Beryll

Beryll
Datei:Beryl-0128-01a.jpg Beryll (zonar aquamarin- bzw. morganitfarbig) auf Muskovit aus der „Oceanview Mine“, Chief Mountain, San Diego County, Kalifornien (Größe: 10 cm × 8 cm × 7 cm)
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer	?<ref name="IMA-Liste">Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere: (PDF; 3,6 MB) In: IMA/CNMNC, Marco Pasero, Juli 2024, abgerufen am 13. August 2024 (). </ref>
IMA-Symbol	Brl<ref name="Warr"></ref>
Chemische Formel	Al2Be3[Si6O18]<ref name="StrunzNickel" />
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Silikate und Germanate – Ringsilikate (Cyclosilikate)
System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana	VIII/C.06 VIII/E.12-010 9.CJ.05 61.01.01.01
Ähnliche Minerale	Chrysoberyll, Apatit, Spinell, Brasilianit, Turmalingruppe
Kristallographische Daten
Kristallsystem	hexagonal
Kristallklasse; Symbol	Vorlage:Kristallklasse<ref name="Webmineral" />
Raumgruppe	P6/mcc (Nr. 192)Vorlage:Raumgruppe/192<ref name="StrunzNickel" />
Gitterparameter	a = 9,22 Å; c = 9,20 Å<ref name="StrunzNickel" />
Formeleinheiten	Z = 2<ref name="StrunzNickel" />
Häufige Kristallflächen	{1010}, {0001}, {1120}<ref name="Handbookofmineralogy" />
Zwillingsbildung	selten nach {hkil}<ref name="Handbookofmineralogy" />
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	7,5 bis 8 (VHN 1190 bis 1450; durchschnittlich 1300 kg/mm2)<ref name="Handbookofmineralogy" />
Dichte (g/cm3)	gemessen: 2,63 bis 2,97; berechnet: 2,640<ref name="Handbookofmineralogy" />
Spaltbarkeit	unvollkommen nach {0001}<ref name="Handbookofmineralogy" />
Bruch; Tenazität	muschelig bis uneben; spröde<ref name="Rösler" />
Farbe	variabel, oft blau, grün, gelb, rosa, rot, weiß, farblos
Strichfarbe	weiß
Transparenz	durchsichtig bis durchscheinend
Glanz	Glasglanz bis Fettglanz
Kristalloptik
Brechungsindizes	nω = 1,568 bis 1,602 nε 1,564 bis 1,595<ref name="Mindat" />
Doppelbrechung	δ 0,004 bis 0,007<ref name="Mindat" />
Optischer Charakter	einachsig negativ
Pleochroismus	Schwach bis deutlich: ω = farblos, gelblichgrün bis gelblichrot, hellblau ε = seegrün, blau, rotviolett<ref name="Handbookofmineralogy" />

Beryll ist ein häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ mit der chemischen Zusammensetzung Al₂Be₃[Si₆O₁₈]<ref name="StrunzNickel" /> und damit chemisch gesehen ein Aluminium-Beryllium-Silikat. Strukturell gehört es zu den Ringsilikaten.

Beryll kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem und entwickelt vorwiegend große Kristalle mit tafeligem oder prismatischem bis säuligem Habitus und glas- bis fettähnlichem Glanz auf den Oberflächen. Die größten bekannten Kristalle waren bis zu 18 Meter lang und 180 Tonnen schwer.<ref name="Handbookofmineralogy" /> Beryll tritt aber auch in Form körniger oder massiger Aggregate auf, die leicht mit Quarz verwechselt werden können. In reiner Form ist Beryll farblos und durchsichtig und wird in dieser Form als Goshenit bezeichnet. Durch vielfache Lichtbrechung aufgrund von polykristalliner Ausbildung kann er aber auch durchscheinend weiß sein und durch Fremdbeimengungen verschiedene Farben annehmen, die oft individuelle Bezeichnungen erhielten.

Aufgrund seiner hohen Mohshärte von 7,5 bis 8 und seiner oft gut ausgebildeten Kristalle wird Beryll vorwiegend zu Schmucksteinen verarbeitet, wobei vor allem der blaue Aquamarin, der grüne Smaragd und der hellgelbe bis grünlichgelbe Goldberyll bekannt sind.

Etymologie und Geschichte

Das Fremdwort Beryll wurde aus (auch als berillus<ref name="Zekert" />) oder entlehnt und geht über Vorlage:GrcS auf das mittelindische (Prakrit) veruliya und altindische (Sanskrit) vaiḍūrya zurück.<ref name="Kluge" /><ref name="Duden-Beryll" /> Letzteres leitet sich wiederum wohl von einem dravidischen Ortsnamen vēḷūr ab.<ref>Manfred Mayrhofer: Etymologisches Wörterbuch des Indoarischen, 2. Band, Heidelberg: Universitätsverlag C. Winter, 1992, Eintrag „vaiḍūrya-“ (S. 588).</ref>

Das lateinische wurde im Mittelalter als Oberbegriff für alle klaren Kristalle bzw. Edelsteine gebraucht. Über mittelhochdeutsch  und entstand das Wort Brille („Augengläser“), da die ersten Linsen aus Kristall geschliffen wurden. Der feminine Singular die Brille beruht auf einer späteren Umdeutung der Pluralform die b[e]rille (Singular der b[e]rille = einzelnes Augenglas), nachdem zwei Augengläser üblich geworden waren.<ref name="Duden-Brille" />

Aus dem lateinischen leitet sich auch ab – und daraus , dessen Partizip den deutschen Fremdwörtern Brillant (ein speziell geschliffener Diamant) und Brillanz zugrunde liegt. Nach der geläufigen Aussprache wäre eigentlich auch im Deutschen die englische Schreibweise zu erwarten (). Die Norm (z. B. brillant, Brillanz) richtet sich im Deutschen jedoch nach der französischen Herkunft, was in diesem Fall zu häufigen Rechtschreibfehlern führt.

Der Abbau der Beryll-Varietät Smaragd lässt sich bis ins 13. Jahrhundert v. Chr. nach Ägypten zurückverfolgen. Aber auch im präkolumbischen Südamerika wurde der Schmuckstein weiträumig gehandelt.

Klassifikation

Bereits in der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte Beryll zur Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und dort zur Abteilung der „Ringsilikate (Cyclosilikate)“ (Mit Sechserringen [Si₆O₁₈]¹²⁻), wo er als Namensgeber die „Beryll-Reihe“ mit der System-Nr. VIII/C.06a und den weiteren Mitgliedern Bazzit und Indialith innerhalb der „Beryll-Cordierit-Gruppe“ (Nr. VIII/C.06) bildete.

Im zuletzt 2018 überarbeiteten und aktualisierten Lapis-Mineralienverzeichnis nach Stefan Weiß, das sich aus Rücksicht auf private Sammler und institutionelle Sammlungen noch nach dieser alten Form der Systematik von Karl Hugo Strunz richtet, erhielt das Mineral die System- und Mineral-Nr. VIII/E.12-10. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies ebenfalls der Abteilung „Ringsilikate“, wobei in den Gruppen VIII/E.12 bis 21 die Minerale eingeordnet sind, deren Struktur aus Sechserringen [Si₆O₁₈]¹²⁻ aufgebaut sind. Beryll bildet hier zusammen mit Bazzit, Bunnoit, Cordierit, Ferroindialith, Indialith, Pezzottait, Sekaninait und Stoppaniit eine eigenständige, aber unbenannte Gruppe.<ref name="Lapis" />

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte<ref name="IMA-Liste-2009" /> 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Beryll ebenfalls in die Abteilung der „Ringsilikate“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der Struktur der Silikatringe, so dass das Mineral entsprechend seinem Aufbau in der Unterabteilung „[Si₆O₁₈]¹²⁻ Sechser-Einfachringe ohne inselartige, komplexe Anionen“ zu finden ist, wo es ebenfalls namensgebend die „Beryllgruppe“ mit der System-Nr. 9.CJ.05 und den weiteren Mitgliedern Bazzit, Indialith, Pezzottait und Stoppaniit bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Beryll in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Ringsilikate: Sechserringe“ ein. Hier ist er ebenfalls als Namensgeber der „Beryllgruppe“ mit der System-Nr. 61.01.01 und den weiteren Mitgliedern Bazzit, Indialith, Stoppaniit und Pezzottait innerhalb der Unterabteilung „Ringsilikate: Sechserringe mit Si₆O₁₈-Ringen; mögliche (OH) und Al-Substitution“ zu finden.

Chemismus

In 100 % reiner Form, die allerdings nur synthetisch herzustellen ist, besteht Beryll aus rund 19 % Aluminiumoxid (Al₂O₃), 14 % Berylliumoxid (BeO) und 67 % Siliciumdioxid (SiO₂).

Natürlicher Beryll kann verschiedene Fremdbeimengungen enthalten wie unter anderem Rubidiumoxid (Rb₂O) und Caesiumoxid (Cs₂O). Auch Kristallwasser (H₂O, bis 3 %) sowie Argon und Helium können in den Kanälen der Ringsilikat-Struktur eingelagert sein.<ref name="Rösler" />

Weitere mögliche Fremdbeimengungen sind unter anderem Lithium und Natrium sowie verschiedene Oxide und Hydroxide, Halogenide und/oder Fluoride.<ref name="SchröckeWeiner" />

Kristallstruktur

Datei:Beryl - 2.png

Strukturbild einer Beryll-Elementarzelle

Beryll kristallisiert hexagonal in der Raumgruppe P6/mcc (Raumgruppen-Nr. 192)Vorlage:Raumgruppe/192 mit den Gitterparametern a = 9,22 Å und c = 9,20 Å sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle.<ref name="StrunzNickel" />

Die Kristallstruktur von Beryll besteht aus Sechser-Einfachringen mit der Strukturformel [Si₆O₁₈]¹²⁻, die in Richtung der c-Achse konzentrisch übereinander geschichtet und jeweils um 30° verdreht sind. Aufgrund der konzentrischen Anordnung der Ringe bilden sich offene Kanäle mit einem Durchmesser von einigen Ångström.<ref name="SchröckeWeiner" /> In diesen Hohlkanälen sind die verschiedenen Fremdbeimengungen austauschbar eingelagert.

Zwischen den Ringen befinden sich die Aluminium- und Beryllium-Ionen, wobei Aluminium von jeweils sechs und Beryllium von jeweils vier Sauerstoffionen umgeben ist. Man spricht daher auch von einer [6]- bzw. [4]-Koordination beim Aluminium bzw. Beryllium.<ref name="Rösler" />

Eigenschaften

Datei:Beryl-180673.jpg

Beryll-Doppelender mit sichtbarer Längsstreifung (Größe: 2,6 cm × 0,4 cm × 0,3 cm)

Morphologie

Die Kristallmorphologie von Beryll ist überwiegend einfach und in der Tracht gekennzeichnet durch das hexagonale Prisma {1010} und dem abschließenden Pinakoid {0001}. Hinzu kommen gelegentlich hexagonal-dipyramidale Formen in erster und zweiter Stellung {1121} und {1011} sowie die dihexagonal-dipyramidale Vollform (Holoedrie).<ref name="SchröckeWeiner" /><ref name="Rösler" />

Der Habitus kann kurz- bis langprismatisch sein, wobei die Prismenflächen oft längsgestreift sind. Gelegentlich finden sich auch stängelige und körnige bis derbe Massen.<ref name="Rösler" />

Datei:Beryl-287995.jpg

Prismatischer Beryll mit angeätzten Endflächen (Größe: 5,5 cm × 0,7 cm × 0,7 cm)

Physikalische und chemische Eigenschaften

Der Schmelzpunkt von Beryll beträgt 1650 °C.<ref name="Enghag" />

Beryll ist gegenüber verschiedenen Säuren unempfindlich und nur sehr schwach löslich in Fluorwasserstoff (HF). Dagegen ist er empfindlich gegenüber Alkalischen Lösungen und daher unter anderem löslich in Natriumhydroxid (NaOH, Natronlauge) und Kaliumhydroxid (KOH, Kalilauge).<ref name="NewDana" />

Varietäten und Modifikationen

Die farblose Reinform von Beryll erhielt wie die Reinform von Quarz (Bergkristall) eine eigenständige Bezeichnung und ist als Goshenit bekannt. Farblose Berylle sind allerdings sehr selten.

Weitaus bekannter sind als farbige Varietäten der grüne Smaragd, der blaue Aquamarin, der gelbe Goldberyll (auch Heliodor) sowie der rosafarbene Morganit, der nach dem New Yorker Bankier John Pierpont Morgan benannt wurde (nicht zu verwechseln mit Mogánit aus der Familie der Kieselsäuren).

Eine ebenfalls rosafarbene, caesiumhaltige Beryllvarietät wird als Vorobyevit bzw. Worobieffit<ref name="Lapis" /> oder einfach Caesium-Beryll<ref name="Rösler" /> bezeichnet.

Sehr selten ist auch die Varietät Roter Beryll, dessen veraltete Bezeichnung Bixbit aufgrund der deutlichen Verwechslungsgefahr mit dem Mineral Bixbyit nach den Bestimmungen der CIBJO zu den unerwünschten Handelsnamen gehört.

• Farbloser Goshenit auf Albit (Varietät Cleavelandit) aus Chamachhu am Haramosh, Pakistan
  Farbloser Goshenit auf Albit (Varietät Cleavelandit) aus Chamachhu am Haramosh, Pakistan
• facettierter Goshenit, 16.61ct,Brasilien
  facettierter Goshenit, 16.61ct,Brasilien
• Blauer Aquamarin vom Erongogebirge, Namibia
  Blauer Aquamarin vom Erongogebirge, Namibia
• facettierter Aquamarin, 13.24ct,Brasilien
  facettierter Aquamarin, 13.24ct,Brasilien
• Dunkelgrüner Smaragd aus der Kagem Emerald Mine, Ndola, Sambia
  Dunkelgrüner Smaragd aus der Kagem Emerald Mine, Ndola, Sambia
• facettierter Smaragd, 1.07ct, Kolumbien
  facettierter Smaragd, 1.07ct, Kolumbien
• Goldberyll (Heliodor) aus Marimbaia, Minas Gerais, Brasilien
  Goldberyll (Heliodor) aus Marimbaia, Minas Gerais, Brasilien
• facettierter Heliodor, 48.75ct, Brasilien
  facettierter Heliodor, 48.75ct, Brasilien
• Rosa Morganit aus dem Pegmatitfeld Darra-i-Pech, Nangarhar, Afghanistan
  Rosa Morganit aus dem Pegmatitfeld Darra-i-Pech, Nangarhar, Afghanistan
• facettierter Morganit, 2,01ct, Brasilien
  facettierter Morganit, 2,01ct, Brasilien
• Roter Beryll aus dem Harris Claim, Wah Wah Mountains, Beaver County (Utah), USA
  Roter Beryll aus dem Harris Claim, Wah Wah Mountains, Beaver County (Utah), USA
• facettierter Roter Beryll / Bixbit, 0.56ct, Wah Wah Mountains, Beaver County (Utah), USA
  facettierter Roter Beryll / Bixbit, 0.56ct, Wah Wah Mountains, Beaver County (Utah), USA
• Zonar smaragd- bis goldfarbiger Beryll vom Erongogebirge, Namibia
  Zonar smaragd- bis goldfarbiger Beryll vom Erongogebirge, Namibia

Bildung und Fundorte

Datei:Béryl.jpg

Hauptabbaugebiete für Beryll

Beryll bildet sich entweder magmatisch in Pegmatit und Granit oder hydrothermal in Greisen oder Quarz-Gängen. Auch metamorph gebildete Berylle sind gefunden worden, unter anderem in Gneis. Zudem kann es sekundär in Form von Seifenlagerstätten in Flusssedimenten angereichert sein.

Als Begleitminerale des Berylls finden sich unter anderem Albit, Mikroklin, Biotit, Muskovit, Lepidolith, Quarz, Fluorit, Topas, verschiedene Turmaline sowie Erzminerale wie Spodumen, Amblygonit, Kassiterit, Tantalit-(Mn), Tantalit-(Fe), Columbit-(Mn) und Columbit-(Fe).<ref name="Handbookofmineralogy" />

Einige der vielen Fundorte sind unter anderem Minas Gerais und Rio Grande do Norte in Brasilien, Coscuez und Muzo in Kolumbien, Antsirabe in Madagaskar, Spitzkoppe in Namibia, Iveland in Norwegen, Habachtal in Österreich, Gilgit in Pakistan, Malyschewa und Murzinka im Ural in Russland, Adun-Chilon in Sibirien, sowie Keystone/South Dakota und Pala/Kalifornien in den USA

Beryll-Kristalle können außergewöhnlich groß werden. So sind im US-amerikanischen Bundesstaat Maine sechs Meter lange und eineinhalb Tonnen schwere Exemplare gefunden worden. Kristalle bis zu 177 Tonnen wurden in Namivo/Alto Ligonha in Mosambik gefunden.

In römischer Zeit wurde Beryll unter anderem in Mons Smaragdus in der arabischen Wüste abgebaut<ref>S. E. Sidebotham, Survey of the Hinterland. In: S. E. Sidebotham, Willeke Zwanida Wendrich (Hrsg.), Report of the 1998 Excavations at Berenike and the Survey of the Egyptian Eastern Desert, including Excavations at Wadi Kalalat. Leiden, Leiden University Research School of Asian, African and Amerindian Studies 2000, 356</ref>.

Verwendung

Als Rohstoff

Beryll ist die Hauptquelle für das giftige Leichtmetall Beryllium, das unter anderem in der Raumfahrttechnik als Bestandteil von Speziallegierungen eingesetzt wird. Mehr als 80 Prozent der Weltjahresproduktion stammen aus den USA. Zudem wurden im Mittelalter Berylle zu Linsen geschliffen, die als Brille verwendet wurden und dieser ihren Namen gaben.

Als Schmuckstein

Datei:Miner carrying an Emerald Crystal.jpg

Skulptur aus Quarz mit eingeschlossenem Smaragd

Datei:Hooker Emerald Brooch.jpg

Hooker-Smaragd, 75 ct

Berylle aller Farbvarietäten werden bei guter Qualität zu Schmucksteinen verarbeitet. Der Smaragd wurde allerdings als eine der ersten Varietäten für diese Zwecke genutzt und in größeren Mengen abgebaut. Die ältesten Minen lassen sich auf etwa 1.300 v. Chr. datieren.

Klare Schmucksteine erhalten üblicherweise einen facettierten Schliff. Beim Schleifen ist jedoch der bei einigen Beryll-Varietäten deutliche Pleochroismus zu berücksichtigen.

Durchscheinende bzw. undurchsichtige Steine erhalten einen Cabochon-Schliff. Größere Mineralaggregate werden manchmal auch zu kunstgewerblichen Gegenständen verarbeitet.

Sonstiges

Die englische Bezeichnung Beryl ist auch ein meist weiblicher, selten auch männlicher Vorname.

Siehe auch

• Liste der Minerale
• Liste mineralischer Schmuck- und Edelsteine

Weblinks

Wiktionary: Beryll – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Commons: Beryll – Sammlung von Bildern und Audiodateien

• Beryll und In: Geolitho Stiftung, abgerufen am 8. August 2021. 

Einzelnachweise

<references> <ref name="Handbookofmineralogy"> </ref> <ref name="Duden-Beryll"> Duden, abgerufen am 11. Dezember 2020.  </ref> <ref name="Duden-Brille"> Duden, abgerufen am 11. Dezember 2020.  </ref> <ref name="Enghag"> </ref> <ref name="IMA-Liste-2009"> Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: [ ] (PDF; 1,9 MB) In: IMA/CNMNC, Januar 2009, archiviert vom Vorlage:Referrer am 29. Juli 2024; abgerufen am 30. Juli 2024 ().  </ref> <ref name="Kluge"> </ref> <ref name="Lapis"> </ref> <ref name="Mindat"> In: Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 8. August 2021 ().  </ref> <ref name="NewDana"> </ref> <ref name="Rösler"> </ref> <ref name="SchröckeWeiner"> </ref> <ref name="StrunzNickel"> </ref> <ref name="Webmineral"> David Barthelmy: In: Abgerufen am 8. August 2021 ().  </ref> <ref name="Zekert"> </ref> </references>