Elbait
Elbait | |
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(c) Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0 | |
Allgemeines und Klassifikation | |
IMA-Symbol | Elb[1] |
Chemische Formel | NaLi1,5Al1,5Al6(Si6O18)(BO3)(OH)3(OH)[2] |
Mineralklasse (und ggf. Abteilung) | Silikate und Germanate |
System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana | VIII/C.08 VIII/E.19-010 9.CK.05 61.03d.01.08 |
Ähnliche Minerale | Fluor-Elbait, Darrellhenryit, Rossmanit, Liddicoatit, Dravit |
Kristallographische Daten | |
Kristallsystem | trigonal |
Kristallklasse; Symbol | 3/m |
Raumgruppe | R3m (Nr. 160) |
Gitterparameter | a = natürlich: 15,80–15,93[3][4] synthetisch: 15,834(2) Å; c = natürlich: 7,03–7,13[3][4] synthetisch: 7,102(2) Å[5] |
Formeleinheiten | Z = 3[5] |
Zwillingsbildung | selten nach {1010} und {4041}[3] |
Physikalische Eigenschaften | |
Mohshärte | 7[3] |
Dichte (g/cm3) | gemessen: 2,90–3,10; berechnet: 3,069[3][4] synthetisch: 3,021[5] |
Spaltbarkeit | sehr schlecht nach {1120} und {1011}[6][3] |
Bruch; Tenazität | uneben, muschelig[6][3] |
Farbe | farblos, blau, grün, gelb, orange, rosa bis rot, violett, braun[3] |
Strichfarbe | hellbraun bis weiß[3] |
Transparenz | transparent bis durchscheinend[3] |
Glanz | Glasglanz[3] |
Radioaktivität | - |
Magnetismus | - |
Kristalloptik | |
Brechungsindizes | nω = natürlich: 1,633–1,651[3][4] nε = natürlich: 1,615–1,630[3][4] |
Doppelbrechung | δ = natürlich: 0,018–0,021[3][4] |
Optischer Charakter | einachsig negativ[3] |
Pleochroismus | wenn gefärbt je nach Eigenfarbe sehr stark |
Das Mineral Elbait ist ein häufiges Ringsilikat aus der Turmalingruppe und hat die idealisierte chemische Zusammensetzung NaLi1,5Al1,5Al6(Si6O18)(BO3)(OH)3(OH).
Elbait kristallisiert mit trigonaler Symmetrie und bildet meist prismatische Kristalle von wenigen Millimetern bis Zentimetern, in Ausnahmefällen bis über 1 Meter Länge. Anhand äußerer Kennzeichen ist Elbait kaum von ähnlich gefärbten, anderen Mineralen der Turmalingruppe zu unterscheiden. Die Prismenflächen sind oft bauchig gerundet und zeigen eine deutliche Streifung in Längsrichtung. Die Farbe ist sehr variabel und reicht von farblos über blau, grün, gelb, rosa, rot bis violett. Die Kristalle sind fast immer zoniert. Wenn gefärbt zeigt Elbait einen starken Pleochroismus und wie alle Minerale der Turmalingruppe ist er stark pyroelektrisch und piezoelektrisch.[3]
Elbait ist der typische Turmalin lithiumreicher Pegmatite, wo er vor allem in der Spätphase der Kristallisation in Miarolen gebildet wird. Typlokalität ist der LCT-Pegmatit (Lithium-Cäsium-Tantal-Pegmatit) Fonte del Prete bei San Piero in Campo auf der Insel Elba in Italien.[7][8]
Etymologie und Geschichte
Bereits in der Antike waren elbaitische Turmaline geschätzte Schmucksteine, wurden jedoch nicht von anderen Edelsteinen unterschieden.
Zu den ältesten bekannten Turmalin-Schmuckstücken gehört eine Gemme aus gelbem und rosa Rubellit, in die das Profil von Alexander dem Großen eingeschnitten ist. Sie wird auf die Zeit um 334–323 vor Christus datiert und befindet sich seit 1892 im Besitz des Ashmolean Museum in Oxford.[9] Aus dieser Zeit stammt auch die Theophrastos von Eresos zugeschriebene Überlieferung des Lyngurium, eines klaren, kalten Steines, in den Gemmen und Siegel eingeschnitten wurden und der die Fähigkeit gehabt haben soll, leichte Dinge wie Stroh oder dünne Plättchen aus Eisen oder Kupfer anzuziehen.[10] Diese Eigenschaft wurde in Europa erst wieder im 18. Jahrhundert an Turmalinen aus Ceylon beobachtet und führte zur Entdeckung der Pyroelektrizität.
Einige Rubine bekannter Kronjuwelen erwiesen sich bei genauerer Untersuchung als Rubellit, eine durch Mangan gefärbte Varietät meist elbaitischer Turmaline. So handelt es sich bei dem zentralen „Rubin“ auf der Vorderseite der Wenzelskrone, die der Römisch-deutsche König Karl IV. 1347 anlässlich seiner Krönung anfertigen ließ und für deren Ausschmückung er sich auch am Schmuck seiner Frau Blanca Margarete von Valois bediente,[11] um einen Rubellit.[12]
Ähnlich verhielt es sich mit einem der größten „Rubine“ Europas, Caesaris rubinus (Rubin des Kaisers) in Form einer Frucht, der sich als Rubellit erwies, nachdem er in den 1920er Jahren vom russischen Mineralogen Alexander Jewgenjewitsch Fersman eingehend untersucht worden war.[13] Dies war das vorläufige Ende einer langen, wechselvollen Geschichte. Nachdem er auf unbekannten Weg von Asien, vermutlich Burma, nach Europa gelangt war, wurde er vom König Karl IX. erworben, nach dessen Tod 1575 an seine Witwe Elisabeth von Österreich vererbt, im Dreißigjährigen Krieg von den Schweden aus Prag geraubt, von Christina von Schweden nach ihrer Abdankung 1654 in Amsterdam versetzt und von Karl XI. nach ihrem Tod zurück nach Schweden geholt, um 1777 von Gustav III. an Katharina II. verschenkt und nach der Oktoberrevolution schließlich in Volkseigentum überführt zu werden.[14]
Ein charakteristischer Bestandteil von Elbait, das Element Lithium, wurde 1818 von Johan August Arfwedson im Mineral Petalit von der Insel Utö in Schweden entdeckt und auch in einem Turmalin dieser Eisenlagerstätte nachgewiesen.[15]
Den Namen Elbait prägte Wladimir Iwanowitsch Wernadski 1913 in Sankt Petersburg. Er diskutierte Analysen verschiedener Turmaline, die W. T. Schaller ein Jahr zuvor publiziert hatte, und führte für die lithiumhaltigen Turmaline von der Insel Elba die Formel M+2Al6B2Si4O21 und den Namen Elbaitreihe ein.[16] Sehr wahrscheinlich stammt das Typmaterial für Elbait von Fonte del Prete, San Piero in Campo, auf der Insel Elba.[8]
Winchell publizierte im Jahr 1933 eine aktualisierte Formel für Elbait, H8Na2Li3Al3B6Al12Si12O62, deren Stöchiometrie bereits genau mit der heute akzeptierten Endgliedzusammensetzung des Elbait übereinstimmt.[8]
Die erste Kristallstrukturanalyse eines Elbaites aus Kalifornien erfolgte 1972 durch Gabrielle Donnay & R. Barton Jr. Sie fanden nur kleine Abweichungen von der 1948 von Gabrielle E. Hamburger und Martin J. Buerger am Massachusetts Institute of Technology bestimmten Turmalinstruktur.[17]
Klassifikation
In der strukturellen Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) gehört Elbait zusammen mit Fluor-Elbait zur Alkali-Untergruppe 2 der Alkaligruppe in der Turmalinobergruppe.[18][19]
Bereits in der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Elbait zur Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und dort zur Abteilung der „Ringsilikate (Cyclosilikate)“, wo er zusammen mit Buergerit, Dravit, Schörl, Tsilaisit und Uvit sowie im Anhang mit Tienshanit, Verplanckit die „Turmalin-Reihe“ mit der System-Nr. VIII/C.08 bildete.
Im 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.19-10. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies der ebenfalls der Abteilung „Ringsilikate“, wo Elbait zusammen mit Adachiit, Bosiit, Chromdravit (heute Chrom-Dravit), Chromo-Aluminopovondrait (heute Chromo-Alumino-Povondrait), Darrellhenryit, Dravit, Feruvit, Fluor-Buergerit, Fluor-Dravit, Fluor-Elbait, Fluor-Liddicoatit, Fluor-Schörl, Fluor-Tsilaisit, Fluor-Uvit, Foitit, Lucchesiit, Luinait-(OH) (heute diskreditiert), Magnesiofoitit, Maruyamait, Oxy-Chromdravit (heute Oxy-Chrom-Dravit), Oxy-Dravit, Oxy-Foitit, Oxy-Schörl, Oxy-Vanadiumdravit (heute Oxy-Vanadium-Dravit), Rossmanit, Schörl, Olenit, Povondrait, Tsilaisit, Uvit, Vanadio-Oxy-Chromdravit (heute Vanadio-Oxy-Chrom-Dravit) und Vanadio-Oxy-Dravit die „Turmalin-Gruppe“ bildet (Stand 2018).[20]
Auch die seit 2001 gültige und von der IMA zuletzt 2009 aktualisierte[21] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Elbait in die Abteilung der „Ringsilikate“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der Größe, Verknüpfung und Verzweigung der Silikatringe, so dass das Mineral entsprechend seinem Aufbau in der Unterabteilung „[Si6O18]12−-Sechser-Einfachringe mit inselartigen, komplexen Anionen“ zu finden ist, wo es zusammen mit Buergerit, Chromdravit (heute Chrom-Dravit), Dravit, Feruvit, Foitit, Liddicoatit (heute Fluor-Liddicoatit), Magnesiofoitit, Olenit, Povondrait (Rn), Rossmanit, Schörl, Uvit, Vanadium-Dravit zur „Turmalingruppe“ mit der System-Nr. 9.CK.05 gehört.[6]
Die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Elbait ebenfalls in die Klasse der „Silikate und Germanate“, dort allerdings in die bereits feiner unterteilte Abteilung der „Ringsilikate: Sechserringe“ ein. Hier ist er nur zusammen mit Olenit in der „Elbait-Untergruppe“ mit der System-Nr. 61.03d.01 innerhalb der Unterabteilung „Ringsilikate: Sechserringe mit Boratgruppen (Lithiumhaltige Turmalin-Untergruppe)“ zu finden.
Chemismus
Elbait ist das Lithium- Aluminium- Analog von Dravit und Schörl und hat die idealisierte Zusammensetzung [X]Na[Y](Li1,5Al1,5)[Z]Al6([T]Si6O18)(BO3)[V](OH)3[W](OH), wobei [X], [Y], [Z], [T], [V] und [W] die Positionen in der Turmalinstruktur sind.[18] Für den Elbait aus der Typlokalität wird, Schallers Analysen von 1913 umgerechnet auf 15 Kationen (ohne Natrium und Calcium), folgende Strukturformel angegeben:[8]
- [X](Na0,73◻0,26Ca0,01) [Y](Al1,93Li1,04Mg0,02Fe2+0,01) [Z](Al6,00) [T](Si5,89Al0,11)O18(B0,92O3)3[V](OH)3 [W][(OH)0,6 O0,35 F0,05]
Diese Zusammensetzung entspricht einem Mischkristall von Elbait (~60%) mit dem hypothetischen □-Li-O-Turmalin (~26%) und dem ebenfalls hypothetischen Fluor-Na-Al-Al-Al-Turmalin (~4%).
Darüber hinaus bildet Elbait über diverse Austauschreaktionen Mischkristalle mit
- Fluor-Elbait: [W](OH) = [W]F[22]
- Darrellhenryit: [Y]Li0,5 + [W](OH) = [Y]Al0,5 + [W]O
- Rossmanit: [X]Na + [Y]Li0,5 = [X]◻ + [Y]Al0,5
- Liddicoatit: [X]Na + [Y]Al0,5 = [X]Ca + [Y]Li0,5[23]
- Dravit: [Y](LiAl) = [Y](Mg2)[24]
- Schörl: [Y](LiAl) = [Y](Fe2+2)
- Tsilaisit: [Y](LiAl) = [Y](Mn2)[27]
- Zink-Turmalin: [Y](LiAl) = [Y](Zn2)[28]
- Kupfer-Turmalin: [Y](LiAl) = [Y](Cu2)[29]
Kristallstruktur
Elbait kristallisiert mit trigonaler Symmetrie in der Raumgruppe R3m (Raumgruppen-Nr. 160) mit 3 Formeleinheiten pro Elementarzelle. Die Gitterparameter des von Donnay und Barton untersuchten Elbaits aus Californien sind a = 15,838(1) Å, c = 7,1032(2) Å,[17][8] die eines synthetischen, nicht genauer charakterisierten Elbaits a = 15,843(2) Å und c = 7,102(2) Å.[5]
Sektorzonierte Elbaite können optisch 2-achsige Sektoren aufweisen, was auf eine erniedrigte Symmetrie hinweist. Strukturuntersuchungen dieser Sektoren deuten auf eine trikline Symmetrie in der Raumgruppe P1 (Raumgruppen-Nr. 1) mit einer geordneten Verteilung von Lithium und Aluminium auf den Y-Positionen.[30]
Bildung und Fundorte
Elbait ist ein recht häufiges Mineral und wurde weltweit in vielen lithiumreichen Graniten, Pegmatiten und hochtemperierten hydrothermalen Gängen gefunden. Er kristallisiert vorwiegend in der Spätphase der magmatischen Prozesse in Miarolen oder bildet sich metasomatisch bei der Reaktion Bor- und Lithium-reicher Lösungen mit Glimmern und Feldspäten der Granite oder von Umgebungsgesteinen der Magmatige, in die die Lösungen eindringen. Gängige Begleitminerale sind Quarz, Albit, die Glimmer Lepidolith und Muskovit, Granat, Beryll und Apatit.[7][3]
Die Typlokalität sind höchstwahrscheinlich die Miarolen des LCT-Pegmatites (Lithium-Cäsium-Tantal-Pegmatit) Fonte del Prete bei San Piero in Campo auf der Insel Elba in Italien. Rosa, gelbgrüner bis farbloser oder schwarzer Elbait tritt hier zusammen mit Quarz, Albit, Orthoklas, Lepidolith oder Muskovit auf.[7][8]
Weblinks
- Elbait. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung
- Elbait. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy (englisch).
Einzelnachweise
- ↑ Laurence N. Warr: IMA–CNMNC approved mineral symbols. In: Mineralogical Magazine. Band 85, 2021, S. 291–320, doi:10.1180/mgm.2021.43 (englisch, cambridge.org [PDF; 320 kB; abgerufen am 5. Januar 2023]).
- ↑ Malcolm Back, William D. Birch, Michel Blondieau und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: March 2021. (PDF; 3,5 MB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, März 2021, abgerufen am 17. April 2021 (englisch).
- ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q Schorl. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, handbookofmineralogy.org [PDF; 74 kB; abgerufen am 6. April 2021]).
- ↑ a b c d e f Ana C. M. Ferreira, Valderez P. Ferreira, Dwight R. Soares and Hugo S. Vilarroel-Leo: Chemical and mineralogical characterization of elbaites from the Alto Quixaba pegmatite, Seridó province, NE Brazil. In: Anais da Academia Brasileira de Ciências. Band 77, Nr. 4, 2005, S. 729–743, doi:10.1590/S0001-37652005000400011 (englisch, semanticscholar.org [PDF; 369 kB; abgerufen am 17. April 2021]).
- ↑ a b c Takeshi Tomisaka: Synthesis Of Some End-Members Of The Tourmaline Group. In: Mineralogical Journal. Band 5, 1968, S. 355–364 (englisch, jstage.jst.go.jp [PDF; 872 kB; abgerufen am 17. April 2021]).
- ↑ a b c Elbait. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 17. April 2021 (englisch).
- ↑ a b c Fundortliste für Elbait beim Mineralienatlas und bei Mindat, abgerufen am 17. April 2021.
- ↑ a b c d e f Andreas Ertl: About the nomenclature and the type locality of elbaite: A historical review. In: Mitteilungen der Österreichischen Mineralogischen Gesellschaft. Band 154, 2008, S. 35–44 (uibk.ac.at [PDF; 164 kB; abgerufen am 17. April 2021]).
- ↑ Pat Daly, Charles Evans: Gem-A Confirms Oldest Known Carved Tourmaline. In: gem-a.com. 12. September 2019, abgerufen am 17. April 2021 (englisch).
- ↑ Steven A. Walton: Theophrastus on Lyngurium: Medieval and Early Modern Lore from the Classical Lapidary Tradition. In: Annals of Science. Band 58, 2001, S. 357–379 (englisch, researchgate.net [PDF; 543 kB; abgerufen am 17. April 2021]).
- ↑ Karel Otavský: Die Wenzelskrone – ihre Form und Funktionen. In: Ferdinand Schöningh (Hrsg.): Wenzel. 2018, S. 301–314, doi:10.30965/9783506785336_015.
- ↑ J. Hyrsl and P. Neumanova: Eine neue gemmologische Untersuchung der Sankt Wenzelskrone in Prag (abstract). In: Journal of Gemmology. Band 26, Nr. 7, 1999, S. 455 (englisch, gem-a.com [PDF; 6,0 MB; abgerufen am 17. April 2021]).
- ↑ Aleksandr Evgenevich Fersman: Russia’s treasure of diamonds and precious stones. Hrsg.: The People’s Commissariat of Finances. 1925, S. 22 (englisch, No. 65. Pink Tourmaline, Representing a fruit mounted in a pin – Internet Archive [abgerufen am 17. April 2021]).
- ↑ Jan Asplund: The Unusual History of Caesar’s Ruby. In: gem-a.com. Abgerufen am 9. April 2021 (englisch).
- ↑ Aug. Arfwedson: Untersuchung einiger bei der Eisen-Grube von Utö vorkommenden Fossilien und von einem darin gefundenen neuen feuerfesten Alkali. In: Journal für Chemie und Physik. Band 22, 1818, S. 93–121 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2020]).
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- ↑ a b Gabrielle Donnay & R. Barton Jr.: Refinement of the crystal structure of elbaite and the mechanism of tourmaline solid solution. In: Tschermaks mineralogische und petrographische Mitteilungen. Band 18, 1972, S. 273–286, doi:10.1007/BF01082837 (englisch).
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- ↑ Adam Pieczka, Bożena Gołębiowska, Piotr Jeleń, Adam Włodek, Eligiusz Szełęg and Adam Szuszkiewicz: Towards Zn-Dominant Tourmaline: A Case of Zn-Rich Fluor-Elbaite and Elbaite from the Julianna System at Piława Górna, Lower Silesia, SW Poland. In: Minerals. Band 8, Nr. 4, 2018, S. 1–21, doi:10.3390/min8040126 (englisch).
- ↑ Emmanuel Fritsch, James E. Shigley, George R. Rossman, Meredith E. Mercer, Sam M. Muhlmeister, and Mike Moon: Gem-Quality Cuprian-Elbaite Tourmalines From Sao Jose Da Batalha, Paraiba, Brazil. In: Gems & Gemology. Band 26, Nr. 3, 1990, S. 189–205 (englisch, gia.edu [PDF; 1,1 MB; abgerufen am 17. April 2021]).
- ↑ Alexander Shtukenberg, Ira Rozhdestvenskaya, Olga Frank-Kamenetskaya, Julia Bronzova, Harald Euler, Armin Kirfel, Irina Bannova, Anatoly Zolotarev: Symmetry and crystal structure of biaxial elbaite-liddicoatite tourmaline from the Transbaikalia region, Russia. In: The American Mineralogist. Band 92, 2007, S. 675–686 (englisch, rruff.info [PDF; 512 kB; abgerufen am 10. April 2021]).
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Vladimir Vernadsky, 1934.
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crystals of tourmaline var. elbaite, crystals of quartz : San Piero in Campo, Campo nell’Elba, Elba Island, Livorno Province, Tuscany, Italy (Locality at mindat.org)
(c) Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0
Elbait
- Fundort: Malkhan pegmatite field (Malchan), Krasnyi Chikoy, Chitinskaya Oblast', Daurien, Eastern-Siberian Region, Russland (Fundort bei mindat.org)
- Größe: 3.8 x 3.7 x 1.6 cm
Autor/Urheber: K. Pacovsky, Lizenz: CC BY-SA 4.0
Original der Wenzelskrone während eine Ausstellung in 2016.