Burnettit

Burnettit
Allgemeines und Klassifikation
Andere Namen

Vanadium-Fassait, V-Fassait, IMA 2013-054[1][2]

Chemische FormelCaVAlSiO6
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)		Silikate und Germanate
System-Nr. nach Strunz9.DA.15[3]
Kristallographische Daten
Kristallsystemmonoklin
Kristallklasse; Symbolmonoklin-prismatisch; 2/m
RaumgruppeC2/c (Nr. 15)Vorlage:Raumgruppe/15
Gitterparametera = synthetisch: 9,80 Å; b = synthetisch: 8,85 Å; c = synthetisch: 5,36 Å
α = 90°; β = synthetisch: 105,62°; γ = 90°[1][4]
FormeleinheitenZ = 4[1][4]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärtenicht bestimmt
Dichte (g/cm3)nicht bestimmt
Spaltbarkeitnicht bestimmt
Bruch; Tenazitätnicht bestimmt
Farbegrün[5]
Strichfarbenicht bestimmt
Transparenznicht bestimmt
Glanznicht bestimmt
Radioaktivität-
Magnetismus-
Kristalloptik
Brechungsindexn = nicht bestimmt
Doppelbrechungδ = nicht bestimmt
Optischer Charakternicht bestimmt
Achsenwinkel2V = nicht bestimmt

Das Mineral Burnettit ist ein extrem seltenes Kettensilikat aus der Pyroxengruppe mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung CaVAlSiO6.

Burnettit kristallisiert mit monokliner Symmetrie und bildet Kristalle von wenigen µm Größe.

Bislang (2019) wurde Burnettit nur im Allende-Meteorit nachgewiesen, wo er als Einschluss im Melilit des Calcium-Aluminium-reichen Einschlüsses (CAI) A-WP1 vorkommt. Es gehört zu den ersten Mineralen, die bei der Entstehung des Sonnensystems aus dem präsolaren Nebel auskristallisierten.[4]

Etymologie und Geschichte

Bereits 1984 wurden Vanadium- reiche Calcium-Pyroxene im Allende Meteoriten von Mineralogen des California Institute of Technology in Pasadena, USA, beschrieben.[6][7] Es folgten Funde Vanadium-reicher Fassaite, das sind Kushiroit-Grossmanit-Davisit-Diopsid- Mischkristalle, im Leoville Chondrit (1992),[5] im CAI des Efremovka Meteoriten (2002),[8] im Ningqiang kohligen Chondrit (2003)[9] und im Murchison CM2 kohligen Chondrit,[10], bevor 2013 Chi Ma and John R. Beckett den Calcium-Vanadium-Klinopyroxen als neues Mineral beschrieben. Sie nannten es Burnettit zu Ehren des Kosmochemikers Donald S. Burnett vom California Institute of Technology in Pasadena.[1][4]

Verschiedene synthetische Vanadium-Pyroxene, darunter auch das synthetische Äquivalent von Burnettit, wurden bereits 2012 hergestellt und spektroskopisch untersucht.[11]

Klassifikation

In der strukturellen Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) gehört Burnettit zusammen mit Augit, Davisit, Diopsid, Esseneit, Petedunnit, Grossmanit, Hedenbergit, Johannsenit, Kushiroit und Tissintit zu den Kalziumpyroxenen in der Pyroxengruppe.[1][4]

Die seit 2001 gültige und bislang von der IMA verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik führt den Burnettit noch nicht auf. Er wäre in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Ketten- und Bandsilikate (Inosilikate)“ eingeordnet worden. Diese Abteilung ist weiter unterteilt nach der Art der Kettenbildung, so dass das Mineral entsprechend seinem Aufbau in der Unterabteilung „Ketten- und Bandsilikate mit 2-periodischen Einfachketten Si2O6; Pyroxen-Familie“ zu finden wäre, wo es zusammen mit Augit, Diopsid, Esseneite, Petedunnit, Hedenbergit und Johannsenit zur „Ca-Klinopyroxene, Diopsidgruppe“ mit der System-Nr. 9.DA.15 gehörte.[3]

Auch die veraltete, aber noch gebräuchliche 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz kennt den Burnettit nicht. Er würde zur Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und dort zur Abteilung der „Kettensilikate und Bandsilikate (Inosilikate)“ gehören, wo er zusammen mit Aegirin, Augit, Petedunnit, Esseneit, Hedenbergit, Jadeit, Jervisit, Johannsenit, Kanoit, Klinoenstatit, Klinoferrosilit, Kosmochlor, Namansilit, Natalyit, Omphacit, Pigeonit und Spodumen die „Pyroxengruppe, Untergruppe Klinopyroxene“ mit der System-Nr. VIII/F.01 bilden würde.

Die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana würde den Burnettit in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Kettensilikatminerale“ einordnen. Hier wäre er zusammen mit Diopsid, Davisit, Hedenbergit, Augit, Johannsenit, Petedunnite und Kushiroit in der Gruppe der „C2/c Klinopyroxene (Ca-Klinopyroxene)“ mit der System-Nr. 65.01.03.7 innerhalb der Unterabteilung „Kettensilikate: Einfache unverzweigte Ketten, W=1 mit Ketten P=2“ zu finden.

Chemismus

Burnettit mit der idealisierten Zusammensetzung [M2]Ca[M1]V3+[T](AlSi)O6 ist das Vanadium (V)- Analog von Kushiroit ([M2]Ca[M1]Al[T](AlSi)O6), Esseneit ([M2]Ca[M1]Fe3+[T](AlSi)O6) und Davisit ([M2]Ca[M1]Sc3+[T](AlSi)O6), wobei [M2], [M1] und [T] die Positionen in der Pyroxenstruktur sind.[1][4]

Neben Natalyit ist Burnettit das zweite Vanadium-Pyroxen.

Die Zusammensetzung des Burnettit aus der Typlokalität ist

  • [M2]Ca1,04[M1](V3+0,29Sc3+0,24Ti3+0,13Ti4+0,12Al0,09Mg0,08)[T](Si1,01Al0,99)O6.[4]

Es besteht eine vermutlich lückenlose Mischbarkeit von Burnettit mit Davisit, Grossmanit und Kushiroit entsprechend den Austauschreaktionen[4]

  • [M1]V3+ = [M1]Sc3+ (Davisit)
  • [M1]V3+ = [M1]Ti3+ (Grossmanit)
  • [M1]V3+ = [M1]Al3+ (Kushiroit)

Die Magnesiumgehalte gehen auf eine Mischkristallbildung mit Diopsid zurück,

  • [M1]V3+ + [T]Al3+ = [M1]Mg2+ + [T]Si4+ (Diopsid)

und vierwertiges Titan (Ti4+) kann über die gekoppelte Substitution

  • [M1]V3+ + [T]Si4+ = [M1]Ti4+ + [T]Al3+ (Al-Buffonit)

eingebaut werden.

Kristallstruktur

Burnettit kristallisiert mit monokliner Symmetrie in der Raumgruppe C2/c (Raumgruppen-Nr. 15)Vorlage:Raumgruppe/15 mit 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle. Die Gitterparameter des natürlichen Mischkristalls sind a = 9,80 Å, b = 8,85 Å, c = 5,36 Å und β = 105,62°.[1][4]

Die Struktur ist die von Klinopyroxen. Silicium (Si4+) und Aluminium (Al3+) besetzen die tetraedrisch von 4 Sauerstoffionen umgebene T-Position, Calcium (Ca2+) belegt die oktaedrisch von 6 Sauerstoffen umgebene M2-Position und die ebenfalls oktaedrisch koordinierte M1-Position ist mit Vanadium (V3+) besetzt.[1][4]

Bildung und Fundorte

Burnettit ist bislang ausschließlich in Meteoriten gefunden worden,[12] wo er in Calcium-Aluminium-reichen Einschlüssen (CAI) auftritt, die reich an hochschmelzenden Oxiden von Scandium, Vanadium, Zirkon und Titan sind. Vanadium-reiche Pyroxene wurden als Krusten um sogenannte Fremdlinge gefunden, meist winzige Aggregate von Vanadium-reichen Magnetit, Scheelit, Molybdänit, Apatit sowie Körnchen von Platinmetallen. Diese unter oxidierenden Bedingungen gebildeten Fremdlinge existierten noch vor der Bildung der Calcium-Aluminium-reichen Einschlüsse, in denen sie ihrerseits eingeschlossen und von denen sie bei extrem reduzierenden Bedingungen teilweise resorbiert worden sind. Das dabei freigesetzte Vanadium wurde in Scandium-Titan-Vanadium-reichen Pyroxenen eingebaut.[6][7]

Eine weitere Art des Auftretens von Burnettit sind kleine Einschlüsse isolierter Kristalle in Melilith. Für sie wird sowohl eine Bildung als frühes Kondensat aus dem abkühlenden präsolaren Nebel diskutiert (vor Melilith), wie auch die Bildung als Rückstand einer teilweisen Aufschmelzung und Destillation von leichter flüchtigen Elementen während einer Erhitzung eines CAI.[9][13]

Typlokalität ist der Allende-Meteoriten, ein Kohliger Chondrit, der am 8. Februar 1969 nahe Parral in Chihuahua in Mexiko nieder ging. Burnettit wurde hier im CAI A-WP1 entdeckt, wo er im Form weniger µm großer Kristalle als isolierter Einschluss in Melilith auftritt.[4] Auch Fremdlinge mit Vanadium-reichen Pyroxenen am Kontakt zu den Mineralen der CAI wurden im Allende-Meteoriten gefunden.[6][7]

Im Murchison CM2 Chondrit wurde Vanadium-reicher Davisit in dem CAI "MURI" gefunden, wo er zusammen mit Thortveitit, Panguit und Spinell vorkommt.[10]

In dem CAI 101.1 aus dem Efremovka Meteoriten, einem Kohligen Chondriten des Typs CV3, tritt Vanadium-reicher Davisit als Umkrustung von Perowskit auf, zusammen mit Spinell und Gehlenit-reichem Melilit, in dem sich Einschlüsse von metallischen NiFe finden. Die Geschichte dieser Einschlüsse ist komplex, beginnend mit der frühen Kondensation von Sc,- Zr- und Selten-Erd-reichen Ca-Al-Verbindungen, erneuter Aufschmelzung und Aggregation verschiedener Einschlüsse sowie späterer Oxidation.[8]

Im CAI NQW1–20 des Kohligen Chondrit Ningqiang findet sich Burnettit als isolierter Einschluss in Gehlenit.[9]

Titan- und Vanadium-reicher Davisit wurde auch im CAI "R3C-01-U1" des RBT-04143-Chondrits vom Roberts-Massiv in der Antarktis beschrieben. Auch hier handelt es sich um isolierte Einschlüsse sehr kleiner Kristalle in Gehlenit.[13]

Weblinks

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d e f g Chi Ma: Burnettite, IMA2013-054. CNMNC Newsletter No. 17. In: Mineralogical Magazine. Band 77, 2013, S. 3002 (degruyter.com [PDF; 120 kB; abgerufen am 20. Februar 2019]).
  2. ↑ Burnettit in: IMA Database of Mineral Properties
  3. ↑ a b Burnettit bei mindat.org
  4. ↑ a b c d e f g h i j Chi Ma, John R. Beckett: BURNETTITE, CaVAlSiO6, AND PAQUEITE, Ca3TiSi2(Al2Ti)O14, TWO NEW MINERALS FROM ALLENDE: CLUES TO THE EVOLUTION OF A V-RICH Ca-Al-RICH INCLUSION. In: Lunar and Planetary Science. Band 47, 2016, S. 1595 (usra.edu [PDF; 963 kB; abgerufen am 19. Februar 2019]).
  5. ↑ a b C. L. V. Caillet, P. R. Buseck: The "White Angel": A Wollastonite-Bearing Refractory Inclusion in the Leoville Chondrite. In: Meteoritics. Band 27, 1992, S. 208, bibcode:1992Metic..27R.208C.
  6. ↑ a b c J. T. Armstrong, A. El Goresy, G. P. Meeker, G. J. Wasserburg: Willy: a Prize Noble Fremdling. In: Lunar and Planetary Science. Band 15, 1984, S. 13–14, bibcode:1984LPI....15...13A.
  7. ↑ a b c A. El Goresy, J. T. Armstrong, G. J. Wasserburg: Allende 5241: Anatomy of a Fremdlinge-Rich CAI. In: Lunar and Planetary Science. Band 15, 1984, S. 242–243, bibcode:1984lpi....15..242e.
  8. ↑ a b A. el Goresy, E.Zinner, S. Matsunami, H. Palme, B. Spettel, Y. Lin, M. Nazarov: Efremovka 101.1: A CAI with ultrarefractory REE patterns and enormous enrichments of Sc, Zr, and Y in Fassaite and Perovskite. In: Geochimica et Cosmochimica Acta. Band 66, Nr. 8, 2002, S. 1459–1491 (semanticscholar.org [PDF; 1,6 MB; abgerufen am 13. Februar 2019]).
  9. ↑ a b c Yangting Lin, Makoto Kimura, Daode Wang: Fassaites in compact type A Ca-Al-rich inclusions in the Ningqiang carbonaceous chondrite: Evidence for partial melting in the nebula. In: Meteoritics & Planetary Science. Band 38, Nr. 3, 2003, S. 407–417 (wiley.com [PDF; 6,5 MB; abgerufen am 13. Februar 2019]).
  10. ↑ a b Chi Ma, John R. Beckett, Oliver Tschauner, George R. Rossman: THORTVEITITE (Sc2Si2O7), THE FIRST SOLAR SILICATE? In: Meteoritics and Planetary Science. Band 46, S1, 2011, S. A144 (caltech.edu [PDF; 96 kB; abgerufen am 20. Februar 2019]).
  11. ↑ Michail N. Taran, Haruo Ohashi: Optical absorption spectroscopy study of three synthetic V3+-bearing clinopyroxenes. In: European Journal of Mineralogy. Band 24, Nr. 5, 2012, S. 823–829, doi:10.1127/0935-1221/2012/0024-2220.
  12. ↑ Fundortliste für Burnettit beim Mineralienatlas und bei Mindat
  13. ↑ a b Takashi Yoshizaki, Daisuke Nakashima, Tomoki Nakamura, Changkun Park, Naoya Sakamoto, Hatsumi Ishida, Shoichi Itoh: Nebular history of an ultrarefractory phase bearing CAI froma reduced type CV chondrite (Preprint). In: arXiv.org. 2018 (arxiv.org [PDF; 10,1 MB; abgerufen am 19. Februar 2019]).