, DGemG
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