Zunyit

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Zunyit
Zunyite-199876.jpg
Zunyitkristalle im Muttergestein aus Silver City, East Tintic Mountains, Juab County, Utah, USA
Allgemeines und Klassifikation
Chemische Formel
  • Al12[(OH)14|F4|Cl|AlO4|Si5O16][1]
  • Al13Si5O20(OH,F)18Cl[2]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)
Silikate und Germanate
System-Nr. nach Strunz
und nach Dana
9.BJ.55 (8. Auflage: VIII/C.36)
57.03.01.01
Kristallographische Daten
Kristallsystem kubisch
Kristallklasse; Symbol kubisch-hexakistetraedrisch; 4 3 m[3]
Raumgruppe F43m (Nr. 216)Vorlage:Raumgruppe/216[1]
Gitterparameter a = 13,88 Å[1]
Formeleinheiten Z = 4[1]
Zwillingsbildung nach {111} Kontakt- und Durchdringungszwillinge[4]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 7[4]
Dichte (g/cm3) gemessen: 2,874(5); berechnet: 2,87 bis 2,90[4]
Spaltbarkeit gut nach {111}[4]
Bruch; Tenazität spröde
Farbe grauweiß, fleischrot, farblos in dünnen Schichten
Strichfarbe weiß
Transparenz durchsichtig bis undurchsichtig
Glanz Glasglanz
Kristalloptik
Brechungsindex n = 1,592 bis 1,600[4]
Doppelbrechung keine, da isotrop
Weitere Eigenschaften
Besondere Merkmale gelegentlich rote Fluoreszenz

Zunyit ist ein selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ mit der chemischen Zusammensetzung Al12[(OH)14|F4|Cl|AlO4|Si5O16][1] und ist daher chemisch gesehen ein Aluminium-Silikat mit zusätzlichen Chlor-, Fluor- und Hydroxidionen. Strukturell gehört Zunyit zu den Gruppensilikaten.

Zunyit kristallisiert im kubischen Kristallsystem und entwickelt meist gut ausgebildete tetraedrische oder pseudo-oktaedrischer Kristalle. In reiner Form ist Zunyit farblos und durchsichtig mit einem glasähnlichen Glanz auf den Kristallflächen. Durch vielfache Lichtbrechung aufgrund von Gitterbaufehlern oder polykristalliner Ausbildung kann er aber auch weiß erscheinen, wobei die Transparenz entsprechend abnimmt, und durch Fremdbeimengungen eine grauweiße bis fleischrote Farbe annehmen.

Mit einer Mohshärte von 7 gehört Zunyit zu den harten Mineralen, die ähnlich wie das Referenzmineral Quarz in der Lage sind, Fensterglas zu ritzen.

Etymologie und Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Erstmals entdeckt wurde der Zunyit in der „Zuni Mine“ (Zuñi Mine) am Anvil Mountain nahe Silverton im US-Bundesstaat Colorado und beschrieben 1883 von William Francis Hillebrand (1853–1925)[5], der das Mineral nach seiner Typlokalität benannte.

Klassifikation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Zunyit zur Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und dort zur Abteilung der „Gruppensilikate (Sorosilikate)“, wo er als einziges Mitglied die eigenständige Gruppe VIII/C.36 bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz'schen Mineralsystematik ordnet den Zunyit ebenfalls in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Gruppensilikate (Sorosilikate)“ ein. Diese Abteilung ist allerdings weiter unterteilt nach der Art der Silikatgruppenbildung, der möglichen Anwesenheit weiterer Anionen sowie der Koordination der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung und seinem Aufbau in der Unterabteilung „Gruppensilikate mit Si3O10, Si4O11, etc. Anionen; Kationen in oktaedrischer [6] und/oder größerer Koordination“ zu finden ist, wo es ebenfalls als einziges Mitglied die unbenannte Gruppe 9.BJ.55 bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Zunyit in die Klasse der „Silikate und Germanate“, dort allerdings in die bereits feiner unterteilte Abteilung der „Gruppensilikate: Insulare (Si3O10) und größere nichtzyklische Gruppen mit Si3O10-Gruppen“ ein. Hier ist er als einziges Mitglied in der unbenannten Gruppe 57.03.01 innerhalb der Unterabteilung der „Gruppensilikate: Insulare (Si3O10) und größere nichtzyklische Gruppen mit Si5O16-Gruppen“ zu finden.

Kristallstruktur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Offen verzweigte 3er Einfach-Silikatgruppe des Zunyit

Zunyit kristallisiert kubisch in der Raumgruppe F43m (Raumgruppen-Nr. 216)Vorlage:Raumgruppe/216 mit dem Gitterparameter a = 13,88 Å sowie 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[1]

Silikatgruppe

Nach der Klassifikation von Liebau ist Zunyit ein offen verzweigtes 3er-Einfach-Gruppensilikat. Die Silikatgruppe besteht aus insgesamt fünf Silikat-Tetraedern mit der Teilformel [Si5O16]12-, die an den Ecken über gemeinsam genutzte Sauerstoffatome miteinander verbunden sind. Drei der Tetraeder bilden dabei eine Kette, von dessen Mitteltetraeder zwei einzelne Silikattetraeder offen abzweigen. Ungewöhnlich für Silikate ist die nahezu lineare Si-O-Si-Bindung mit einem Winkel von rund 170°. [6][7][8][9]

Im zentralen SiO4-Tetraeder kann Si4+ teilweise durch Al3+ ersetzt werden.[8][9][10] In systhetischen Zunyite konnte zudem der Ersatz SiO4 durch (OH)4 nachgewiesen werden, wie er z. B. auch in Hydrogranaten vorkommt.[11]

Zunyit ist das einzige Silikat mit diesen Silikatpentamer. Vergleichbar ist nur das [AlSi4(O,OH)16]-Komplexanion des Harkenit[12][8][9] und das [MgSi4O16]-Komplexanion des Rondorfit.[13]

Aluminiumbaugruppe

Al-13-Keggin-Komplex des Zunyit: grau: äußere Al-Oktaeder; grün: zentraler Al-Tetraeder

Aluminiun ist sowohl tetraedrisch von 4 Suerstoffen umgeben wie auch oktaedrisch von 6 Sauerstoffen und Fluor und bildet Al13O16(OH)24-Baugruppen mit der Struktur von Keggin-Komplexionen.[6][7][10]

Drei AlO4(OH,F)2-Oktaeder sind über gemeinsame Kanten verknüpft. Vier dieser Dreiergruppen sind über Ecken (gemeinsame Sauerstoffe) so verbunden, dass sie einen Hohlraum umschließen, in dessen Zentrum sich AlO4-Tetraeder befindet. Die Ecken dieses Tetraeders liegen auf den zentralen Sauertoffen der Al-Oktaeder-Dreiergruppen. Diese Al13O16(OH)24-Keggin-Komplexe sind über gemeinsame Oktaederecken und die [Si5O16]-Anionen miteinander verbunden.[6][7][8]

Solche Keggin-Komplexionen spielen eine wichtige Rolle bei der Löslichkeit von Aluminium und anderen Metallen. Al-13-Komplexe treten außer im Zunyit vor allem in Aluminiumsalzen (Sulfate, Selenate) und deren Lösungen auf.[14]

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Unter UV-Licht zeigen manche Zunyite eine rote Fluoreszenz.[4]

Bildung und Fundorte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zunyit bildet sich in hochgradigen, aluminiumhaltigen Schiefern und hydrothermal umgeformten, vulkanischen Gesteinen. Begleitminerale sind unter anderem Alunit, Diaspor, Hämatit, Kaolinit, Pyrit, Pyrophyllit, Quarz und Rutil.

Als seltene Mineralbildung konnte Zunyit bisher nur an wenigen Fundorten nachgewiesen werden, wobei bisher (Stand: 2016) knapp 90 Fundorte[15] als bekannt gelten. Neben seiner Typlokalität „Zuni Mine“ fand man das Mineral in den USA noch an mehreren Orten in den Dome Rock Mountains, bei San Manuel (Pinal County) und Alum Gulch (Santa Cruz County) in Arizona; am Mount Robinson (Custer County), am Horse Creek (Dolores County), in den Red Mountains (Ouray County), im Saguache County und an weiteren Stellen im San Juan County in Colorado; bei Butte in Montana; Buckskin (Douglas County), Scraper Springs (Elko County) und Robinson (White Pine County) in Nevada; am Clubb Mountain und bei Hillsborough in North Carolina sowie in den Tintic Mountains in Utah.

Weitere Fundorte liegen in Bejaia in Algerien; King George Island in der Antarktis; Catamarca, La Rioja und Salta in Argentinien; auf Tasmanien in Australien; in Aserbaidschan; am Cerro Tazna in den bolivianischen Cordillera de Chichas; Brumado im brasilianischen Bundesstaat Bahia; bei Panagjurischte und Chelopech (Oblast Sofia) in Bulgarien; an mehreren Orten in der Región de Atacama in Chile; in Zijinshan und Qinglong (Qinhuangdao) in China; auf Honshū in Japan; auf Vancouver Island in Kanada; bei Ojuu Tolgoi in der Mongolei; in der marokkanischen Provinz Ouarzazate (Souss-Massa-Draâ); bei Otuzco in der peruanischen Provinz La Libertad; in Mankayan auf den Philippinen; im Apuseni-Gebirge in Rumänien; bei Bor in Serbien; in den slowakischen Regionen Banská Bystrica und Košice; in der spanischen Provinz Almería; bei Doornfontein am Nordkap in Südafrika; im ungarischen Komitat Fejér sowie bei Embleton (Cumbria) im Vereinigten Königreich.[16]


Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • W. F. Hillebrand: New mineral species from Colorado. Zunyite, In: Department of the Interior of the United States Geological Survey No. 20, Washington, United States Government Printing Office 1885, S. 100 (PDF 7,67 MB)
  • W. F. Hillebrand: On zunyite and guitermanite, two new minerals from Colorado. In: Proceedings of the Colorado Scientific Society Band 1 (1885), S. 124–131 (PDF 536,8 kB)

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Zunyite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d e Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System. 9. Auflage. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 593.
  2. IMA/CNMNC List of Mineral Names; September 2016 (PDF 1,6 MB)
  3. Webmineral – Zunyite (englisch)
  4. a b c d e f Zunyite, In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 68,2 kB)
  5. L. J. Spencer: Mineralogical chemistry. In: Annual reports on the progress of chemistry Band 24, 1927, S. 292–313 doi:10.1039/AR9272400292
  6. a b c B. W. Ray: The crystal structure of zunyite. In: PhD at the California Institute of Technology Pasadena, California. 1956, S. 1–197 (PDF (12,4 MB)).
  7. a b c S. J. Louisnathan, G. V. Gibbs: Aluminium-silicon distribution in zunyite. In: American Mineralogist. Band 57, 1972, S. 1089–1108 (PDF (1,3 MB)).
  8. a b c d W. H. Baur, T. Ohta: The Si5O16 pentamer in zunyite refined and empirical relations for individual silicon-oxygen bonds. In: Acta Crystallographica. B38, 1982, S. 390–401 (Zusammenfassung).
  9. a b c P. J. Dirken, A. P. M. Kentgens, G. H. Nachtegaal, AD M. J. Van Der Eerden, J. B. H. Jansen: Solid-state MAS NMR study of pentameric aluminosilicate groups with 180° intertetrahedral AI-O-Si angles in zunyite and harkerite. In: The American Mineralogist. Band 80, 1995, S. 39–45 (PDF (604 kB)).
  10. a b B. Zhou, B. L. Sherriff, F. Taulelle, G. Wu: Nuclear magnetic resonance study of Al:Si and F:OH order in zunyite. In: The Canadian Mineralogist. Band 41, 2003, S. 891–903 (PDF (396 kB)).
  11. A. Baumer, H. Gimenez, R. Caruba, G. Turco: Remplacements de regroupements atomiques dans la structure zunyite. In: Bulletin de la Société Française de Minéralogie et de Cristallographie. Band 97, 1974, S. 271–277 (PDF (510 kB)).
  12. G. Giuseppetti, F. Mazzi and C. Tadini: The Crystal Structure Of Harkenite. In: The American Mineralogist. Band 62, 1977, S. 263–272 (PDF (993 kB)).
  13. R. K. Rastsvetaeva, A. E. Zadov and N. V. Chukanov: Crystal Structure of Low-Symmetry Rondorfite. In: Crystallography Reports. Band 53, 2008, S. 199–205 (PDF (396 kB)).
  14. A. C. Kunwar, A. R.Thompson,H. S.Gutowsky and E. Oldfield: Solid State Aluminum-27 NMR Studies of Tridecameric Al-Ox Hydroxy Clusters in Basic Aluminum Selenate, Sulfate, and the Mineral Zunyite. In: Journal Of Magnetic Resonance. Band 60, 1984, S. 467–472 (PDF (489 kB)).
  15. Mindat – Anzahl der Fundorte für Zunyit
  16. Fundortliste für Zunyit beim Mineralienatlas und bei Mindat (englisch)