mini|Stufe mit farblosen bis weißen Chabasitkristallen aus der Sammlung des Prager National Museums mini|Stufe mit weiß durchscheinenden Chabasitkristallen aus Lambareiði, Färöer, Dänemark (Größe: 8 cm × 4 cm) mini|Tafelige Chabasit-Ca-Kristalle aus dem Steinbruch Poudrette, Mont Saint-Hilaire, Kanada (Sichtfeld: 2,8 × 2,2 mm)
Chabasit ist die Sammelbezeichnung für ein nicht näher bestimmtes Mineral einer Mischkristallreihe mit den von der International Mineralogical Association (IMA) anerkannten Endgliedern Chabasit-Ca, Chabasit-K, Chabasit-Mg, Chabasit-Na (auch Herschelit) und Chabasit-Sr aus der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“. Strukturell gehören die Chabasite zu den Gerüstsilikaten (Tektosilikate) und dort zur Familie der Zeolithe.
Alle Mitglieder gehören der gleichnamigen Chabasitgruppe an und kristallisieren im trigonalen Kristallsystem mit folgender chemischer Zusammensetzung:
Chabasit-Ca – Ca2[Al4Si8O24]·13H2O Chabasit-K – (K2NaCa0.5)[Al4Si8O24]·11H2O Chabasit-Mg – (Mg0.7K0.5Ca0.5Na0.1)[Al3Si9O24]·10H2O Chabasit-Na – (Na3K)[Al4Si8O24]·11H2O Chabasit-Sr – (Sr,Ca)2[Al4Si8O24]·11H2O
Chabasite sind damit wasserhaltige Alumosilikate mit wechselnden Gehalten an Calcium, Kalium, Magnesium, Natrium und Strontium.
Meist entwickeln Chabasite rhomboedrische sowie tafelige und pseudokubische, würfelähnliche Kristalle und Durchkreuzungszwillinge, kommen aber auch in Form körniger oder massiger Mineral-Aggregate vor. In reiner Form, das heißt ohne formelfremde Beimengungen, sind Chabasite farblos und durchsichtig mit einem glasähnlichen Glanz auf den Oberflächen. Sie sind durch vielfache Lichtbrechung aufgrund von Gitterbaufehlern oder polykristalliner Ausbildung aber oft auch durchscheinend weiß. Durch Fremdbeimengungen beispielsweise von Eisen (Fe) können Chabasite gelegentlich auch eine gelborange, rosa oder rötliche bis bräunliche Farbe annehmen, wobei die Transparenz entsprechend abnimmt. Sehr selten werden auch grünliche Chabasite gefunden. Die Strichfarbe von Chabasit ist allerdings immer weiß.
Mit einer Mohshärte von 4 bis 5 gehören die Chabasite zu den mittelharten Mineralen, die sich wie die Referenzminerale Fluorit (Härte 4) und Apatit (Härte 5) leicht bis gerade noch mit einem Taschenmesser ritzen lassen.
Etymologie und Geschichte Erstmals beschrieben wurde das Zeolith-Mineral 1777 durch Ignaz von Born, der es als Zeolithus crystallisatus cubicus Islandiae bezeichnete. 1783 verkürzte Jean-Baptiste Romé de L’Isle diese Bezeichnung auf Zéolite en cube.
Louis-Augustin Bosc d’Antic prägte für diesen „Würfelzeolith“ 1892 den Eigennamen „Chabazie“ nach dem altgriechischen Wort für Hagelstein (siehe dazu auch die in der Medizin als Hagelkorn bekannte Augenlidentzündung Chalazion), da das Mineral meist in Form kleiner, weißer Kristalle gefunden wurde. Die ursprüngliche altgriechische Schreibweise des Wortes war allerdings Χαλάζιος [chalazios]. Bekannt wurde das Wort durch das griechische Lehrgedicht „Lithika“ aus dem 4. Jahrhundert n. Chr., wo es in der speziellen Vokativform Χαλάζιε in der Gedichtzeile:
Im 18. Jahrhundert verbreitete sich das Wort allerdings in der Falschschreibung Χαβάζιε, welche trotz der 1781 durch Thomas Tyrwhitt (1730–1786) erfolgten Berichtigung von den Mineralogen beibehalten wurde. René-Just Haüy wandelte Bosc d’Antics gewählten Namen 1801 in Chabasie ab und Abraham Gottlob Werner prägte schließlich die deutsche Bezeichnung Chabasit. Durch Dietrich Ludwig Gustav Karsten ist zudem noch das Synonym Chabasin überliefert, das sich allerdings nicht allgemein durchsetzte.
Im Zuge der Neuordnung der Familie der Zeolithe 1997 wurden auch die Endglieder Heulandit-Mischreihe neu definiert und die in der Formel vorherrschenden Kationen als Kürzel angehängt.
Als Typlokalität für die Einzelminerale gelten für Chabasit-Ca der Ort Colle del Lares im Nicolò-Tal, einem Nebental des Fassatals in der italienischen Provinz Trentino (Südtirol) Chabasit-K die Ortschaft Ercolano nahe dem zum Vesuv-Komplex gehörenden Vulkan Monte Somma in der italienischen Metropolitanstadt Neapel Chabasit-Mg der Steinbruch Karikás nahe der Gemeinde Bazsi im ungarischen Komitat Veszprém Chabasit-Na der Ort Aci Trezza bzw. die Gemeinde Aci Castello nahe dem Ätna-Vulkankomplex in der italienischen Metropolitanstadt Catania auf Sizilien Chabasit-Sr der Berg Suoluaiw (Суолуайв) nahe der Ortschaft Lowosero in der russischen Oblast Murmansk
Klassifikation Bereits in der letztmals 1977 überarbeiteten 6. bzw. 1982 herausgegebenen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte die Chabasitgruppe mit der Systemnummer VIII/F.14 zur Mineralklasse der „Silikate“ und dort zur Abteilung der „Gerüstsilikate (Tektosilikate)“, wo sie innerhalb der über mehrere Gruppen reichende „Zeolith-Familie“ (Gruppen 10 bis 15) neben dem zu dieser Zeit noch als ein Mineral geltenden Chabasit die weiteren Mitglieder Erionit, Gmelinit, Lévyn und Offretit enthielt.
In der zuletzt 2018 überarbeiteten Lapis-Systematik nach Stefan Weiß, die formal auf der alten Systematik von Karl Hugo Strunz in der 8. Auflage basiert, erhielten die hier nun getrennten Endglieder Chabasit-Na, Chabasit-K, Chabasit-Mg, Chabasit-Ca und Chabasit-Sr die System- und Mineralnummern VIII/J.26-20, VIII/J.26-25, VIII/J.26-28, VIII/J.26-30 und VIII/J.26-35. Dies entspricht ebenfalls der Abteilung „Gerüstsilikate“, wobei in den Gruppen VIII/J.21 bis 27 die Minerale der „Zeolithgruppe“ einsortiert sind. Die Chabasite bilden hier zusammen mit Bellbergit, Erionit-Ca, Erionit-K, Erionit-Na, Gmelinit-Ca, Gmelinit-K, Gmelinit-Na, Lévyn-Ca, Lévyn-Na, Mazzit-Mg, Mazzit-Na, Offretit, Perlialit, Tschernichit und Willhendersonit die von Systemnummer VIII/J.26 bis 27 reichende Gruppe der „Würfelzeolithe“.
Die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet die Chabasite in die bereits feiner unterteilte Abteilung der „Gerüstsilikate (Tektosilikate) mit zeolithischem H2O; Familie der Zeolithe“ ein. Diese ist zudem weiter unterteilt nach der Struktur der Silikatgerüste, Die Minerale sind hier entsprechend ihrer Zusammensetzung und ihrem Aufbau in der Unterabteilung „Ketten von Fünfer-Ringen“ zu finden sind, wo sie nur noch zusammen mit Willhendersonit die „Chabasitgruppe“ mit der Systemnummer 9.GD.10 bilden.
Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet die Chabasite in die Klasse der „Silikate“ und dort in die Abteilung der „Gerüstsilikate: Zeolith-Gruppe“ ein. Hier sind sie zusammen mit Erionit-Na, Erionit-K, Erionit-Ca, Faujasit-Na, Faujasit-Ca, Faujasit-Mg, Gmelinit-Na, Gmelinit-Ca, Gmelinit-K, Herschelit (= Chabasit-Na), Lévyn-Ca, Lévyn-Na, Offretit, Tschörtnerit und Willhendersonit in der Gruppe „Chabasit und verwandte Arten“ mit der Systemnummer 77.01.02 innerhalb der Unterabteilung „Echte Zeolithe“ zu finden.
Kristallstruktur Alle Chabasite kristallisieren trigonal in der (Kristallklasse ) mit folgenden Gitterparametern bei 6 Formeleinheiten pro Elementarzelle:
Chabasit-Ca: a = 13,80 Å und c = 15,02 Å Chabasit-K: a = 13,849 Å und c = 15,165 Å Chabasit-Mg: a = 13,777 Å und c = 14,872 Å Chabasit-Na: a = 13,863 Å und c = 15,165 Å Chabasit-Sr: a = 13,715 Å und c = 15,09 Å
Alumosilikatgerüst Die Si4+- und Al3+-Ionen sind tetraedrisch von vier Sauerstoffanionen umgeben, so dass die Kationen im Zentrum und die Anionen an den Ecken des Koordinationspolyeders liegen.
Die (Al,Si)O4-Tetraeder sind an allen vier Ecken über gemeinsame Sauerstoffionen zu einem Gerüst verknüpft, das durch den Einbau von Al statt Si eine negative (anionische) Ladung hat. Diese wird durch den Einbau von Kationen in den Hohlräumen des Gerüstes ausgeglichen.
Das Chabasit-Gerüst (Gerüsttyp „CHA“) setzt sich aus 8er-, 6er- und 4er-Ringen zusammen und zeichnet sich durch ein dreidimensionales Kanalsystem aus. Es wird in drei Raumrichtungen von Kanälen durchzogen, die den Durchgang von Teilchen mit einem maximalen Durchmesser von 3,72 Å erlauben. Die Hohlräume des Gerüstes können Teilchen von maximal 7,37 Å Durchmesser aufnehmen. Der Anteil des zugänglichen Volumens liegt bei 17,3 % und die Gerüstdichte beträgt 15,1 Tetraeder/1000 Å3.
Sekundäre Baueinheiten
Das CHA-Gerüst kann aus jeder der folgenden Sekundären Baueinheiten aufgebaut werden: 6 (ebene 6er-Ringe), 6-6 (Doppel-6er-Ringe), 4 (4er-Ringe) oder 4-4 (Doppel-4er-Ringe).
Das CHA-Gerüst gehört zur ABC-6-Familie. Die zweidimensionale Periodische Baueinheit (PerBU) besteht aus einer hexagonalen Anordnung nicht direkt verknüpfter, ebener 6-er-Ringe in der a-b-Ebene. Diese Ebenen mit 6er-Ringen sind in c-Richtung aufeinander gestapelt, jeweils mit einem Versatz von +(2/3a + 1/3b), -(2/3a + 1/3b) oder +(0a + 0b – kein Versatz). Die innerhalb einer Schicht isolierten 6er-Ringe sind über 4er-Ringe mit den 6-er-Ringen benachbarter Schichten zu einem Gerüst verbunden, so dass sich für das CHA-Gerüst eine AA-BB-CC-Abfolge der periodischen Baueinheit ergibt.
Aufbauende Baueinheiten
Eine alternative Beschreibung baut die Gerüststruktur aus größeren Baueinheiten, den Composite Building Units zusammen. Das CHA-Gerüst lässt sich mit Doppel-6er-Ringen (d6r) oder mit der Chabasit-Kaverne (cha) beschreiben. Die Chabasit-Kaverne ist der Porenraum des Chabasits und wird begrenzt von zwölf 4er-Ringen, zwei 6er-Ringen und sechs 8er-Ringen (Flächensymbol [412.62.86]) und kann Teilchen mit einem Durchmesser von maximal 7,37 Å Durchmesser aufnehmen. Verbunden sind die cha-Kavernen in Richtung der a-Achse über die 6er-Ringe und in Richtung der Raumdiagonalen über die 8er-Ringe. Mit dieser Verknüpfung der cha-Kavernen über die großen 8er-Ringe ergibt sich das dreidimensionale Kanalsystem des CHA-Gerüstes, durch das Teilchen mit einem Durchmesser von bis zu 3,72 Å ausgetauscht werden können. Der „pore descriptor“ des CHA-Gerüstes ist somit {3 [412.62.86] <100>(6-ring), <111>(8-ring)}.
Eigenschaften Kristallmorphologie mini|Schemazeichnung von Kristallzwillingen Chabasite bilden häufig rhomboedrische oder tafelige bis würfelähnliche (pseudokubische) Kristalle, deren Kristallflächen mit den Indizes {101}, {012}, {021}, {211} und {214} angegeben werden. Ebenso oft finden sich Zwillingsbildungen als Ergänzungs- und Durchdringungszwillinge nach {0001}.
Physikalische Eigenschaften Die Dichte von Chabasit beträgt gemessen zwischen 2,05 und 2,20 g/cm3; berechnet dagegen 2,035 g/cm³.
Das Mineral zeigt eine undeutliche bis deutliche Spaltbarkeit nach {101}. Die Bruchflächen sind uneben bis muschelig.
Optische Eigenschaften Die Brechungsindizes der einachsig positiven Chabasite liegt für nε zwischen 1,478 und 1,490 sowie für nω zwischen 1,480 und 1,485. Die Doppelbrechung liegt zwischen 0,005 und 0,008.
Bildung und Fundorte mini|Farbloser Chabasit-Na (Einkristall, Bildmitte oben) und ebenfalls farbloser Phillipsit (schuppiges Aggregat, Bildmitte) aus Aci Castello, Sizilien, Italien (Sichtfeld 21 mm) mini|Lachsfarbener, pseudokubischer Chabasit-Ca-Zwilling auf farblosem Heulandit-Ca aus Wasson Bluff, Parrsboro, Bay of Fundy, Cumberland County, Nova Scotia, Kanada (Größe: 3,3 cm × 2,9 cm × 1,5 cm) mini|Gelblicher Chabasit von der Cheltenham Beach, Devenport, Nordinsel, Neuseeland (Sichtfeld 5 mm)
Chabasite bilden sich vorwiegend hydrothermal in Blasenhohlräumen (Miarolen) magmatischer Gesteine wie unter anderem granitischer Pegmatite, Basalte und Phonolithe, kommt aber häufig auch an den Austrittsöffnungen von Thermalquellen vor. Als Begleitminerale können neben weiteren Zeolithen wie Stilbit, Harmotom noch Calcit, Dolomit, Epidot, Melilith, Nephelin und Tridymit sowie verschiedene Amphibole und Pyroxene, Axinite und Olivine auftreten.