Montmorillonit

Montmorillonit
Feinnadeliger Montmorillonit in Quarz eingeschlossen aus der „White Queen Mine“, Hiriart Mountain, Kalifornien, USA
Chemische Formel	~(Al1,67Mg0,33)[(OH)2|Si4O10] • Na0,33(H2O)4[1]
Mineralklasse	Silikate, Schichtsilikate (Phyllosilikate) 9.EC.40 (8. Auflage: VIII/H.19-20) (nach Strunz) 71.03.01a.02 (nach Dana)
Kristallsystem	monoklin
Kristallklasse	monoklin-prismatisch $\ 2/m$ [2]
Farbe	Weiß, Grauweiß, Gelb, Bräunlichgelb, Rötlichgelb, Grünlichgelb
Strichfarbe	Weiß
Mohshärte	1,5 bis 2
Dichte (g/cm3)	2 bis 2,7
Glanz	Fettglanz
Transparenz	durchsichtig bis undurchsichtig
Bruch	uneben
Spaltbarkeit	vollkommen nach {001}
Habitus	mikrokristallin, massige Aggregate
Kristalloptik
Brechungsindex	nα = 1,485 bis 1,535 ; nβ = 1,504 bis 1,550 ; nγ = 1,505 bis 1,550 [3]
Doppelbrechung (optische Orientierung)	δ = 0,020 [3] ; zweiachsig negativ
Winkel/Dispersion der optischen Achsen	2vz ~ gemessen: 5° bis 30° [3]
Pleochroismus	sichtbar[3]: X= Farblos bis Hellbraun, Gelbgrün Y= Dunkelbraun bis Gelbgrün, Olivgrün, Hellgelb Z= Braun bis Olivgrün, Hellgelb
Weitere Eigenschaften
Ähnliche Minerale	Brinrobertsit, Beidellit, Nontronit, Volkonskoit, Swinefordit, Yakhontovit
Besondere Kennzeichen	Dehnt sich um ein vielfaches der Ursprungsgröße aus, wenn Wasser hinzugefügt wird

Montmorillonit ist ein häufig vorkommendes Mineral aus der Gruppe der Tonminerale innerhalb der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“. Es kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung ~(Al_1,67Mg_0,33)[(OH)₂|Si₄O₁₀] • Na_0,33(H₂O)₄^[1] und entwickelt nur mikroskopisch kleine, nadelige Kristalle, die gewöhnlich kompakte, massige Aggregate bilden. Auch Inklusionen (Einschlüsse) von Montmorillonit in Quarz sind bekannt.

In reiner Form ist Montmorillonit weiß. Durch Fremdbeimengungen kann Montmorillonit aber auch gelblich bis rötlich, grünlich oder bläulich gefärbt sein. Die Strichfarbe ist allerdings immer weiß.

Montmorillonit ist wesentlichster Bestandteil (60-80%) von Bentonit

Besondere Eigenschaften

Montmorillonit besitzt ein hohes Ionenaustauschvermögen, da er die Kationen zwischen den Schichten gegen die in Lösung befindlichen austauschen kann.

Bei Zugabe von Wasser dehnt sich das Mineral um ein vielfaches der Ursprungsgröße aus.

Etymologie und Geschichte

Erstmals entdeckt wurde Montmorillonit in der französischen Gemeinde Montmorillon und beschrieben 1847 von Mauduyt, der das Mineral nach seiner Typlokalität benannte.

Klassifikation

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Montmorillonit zur Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und dort zur Abteilung der „Schichtsilikate (Phyllosilikate)“, wo er zusammen mit den Smektiten Namensgeber der mitgliederreichen „Smektit/Montmorillonit-Gruppe“ war.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz'schen Mineralsystematik ordnet den Montmorillonit 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 Glimmertafeln, zusammengesetzt aus tetraedrischen oder oktaedrischen Netzen“ zu finden ist, wo es als Namensgeber die „Montmorillonitgruppe“ mit der System-Nr. 9.EC.40 und den weiteren Mitgliedern Beidellit, Kurumsakit, Nontronit, Volkonskoit und Yakhontovit bildet.

Auch die Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Montmorillonit in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Schichtsilikatminerale“ ein. Hier ist er zusammen mit Beidellit, Nontronit, Volkonskoit und Swinefordit in der „Smektitgruppe (Dioktaedrische Smektite)“ mit der System-Nr. 71.03.01a innerhalb der Unterabteilung „Schichtsilikate: Schichten von sechsgliedrigen Ringen mit 2:1-Tonmineralen“ zu finden.

Modifikationen und Varietäten

Eine Fe³⁺-haltige Varietät wird als Mauritzit bezeichnet.^[4]

Bildung und Fundorte

Montmorillonit und Schörl in Quarz eingeschlossen aus Nuevo, Riverside County, Kalifornien, USA

Montmorillonit bildet sich hydrothermal durch Substitution anderer Minerale in vulkanischen Tuffe, Aschen und Bentoniten. Als Tonbestandteil ist er vor allem in tropischen Böden und in der Tonmineralfraktion der Tiefseeböden zu finden. Begleitminerale sind unter anderem verschiedene Amphibole und Pyroxene, Biotit, Calcit, Cristobalit, Dolomit, Gips, Limonit, verschiedene Olivine, Orthoklas, Pyrit, Quarz und verschiedene Zeolithe.

Weltweit konnte Montmorillonit bisher (Stand: 2011) an rund 1100 Fundorten nachgewiesen werden.^[3] Neben seiner Typlokalität Montmorillon in der Provinz Poitou-Charentes wurde das Mineral in Frankreich noch am Dorgogne in Aquitaine, an mehreren Orten in der Auvergne, Bretagne und Limousin, bei Le Val-d’Ajol in Lothringen, bei Espalion in Midi-Pyrénées sowie an mehreren Orten der Provence-Alpes-Côte d’Azur und Rhône-Alpes.

In Deutschland findet sich Montmorillonit vor allem in Baden-Württemberg, Bayern, Hessen, Niedersachsen, Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und Sachsen, sowie bei Barmstedt in Schleswig-Holstein und in Thüringen bei Gera und Meiningen.

In Österreich konnte das Mineral an mehreren Orten im Burgenland, Kärnten, Salzburg und der Steiermark sowie in der oberösterreichischen Gemeinde Schlägl gefunden werden.

In der Schweiz fand sich Montmorillonit bisher in Le Locle (Neuchâtel), Waldkirch SG (St. Gallen), Bischofszell (Thurgau), im Binntal (Wallis) sowie in Wiesendangen und Zürich.

Weitere Fundorte sind Afghanistan, Argentinien, Armenien, Australien, Brasilien, Bulgarien, Chile, China, Dänemark, Ecuador, Fidschi, Finnland, Georgien, Griechenland, Grönland, Guam, Indien, Indonesien, Iran, Irland, Israel, Italien, Japan, Kambodscha, Kamerun, Kanada, Kasachstan, Kirgisistan, Demokratische Republik Kongo, Nord- und Südkorea, Kosovo, Madagaskar, Marokko, Mexiko, Mongolei, Mosambik, Namibia, Niederlande, Neuseeland, Norwegen, Oman, Pakistan, Papua-Neuguinea, Peru, Philippinen, Polen, Portugal, Rumänien, Russland, Schweden, Senegal, Serbien, Simbabwe, Slowakei, Slowenien, Spanien, Südafrika, Taiwan, Tschechien, Türkei, Turkmenistan, die Ukraine, Ungarn, Usbekistan, das Vereinigte Königreich (Großbritannien), die Vereinigten Staaten von Amerika (USA), Vietnam und Weißrussland.

Auch in Gesteinsproben vom Mars, genauer vom Mawrth Vallis wurde Montmorillonit nachgewiesen.^[5]

Kristallstruktur

Schichtgitterstruktur von Montmorillonit

Montmorillonit kristallisiert monoklin in der Raumgruppe $\ C2/m$ (Raumgruppen-Nr. 12) mit den Gitterparametern a = 5,17 Å; b = 8,94 Å; c = 15,24 Å und β = 94° sowie 2 Formeleinheiten pro Elementarzelle.^[1]

Die Dreischicht-Struktur besteht aus zwei Tetraeder-Schichten, die über die Kationen einer Oktaeder-Zwischenschicht elektrostatisch vernetzt sind. Die Schichten sind nicht starr miteinander verbunden, sondern können durch reversible Einlagerung von Wasser und anderen Substanzen aufquellen.

Verwendung

Das Quellverhalten der Kristalle bei Anwesenheit von Wasser eröffnet vielseitige Anwendungsmöglichkeiten für das Mineral. In wässrigen Bohrschlämmen erhöht es die Viskosität, was die Kühlung des Bohrkopfes verbessert und die Entfernung des Gesteinsmaterials aus dem Bohrloch unterstützt.

Bei der Erdölförderung spielt Montmorillonit als Wasser-blockierendes Mittel eine gewisse Rolle, um in alten Bohrlöchern das Aufsteigen giftiger Stoffe in höhere Schichten zu verhindern.

Als Zusatz in Erden und Gesteinen verlangsamt Montmorillonit das Versickern von Wasser (beispielsweise in der Landwirtschaft zum Überbrücken längerer Trockenperioden).

In Kunststoffen wird es (außer vielen anderen Substanzen) als Füllmaterial bzw. Additiv zur Veränderung der Eigenschaften des Polymers (u.a. in Nanokompositen) verwendet.

Es wird unter dem Namen Lavaerde fein gemahlen als Haarwaschmittel verkauft.

Unter verschiedenen Produktnamen findet das Montmorillonit-Bentonit-Mehl als mineralischer Zusatzstoff für Teich und Aquaristik Anwendung.

Außerdem wird es im medizinischen und tiermedizinischen Bereich als Inhaltsstoff für Antidiarrhoeika verwendet.^[6]

Darüber hinaus findet Montmorillonit in Gießereien Verwendung als anorganisches Bindemittel von Sanden.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c} 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. 670.
2. ↑ Webmineral - Montmorillonite (englisch)
3. ↑ ^{a b c d e} Mindat - Montmorillonite (englisch)
4. ↑ Stefan Weiß: Das große Lapis Mineralienverzeichnis. 5. Auflage. Christian Weise Verlag, München 2008, ISBN 3-921656-17-6.
5. ↑ Mindat - Localities for Montmorillonite
6. ↑ http://www.vetpharm.uzh.ch/reloader.htm?TPP/00000000/A0211-XX.HTM?inhalt_c.htm

Weblinks

 Commons: Montmorillonite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Handbook of Mineralogy - Montmorillonite (englisch, PDF 82,9 kB)