Magnesio-Foitit

Magnesio-Foitit
Magnesio-foitite tourmaline (Antananarivo Province, Madagascar) 1 (29720690186).jpg
Eisenreicher Magnesio-Foitit, vermutlich aus einem Pegmatit in Antananarivo, Madagaskar
Allgemeines und Klassifikation
Andere Namen
  • IMA 1998-037[1]
  • ehemals Magnesiofoitit
Chemische Formel☐(Mg2Al)Al6(Si6O18)(BO3)3(OH)3(OH)[1]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)		Silikate und Germanate
System-Nummer nach
Strunz (9. Aufl.)
Dana
9.CK.05
61.03a.01.02
Kristallographische Daten
Kristallsystemtrigonal
Kristallklasse; Symbol3/mVorlage:Kristallklasse/Unbekannte Kristallklasse
RaumgruppeR3m (Nr. 160)Vorlage:Raumgruppe/160
Gitterparametera = natürlich: 15,884(4) Å; c = natürlich: 7,178(3) Å[2]
FormeleinheitenZ = 3[2]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte7[2]
Dichte (g/cm3)berechnet: 2,995[2]
Spaltbarkeitkeine[2]
Bruch; Tenazitätmuschelig[2]
Farbeblaugrau
StrichfarbeBitte ergänzen!
TransparenzBitte ergänzen!
GlanzBitte ergänzen!
Radioaktivität-
Kristalloptik
Brechungsindizesnω 1,624[2]
synthetisch: 1,624(1)[3]
nε natürlich: 1,650[2]
synthetisch: 1,605(1)[3]
Doppelbrechungδ = 0,026[2]
Optischer Charaktereinachsig negativ[2]

Das Mineral Magnesio-Foitit ist ein seltenes Ringsilikat aus der Turmalingruppe mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung ☐(Mg2Al)Al6(Si6O18)(BO3)3(OH)3(OH).[2]

Anhand äußerer Kennzeichen ist Magnesio-Foitit nicht von anderen, farblosen oder bläulichen Turmalinen zu unterscheiden. Sie kristallisieren mit trigonaler Symmetrie und bilden blaugraue, nadelförmige bis haarformige Kristalle von unter einem Millimeter Länge und 5-15 µm Breite. Im Dünnschliff zeigen sie einen Pleochroismus von farblos oder blass lavendelfarben nach blaugrau.[2] Wie alle Minerale der Turmalingruppe sind sie pyroelektrisch und piezoelektrisch.

Magnesio-Foitit ist nur an wenigen Fundorten weltweit zweifelsfrei nachgewiesen worden.[4] Die Typlokalität sind andesitische Tuffe und vulkanische Brekzien aus dem Kyonosawa-Gebiet in der Präfektur Yamanashi auf der Insel Honshu, Japan, die von sauren Lösungen umgewandelt worden sind.[2]

Etymologie und Geschichte

Alkalifreie Magnesium-Turmaline wurden synthetisiert, lange bevor vergleichbare natürliche Turmaline beschrieben worden sind. Bereits 1957 synthetisierten Cliffort Frondel und R. L. Collette an der Harvard University Magnesium-Turmalin über die Reaktion von Kaolin mit MgSO4, Wasser und Borsäure in Abwesenheit von Natrium.[5] Umfangreiche experimentelle Untersuchungen der Kristallchemie von alkalifreien Magnesium-Turmalinen führten dann Philip E. Rosenberg und Franklin F. Foit in den 1980er Jahren an der Washington State University durch.[3][6]

Die Bedeutung von solchen Turmalinen für natürliche Mischkristalle lieferte eine statistische Analyse zahlreicher Turmalinanalysen, die Foit und Rosenberg 1977 publizierten[7] und 1994 entdeckten Satoshi Matsubara und Akira Kato vom National Science Museum in Tokio und Masaaki Shimizu von der Toyama University in Toyama, Japan das Magnesium-Analog von Foitit in hydrothermal veränderten andesitischen Tuffen. Es wurde 1998 von der CNMNC der International Mineralogical Association (IMA) mit dem Namen Magnesiofoitit als neues Mineral anerkannt. Der Name für das Magnesium-Analog von Foitit bezieht sich auf dessen Zusammensetzung.[2] Im Zuge einer Überarbeitung der Nomenklatur der Turmaline wurde die Schreibweise von Magnesiofoitit im Jahr 2011 geändert auf Magnesio-Foitit.[8]

Klassifikation

In der strukturellen Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) gehört Magnesio-Foitit zusammen mit Foitit und Celleriit zur Leerstellen-Untergruppe 1 der Leerstellen-Gruppe in der Turmalinobergruppe.[9][8][10]

Da der Magnesio-Foitit erst 1998 als eigenständiges Mineral anerkannt wurde, ist er in der seit 1977 veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz noch nicht verzeichnet. Einzig 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-Nummer VIII/E.19-15. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies der Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort der Abteilung der „Ringsilikate“, wobei in den Gruppen VIII/E.12 bis VIII/E.21 die Ringsilikate mit Sechserringen [Si6O18]12− eingeordnet sind. Magnesio-Foitit (hier auch Magnesiofoitit) bildet hier zusammen mit Adachiit, Bosiit, Chromdravit (heute Chrom-Dravit), Chromo-Aluminopovondrait (heute Chromo-Alumino-Povondrait), Darrellhenryit, Dravit, Elbait, Feruvit, Fluor-Buergerit, Fluor-Dravit, Fluor-Elbait, Fluor-Liddicoatit, Fluor-Schörl, Fluor-Tsilaisit, Fluor-Uvit, Foitit, Lucchesiit, Luinait-(OH) (heute diskreditiert), 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).[11]

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte[12] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Magnesio-Foitit ebenfalls in die Abteilung der „Ringsilikate (Cyclosilikate)“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der Struktur der Ringe, 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 Chrom-Dravit, Dravit, Elbait, Feruvit, Buergerit (heute Fluor-Buergerit), Foitit, Liddicoatit (heute Fluor-Liddicoatit), Olenit, Povondrait, Rossmanit, Schörl, Uvit und Vanadiumdravit (Rd, heute Oxy-Vanadium-Dravit) die „Turmalingruppe“ mit der System-Nr. 9.CK.05 bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Magnesio-Foitit in die Klasse der „Silikate und Germanate“, dort allerdings in die bereits feiner unterteilte Abteilung der „Ringsilikate: Sechserringe“ ein. Hier ist er zusammen mit Foitit und Rossmanit in der „Foitit-Untergruppe“ mit der System-Nr. 61.03a.01 innerhalb der Unterabteilung „Systematik der Minerale nach Dana/Silikate#61.03a Ringsilikate: Sechserringe mit Boratgruppen (Alkali-untersättigte Turmalin-Untergruppe)“ zu finden.

Chemismus

Magnesio-Foitit ist das ◻-Al-Analog von Dravit bzw. das Magnesium-Analog von Foitit und hat die idealisierte Zusammensetzung [X]◻[Y](Mg2+2Al)[Z]Al6([T]Si6O18)(BO3)3[V](OH)3[W](OH), wobei [X], [Y], [Z], [T], [V] und [W] die Positionen in der Turmalinstruktur sind.[8] Für den Magnesio-Foitit aus der Typlokalität wurde folgende Strukturformel ermittelt:[2]

  • [X](Na0,21◻0,79) [Y](Mg2+1,44Fe2+0,13Al1,42) [Z]Al6 [T]Si6O18(BO3)3[V](OH)3 [W](OH)

Magnesio-Foitit bildet komplexe Mischkristalle vor allem mit Dravit, Oxy-Dravit und Foitit entsprechend der Austauschreaktionen[13]

Kristallstruktur

Magnesio-Foitit kristallisiert mit trigonaler Symmetrie in der Raumgruppe R3m (Raumgruppen-Nr. 160)Vorlage:Raumgruppe/160 mit 3 Formeleinheiten pro Elementarzelle. Die Gitterparameter des natürlichen Mischkristalls aus der Typlokalität sind: a = 15,967(2) Å, c = 7,126(1) Å.[2] Für das synthetische Equivalent von Magnesio-Foitit wurde a = 15,900(15) Å, c = 7,115(10) Å gemessen.[14]

Die Kristallstruktur ist die von Turmalin. Die von 9 bis 10 Sauerstoffen umgebene X-Position ist nicht besetzt, die oktaedrisch koordinierte [Y]-Position ist gemischt besetzt mit zwei Magnesium (Mg2+) und ein Aluminium (Al3+) und die kleinere, ebenfalls oktaedrisch koordinierte [Z]-Position enthält (Al3+). Silizium (Si4+) besetzt die tetraedrisch koordinierte [T]-Position und die [W]-Anionenposition ist mit einer (OH)--Gruppe besetzt.[2]

Bildung und Fundorte

Der Stabilitätsbereich von Magnesio-Foitit reicht von den niedrigen Drucken und Temperaturen der Diagenese bis zu magmatischen Temperaturen und hohen Drucken. Bei einem Druck von 2 kBar und Temperaturen über 700-750 °C wird Magnesio-Foitit bei Anwesenheit von Quarz angebaut zu Cordierit und B2O3-haltiger, SiO2-reicher Schmelze.[15] Die obere Druckstabilität ist nicht bekannt. Magnesio-Foitit konnte auch bei 20 kBar synthetisiert werden.[14]

Die Typlokalität liegt im Kyonosawa-Gebiet, Mitomi-mura, Higashi-Yamanashi-gun in der Präfektur Yamanashi auf der Insel Honshu, Japan. Magnesio-Foitit tritt hier zusammen mit Quarz, Dumortierit und Kaolinit in andesitischen Tuffen und vulkanischen Brekzien auf, die von sauren Lösungen umgewandelt worden sind. Weitere Produkte der hydrothermalen Umwandlung sind Alunit, Pyrophyllit, Topas, Zunyit, Pyrit und Rutil.[2]

In den Uranlagerstätten Rabbit Lake, Second Link Lake und Key Lake am Rande des Athabaska Beckens in Kanada tritt farbloser, sehr feinkörniger Magnesio-Foitit in Form nadeliger, oft radialstrahliger Aggregate auf, die feine Gänge und Risse in hydrothermal veränderten Granit oder Sandstein füllen. Gebildet wurde der Magnesio-Foitit hier unter oxidierenden Bedingungen bei 150 - 180 °C, 0,6 - 1,4 kBar. Begleitminerale sind Quarz, Hämatit und Chlorit.[16]

Im Königsalm Pegmatit nördlich von Senftenberg (Niederösterreich) findet sich grau-grüner Magnesio-Foitit aufgewachsen auf rosa Foitit in Miarolen. Er tritt hier zusammen mit Quarz (Rauchquarz, Rosenquarz), Mikroklin, Albit, Muskovit, Biotit, Apatit, Ilmenit, Xenotim, Monazit, Zirkon, Almandin-reichem Spessartin, Zoisit und Columbit-(Fe) auf.[17]

Quarzgänge im Pacherka Hill, 4,5 km nordwestlich von Tisovec in Slovakien enthalten in Rissen radialstrahlige Aggregate langprismatischer bis haarförmiger, hellgrauer bis grüner Turmaline. Ihre Zusammensetzung reicht von Dravit und Oxy-Dravit an der Wurzelzone über Magnesio-Foitit (eisenhaltig) im mittleren Bereich zu foititisch am äußeren Ende der Kristallnadeln.[13]

Literatur

  • Frank C. Hawthorne, Julie B. Selway, Akira Kato, Satoshi Matsubara, Masaaki Shimizu, Joel D. Grice, Josef Vajdak: Magnesiofoitite, (Mg2Al)Al6(Si6O18)(BO3)3(OH)4, a new alkali-deficient tourmaline. In: The Canadien Mineralogist. Band 37, 1999, S. 1439–1443 (englisch, rruff.info [PDF; 427 kB; abgerufen am 24. März 2021]).
  • John Leslie Jambor, Edward S. Grew, Andrew C. Roberts: New mineral names. In: American Mineralogist. Band 85, 2000, S. 1561–1565 (englisch, rruff.info [PDF; 393 kB; abgerufen am 24. März 2021]).

Weblinks

Einzelnachweise

  1. ↑ a b 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 24. März 2021 (englisch).
  2. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q Frank C. Hawthorne, Julie B. Selway, Akira Kato, Satoshi Matsubara, Masaaki Shimizu, Joel D. Grice, Josef Vajdak: Magnesiofoitite, (Mg2Al) Al6 (Si6O18) (BO3)3 (OH)4, a new alkali-deficient tourmaline. In: The Canadien Mineralogist. Band 37, 1999, S. 1439–1443 (englisch, rruff.info [PDF; 427 kB; abgerufen am 19. März 2021]).
  3. ↑ a b c Philip E. Rosenberg and Franklin F. Foit, Jr.: Synthesis and characterisation of alkali-free turmaline. In: American Mineralogist. Band 64, 1979, S. 180–186 (englisch, minsocam.org [PDF; 737 kB; abgerufen am 21. März 2021]).
  4. ↑ Fundortliste für Magnesio-Foitit beim Mineralienatlas und bei Mindat
  5. ↑ Clifford Frondel and R. L. Collette: Synthesis of tourmaline by reaction of mineral grains with NaCl-H3BO3 solution, and its implications in rock metamorphism. In: American Mineralogist. Band 42, 1957, S. 754–758 (englisch, minsocam.org [PDF; 346 kB; abgerufen am 22. März 2021]).
  6. ↑ Philip E. Rosenberg and Franklin F. Foit, Jr.: Tourmaline solid solutions in the system MgO-AI2O3-SiO2-82O3-H2O. In: American Mineralogist. Band 70, 1985, S. 1217–1223 (englisch, minsocam.org [PDF; 755 kB; abgerufen am 21. März 2021]).
  7. ↑ Franklin F. Foit Jr. & Philip E. Rosenberg: Coupled substitutions in the tourmaline group. In: Contributions to Mineralogy and Petrology. Band 62, 1977, S. 109–127, doi:10.1007/BF00372871 (englisch).
  8. ↑ a b c Darrell J. Henry, Milan Novák (Chairman), Frank C. Hawthorne, Andreas Ertl, Barbara L. Dutrow, Pavel Uher, and Federico Pezzotta: Nomenclature of the tourmaline-supergroup minerals. In: The American Mineralogist. Band 96, 2011, S. 895–913 (englisch, rruff.info [PDF; 617 kB; abgerufen am 13. Dezember 2020]).
  9. ↑ Frank C. Hawthorne and Darrell J. Henry: Classification of the minerals of the tourmaline group. In: European Journal of Mineralogy. Band 11, 1999, S. 201–215 (englisch, researchgate.net [PDF; 3,6 MB; abgerufen am 12. Oktober 2020]).
  10. ↑ Darrell J. Henry, Barbara L. Dutrow: Tourmaline studies through time: contributions to scientific advancements. In: Journal of Geosciences. Band 63, 2018, S. 77–98 (englisch, jgeosci.org [PDF; 2,2 MB; abgerufen am 12. August 2020]).
  11. ↑ Stefan Weiß: Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018. 7., vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2018, ISBN 978-3-921656-83-9.
  12. ↑ Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,82 MB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Januar 2009, abgerufen am 24. März 2021 (englisch).
  13. ↑ a b Peter Bačík, Andreas Ertl, Martin Števko, Gerald Giester, Peter Sečkár: Acicular zoned tourmaline (magnesio-foitite to foitite) from a quartz vein near Tisovec, Slovakia: The relationship between crystal chemistry and acicular habit. In: The Canadian Mineralogist. Band 53, 2015, S. 221–234 (englisch, researchgate.net [PDF; 653 kB; abgerufen am 23. März 2021]).
  14. ↑ a b Günter Werding & Werner Schreyer: Alkali-free tourmaline in the system MgO-Al2O3-B2O3-SiO2-H2O. In: Geochimica et Cosmochimica Acta. Band 48, 1984, S. 1331–1344, doi:10.1016/0016-7037(84)90066-8 (englisch).
  15. ↑ Gabriela von Goerne and Gerhard Franz: Upper Thermal Stability of Tourmaline + Quartz in the System MgO-Al2O3-SiO2-B2O3-H2O and Na2O-MgO-Al2O3-SiO2 B2O3-H2O-HCl in Hydrothermal Solutions and Siliceous Melts. In: The Canadien Mineralogist. Band 37, 1999, S. 1025–1039 (englisch, rruff.info [PDF; 1,5 MB; abgerufen am 21. März 2021]).
  16. ↑ Philip E. Rosenberg and Franklin F. Foit, Jr.: Magnesiofoitite from the Uranium Deposits of the Athabasca Basin, Saskatchewan, Canada. In: The Canadien Mineralogist. Band 44, 2006, S. 959–965 (englisch, rruff.info [PDF; 508 kB; abgerufen am 6. Mai 2021]).
  17. ↑ Andreas Ertel, Ralf Schuster, John M. Hughes, Thomas Ludwig, Hans-Peter Meyer, Friedrich Finger, M. Darby Dyar, Katja Ruschel, George R. Rossman, Urs Klötzli, Franz Brandstätter, Chistian L. Lengauer and Ekkehart Tillmanns: Li-bearing tourmalines in Variscan granitic pegmatites from the Moldanubian nappes, Lower Austria. In: European Journal of Mineralogy. Band 24, 2012, S. 695–715 (englisch, researchgate.net [PDF; 1,1 MB; abgerufen am 7. Mai 2021]).

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Magnesio-foitite tourmaline (Antananarivo Province, Madagascar) 1 (29720690186).jpg
Autor/Urheber: James St. John, Lizenz: CC BY 2.0

Magnesio-foitite tourmaline from Madagascar. (centimeter scale)

A mineral is a naturally-occurring, solid, inorganic, crystalline substance having a fairly definite chemical composition and having fairly definite physical properties. At its simplest, a mineral is a naturally-occurring solid chemical. Currently, there are over 5500 named and described minerals - about 200 of them are common and about 20 of them are very common. Mineral classification is based on anion chemistry. Major categories of minerals are: elements, sulfides, oxides, halides, carbonates, sulfates, phosphates, and silicates.

The silicates are the most abundant and chemically complex group of minerals. All silicates have silica as the basis for their chemistry. "Silica" refers to SiO2 chemistry. The fundamental molecular unit of silica is one small silicon atom surrounded by four large oxygen atoms in the shape of a triangular pyramid - this is the silica tetrahedron - SiO4. Each oxygen atom is shared by two silicon atoms, so only half of the four oxygens "belong" to each silicon. The resulting formula for silica is thus SiO2, not SiO4.

Tourmaline is a classic "garbage-can mineral" - it has a little bit of just about everything. Tourmaline can be given the formula (Na,Ca)(Li,Mg,Al)(Fe,Mn,Al)6(BO3)3(Si6O18)(OH,F)4 - sodium calcium lithium magnesium iron manganese hydroxy-fluoro-boro-aluminosilicate. Tourmaline has a nonmetallic luster, varies in color but is often blackish, has a white streak, is quite hard (H = 7 to 7.5), frequently has elongated crystals with rounded triangular cross-sections and striated faces, no cleavage, and conchoidal fracture.

Tourmaline is a group of minerals, the most common of which is the blackish-colored, Fe-rich schorl (see elsewhere in this photo album). Dark brown, Mg-rich dravite is another moderately common variety of tourmaline. Other varieties include achroite, elbaite (Li & Na-rich), indicolite, liddicoatite (Li & Ca-rich), rubellite, verdelite, and others. The latter-listed tourmalines are often richly colored (greenish, yellowish, reddish, pinkish, bluish, multicolored).

Tourmaline is moderately common in pegmatites and some metamorphic rocks. It can even be rock-forming - see the scarce rock tourmalinite (<a href="https://www.flickr.com/photos/jsjgeology/15095512541">www.flickr.com/photos/jsjgeology/15095512541</a>).

The crystal shown above is a scarce variety of tourmaline called magnesio-foitite (magnesiofoitite) - Na(Mg2Al)Al6(Si6O18)(BO3)3(OH)4 (= sodium magnesium hydroxy-boro-aluminosilicate). This specimen likely comes from a pegmatite.

Locality: unrecorded locality attributed to Antananarivo Province, central Madagascar

Photo gallery of tourmaline:

<a href="http://www.mindat.org/gallery.php?min=4003" rel="noreferrer nofollow">www.mindat.org/gallery.php?min=4003</a>