Ringwoodit

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Ringwoodit
Bläulicher Ringwooditkristall (Größe ≈ 150 μm)
Allgemeines und Klassifikation
Andere Namen

IMA 1968-036

Chemische Formel
  • Mg2(SiO4)[1]
  • γ-(Mg,Fe)2[SiO4][2]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung) 		Silikate und Germanate – Inselsilikate (Nesosilikate)
System-Nummer nach
Strunz (8. Aufl.)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
VIII/A.06
9.AC.15
51.03.03.01
Kristallographische Daten
Kristallsystem kubisch
Kristallklasse; Symbol kubisch-hexakisoktraedrisch; 4/m 3 2/m
Raumgruppe (Nr.) Fd3m (Nr. 227)
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte Bitte ergänzen!
Dichte (g/cm3) berechnet: 3,90[3]
Spaltbarkeit Bitte ergänzen!
Farbe farblos, violett, bläulich, rauchgrau
Strichfarbe Bitte ergänzen!
Transparenz Bitte ergänzen!
Glanz Bitte ergänzen!
Kristalloptik
Brechungsindex n = 1,768[4]
Doppelbrechung keine, da optisch isotrop

Ringwoodit ist die Hochdruck-Modifikation von Olivin und ein an der Erdoberfläche selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“. Es kristallisiert im kubischen Kristallsystem mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung Mg2(SiO4)[1], ist also ein Magnesium-Silikat. Strukturell gehört Ringwoodit zu den Inselsilikaten. Aufgrund von Mischkristallbildung zwischen den Mineralen der Olivingruppe wird die Formel für den Ringwoodit oft auch als Mischformel mit (Mg,Fe)2[SiO4] angegeben. In der Natur überwiegend Mg-reiche Mischkristalle; γ-Fe2(SiO4) wurde erst kürzlich in natürlichen Proben nachgewiesen und wird daher seit 2013 als Ahrensit bezeichnet.

Ringwoodit ist durchscheinend und konnte bisher nur in Form von abgerundeten Körnern bis etwa 100 Mikrometer Größe und massigen Mineral-Aggregaten gefunden werden. In reiner Form ist Ringwoodit farblos. Durch Fremdbeimengungen kann er aber auch eine violette, bläuliche oder rauchgraue Farbe annehmen.

Etymologie und Geschichte

Erstmals entdeckt wurde Ringwoodit in Mineralproben des „Tenham-Meteoriten“, der 1879 bei South Gregory im australischen Bundesstaat Queensland niederging. Beschrieben wurde das Mineral 1969 durch R. A. Binns, R. J. Davis und S. J. B. Reed, die das Mineral nach dem australischen Experimental-Geophysiker und Geochemiker Alfred Edward Ringwood (1930–1993) benannten.

Das eisenhaltige Analogon zu Ringwoodit, Ahrensit, wurde 2013 nach dem US-amerikanischen Mineralphysiker Thomas J. Ahrens (1936–2010) benannt.

Klassifikation

Bereits in der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Ringwoodit zur Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und dort zur Abteilung der „Inselsilikate (Nesosilikate)“, wo er zusammen mit Wadsleyit die unbenannte Gruppe VIII/A.06 bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Ringwoodit ebenfalls in die Abteilung der „Inselsilikate (Nesosilikate)“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der möglichen Anwesenheit weiterer Anionen und der Koordination der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Inselsilikate ohne weitere Anionen; Kationen in oktaedrischer [6] Koordination“ zu finden ist, wo es als einziges Mitglied die unbenannte Gruppe 9.AC.15 bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Ringwoodit in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Inselsilikatminerale“ ein. Hier ist er als einziges Mitglied in der unbenannten Gruppe 51.03.03 innerhalb der Unterabteilung „Inselsilikate: SiO4-Gruppen mit allen Kationen nur in oktaedrischer [6]-Koordination“ zu finden.

Kristallstruktur

Ringwoodit kristallisiert kubisch in der Raumgruppe Fd3m (Raumgruppen-Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227 mit dem Gitterparameter a = 8,11 Å (in synthetischer, chemisch reiner Form 8,17 Å[5]) sowie 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[2] Das Kristallgitter hat die Struktur von Spinell, weshalb Ringwoodit bzw. γ-Olivin besonders in der geophysikalischen Literatur mitunter auch als „Spinell“ bezeichnet wird.

Molvolumen von Ringwoodit (γ-Mg2SiO4) als Funktion des Drucks bei Zimmertemperatur
Molvolumen von Ahrensit (γ-Fe2SiO4) als Funktion des Drucks bei Zimmertemperatur

Modifikationen und Varietäten

Die Verbindung Mg2(SiO4)[1] ist trimorph und kommt in der Natur neben dem kubischen Ringwoodit noch als orthorhombisch kristallisierender Forsterit und als ebenfalls orthorhombisch, jedoch in anderer Raumgruppe kristallisierender Wadsleyit vor.

Bildung und Fundorte

Als Hochdruck-Modifikation des Olivinminerals Forsterit ist Ringwoodit im Erdmantel ab etwa einer Tiefe von 520 km (520-km-Diskontinuität) stabil. In Steinmeteoriten (Chondriten) entsteht das Mineral dagegen durch Impaktmetamorphose (Stoßwellen-Metamorphose), wenn das Material während des Aufschlags stark gestaucht und dabei hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzt ist.

Im Tenham-Meteoriten wurde Ringwoodit in kleinen, die Grundmasse des Meteoriten durchschneidenden, Äderchen gefunden, die durch die Brekziierung beim Aufschlag des Meteoriten entstanden. Als Begleitminerale fanden sich Majorit und magnesiumhaltiges Silikatglas. Ein 1966 ebenfalls in Australien bei Rawlinna in Western Australia niedergegangener Chondrit (Coorara Meteorit) enthielt neben Majorit (Magnesium-Eisen–Granat) und Ringwoodit.

Weitere bisher bekannte Fundorte, in denen Meteoriten mit Ringwoodit niedergingen, sind unter anderem die Grove Mountains auf dem Amerikanischen Hochland in der Antarktis, Pampa del Infierno im argentinischen Departamento Almirante Brown, Sui und Gaogang in China, der Peace River und Catherwood (Provinz Saskatchewan) in Kanada, Munizip al-Dschabal al-Gharbi in Libyen, Dhofar im Oman sowie mehrere Countys in New Mexico und Umgarger im texanischen Randall County in den Vereinigten Staaten von Amerika.[6]

In China konnte Ringwoodit zudem in einem Basaltfeld nahe Hannuoba im Kreis Wanquan (Hebei) nachgewiesen werden.[7]

Bei Untersuchungen an einem brasilianischen Fund wurde Mantelmaterial mit Ringwoodit innerhalb eines Diamanten gefunden.[8] Untersuchungen in den USA erhärteten die Hypothese, dass sich im Erdmantel große Mengen von in Ringwoodit enthaltenem Hydroxid befinden könnten.[9]

Siehe auch

Literatur

  • R. A. Binns, R. J. Davis, S. J. B. Reed: Ringwoodite, natural (Mg,Fe)2SiO4 spinel in the Tenham meteorite. In: Nature, Band 221 (1969), S. 943–944
  • Michael Fleischer: New mineral names. In: American Mineralogist. Band 54 (1969), S. 1218–1223 (PDF 378,5 kB; S. 2)
  • L. C. Coleman: Ringwoodite and majorite in the Catherwood meteorite. In: The Canadian Mineralogist. Band 15 (1977), S. 97–101 (PDF 771,7 kB)
  • Friedrich Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.: Paul Ramdohr, Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978 (Erstausgabe: 1891), ISBN 3-432-82986-8, S. 665.

Weblinks

Commons: Ringwoodite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c IMA/CNMNC List of Mineral Names; January 2014 (PDF 1,5 MB)
  2. ↑ a b Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. 9. Auflage. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 539.
  3. ↑ Ringwoodite, In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 64,1 kB)
  4. ↑ Mindat - Ringwoodite
  5. ↑ W. H. Baur: Computer-simulated crystal structures of observed and hypothetical Mg2SiO4. In: American Mineralogist. Band 57 (1972), S. 709–731
  6. ↑ Fundortliste für Ringwoodit beim Mineralienatlas und bei Mindat
  7. ↑ Mindat - Fundort Hannuoba basalt field, Wanquan Co., Zhangjiakou Prefecture, Hebei Province, China (Quelle: Hongsen Xie, Huifen Zhang, Yueming Zhang, Huigang Xu, Shijie Zhuang: High-pressure hydrous mineral association in Hannuoba lherzolite. In: Acta Mineralogica Sinica Band 4(4), 1984, S. 289–295)
  8. ↑ Mineralwasser im Erdkern basiert auf: Hydrous mantle transition zone indicated by ringwoodite included within diamond
  9. ↑ wissenschaft.de: Wasser im Erdmantel bestätigt
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