Lonsdaleit
Lonsdaleit – Eine Kohlenstoff-Modifikation
Lonsdaleit wurde erstmals im Jahr 1967 beschrieben. Das Probenmaterial stammte aus Fragmenten des Canyon-Diablo-Meteoriten in Arizona (USA). Benannt ist das Mineral nach der britischen Kristallographin Kathleen Lonsdale (1903 bis 1971).
Eigenschaften von Lonsdaleit
Genau wie Graphit und Diamant besteht Lonsdaleit aus reinem Kohlenstoff (C) und zählt damit zur Mineralklasse der Elemente.
Lonsdaleit unterscheidet sich jedoch durch das Kristallsystem von den beiden anderen Kohlenstoff-Modifikationen: Während Diamant dem kubischen Kristallsystem folgend kristallisiert. Aufgrund der chemischen Zusammensetzung und strukturellen Verwandtschaft wird Lonsdaleit auch als hexagonaler Diamant bezeichnet. Die Kristalle von Lonsdaleit sind dipyramidal und mit einer Kantenlänge von maximal 0,7 mm mikroskopisch klein.
Die Farbe von Lonsdaleit ist gelbstichiges bis schwärzliches Braun, die Strichfarbe hingegen ist ein bräunliches Gelb.
Die Transparenz von Lonsdaleit variiert zwischen durchscheinend und undurchsichtig bei diamantartigem Glanz und vollkommener Spaltbarkeit.
Die Mohshärte von Lonsdaleit schwankt abhängig vom jeweiligen Kristall und der Tatsache, ob die Härte an natürlichem oder synthetischem Lonsdaleit geprüft wurde. Lonsdaleit aus Meteoriten entsteht unter extrem kurzen Schockbedingungen unter hohen Druck- und Temperaturverhältnissen, was zu zahlreichen Gitterdefekten, Hohlräumen und Einschlüssen führt. Manche Proben von natürlichem Lonsdaleit erreichen nur eine Mohshärte 3, andere liegen zwischen 7 und 8. Die Härte hängt zudem stark von der Kristallorientierung ab (Anisotropie). Dahingegen sind Lonsdaleit-Synthesen fehlerfreier und übertreffen die Härte von Diamanten um bis zu 40 Prozent, was sich auch in der Widerstandfähigkeit gegenüber Druckbelastungen zeigt. Diamanten zerspringen bei einem Druck von 97 GPa, Lonsdaleit widersteht einem Druck von bis zu 152 GPa.
Die Dichte des Kohlenstoff-Minerals beträgt 3,2 bis 3,5 g/cm³.
Entstehung und Verbreitung von Lonsdaleit
Lonsdaleit entsteht natürlicherweise durch die Umwandlung von Graphit im Zuge von Meteoriteneinschlägen – ein Prozess, der als Schockmetamorphose bezeichnet wird. Dabei wirken innerhalb von Sekunden extreme Drücke und hohe Temperaturen auf die Gesteine bzw. die gesteinsbildenden Mineralien der Erdoberfläche ein. Die Entstehung von Lonsdaleit geht deshalb oftmals gemeinsam mit der Bildung von Diamanten einher.
Neben der Typlokalität im Canyon-Diablo-Meteoriten wurde Lonsdaleit auch in Meteoriten aus Finnland, Indien, China, Australien und der Antarktis nachgewiesen.
Synthetischer Lonsdaleit
Lonsdaleit-Synthesen stellen die Bedingungen der Entstehung im Labor nach, wobei das Mineral durch Hochdruck-Hochtemperatur-Experimenten oder mittels Schockwellen aus Explosionen erzeugt wird.
Die Synthese steckt noch in den Anfängen. Bislang ist es nicht gelungen, große, fehlerfreie Kristalle für die praktische Nutzung fernab des wissenschaftlichen Interesses zu gewinnen.
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Quellen:
- Frondel, C. und Marvin, U. (1967): Lonsdaleite, a Hexagonal Polymorph of Diamond. IN: Nature
- Okrusch, M. und Matthes, S. (2013): Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. Springer Verlag Berlin Heidelberg
- www.mindat.org - Lonsdaleite
- www.mineralienatlas.de - Lonsdaleit
