Titanomaghemit
Das Mineral Titanomaghemit ist ein häufig vorkommendes Oxid aus der Spinell-Supergruppe mit der Endgliedzusammensetzung (Ti0,5◻0,5)Fe3+2O4. Es kristallisiert im kubischen Kristallsystem und tritt in Form bläulich schwarzer, oktaedrischer Kristalle auf.
| Titanomaghemit | |
|---|---|
| Allgemeines und Klassifikation | |
| IMA-Symbol |
Tmgh[1] |
| Chemische Formel | (Ti0,5◻0,5)Fe3+2O4[2] |
| Mineralklasse (und ggf. Abteilung) |
Oxide und Hydroxide |
| System-Nummer nach Strunz (9. Aufl.) |
4.BB.15[3] |
| Kristallographische Daten | |
| Kristallsystem | kubisch |
| Kristallklasse; Symbol | pentagon-ikositetraedrisch; 432 |
| Raumgruppe | natürlich: P432 (Nr. 207) |
| Gitterparameter | a = natürlicher Mischkristall: 8,348(3) Å[4] |
| Formeleinheiten | Z = 8[4] |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mohshärte | Bitte ergänzen |
| Dichte (g/cm3) | berechnet: 5,063[5] |
| Spaltbarkeit | Bitte ergänzen |
| Farbe | bläulich schwarz |
| Strichfarbe | braun |
| Transparenz | opak |
| Glanz | Bitte ergänzen |
| Magnetismus | stark ferromagnetisch[6][4] |
| Weitere Eigenschaften | |
| Besondere Merkmale | enthält häufig Entmischungslamellen von Ilmenit |
Das Mineral bildet sich vorwiegend bei der Verwitterung basischer und ultrabasischer Gesteine durch die Oxidation von titanhaltigen Magnetit. Die Typlokalität liegt bei Pretoria am Rand des Bushveld-Komplexes in der Republik Südafrika.
Etymologie und Geschichte
BearbeitenIm Jahr 1953 publizierte Emile Z. Basta seine Promotion zu Eisen-Titan-Oxiden, in der er auch die Titangehalte von Maghemiten aus Südafrika dokumentierte. Für diese Maghemite führte er analog zu Titanomagnetit den Namen Titanomaghemit ein.[7] Die International Mineralogical Association (IMA) führte den Titanomaghemit mit der Formel Fe(Fe,Ti)2O4 lange als „fragwürdiges“ Mineral. In den Jahren 1988[6] und 1989[4] wurden ausführliche Beschreibungen von zwei natürlichen Titanomaghemiten publiziert. Als 30 Jahre später eine Arbeitsgruppe um Ferdinando Bosi die Spinell-Supergruppe neu definierte, wurde unter anderem auch der Titanomaghemit basierend auf der Beschreibung von 1988 neu definiert mit der Endgliedzusammensetzung (Ti0,5◻0,5)Fe3+2O4.[2]
Klassifikation
BearbeitenDie strukturelle Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) zählt den Titanomaghemit zur Spinell-Supergruppe, wo er zusammen mit Chromit, Cochromit, Coulsonit, Cuprospinell, Dellagiustait, Deltalumit, Franklinit, Gahnit, Galaxit, Guit, Hausmannit, Hercynit, Hetaerolith, Jakobsit, Maghemit, Magnesiochromit, Magnesiocoulsonit, Magnesioferrit, Magnetit, Manganochromit, Spinell, Thermaerogenit, Trevorit, Vuorelainenit und Zincochromit die Spinell-Untergruppe innerhalb der Oxispinelle bildet.[2]
In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Titanomaghemit zur Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort zur Abteilung der „[Verbindungen mit] M2O3- und verwandte Verbindungen“, wo er zusammen mit Nigerit (Mineralgruppe) und Maghemit die „γ-Korund-Reihe“ mit der System-Nr. IV/C.04c innerhalb der „Korund-Ilmenit-Gruppe“ (IV/C.04) bildete.
Im zuletzt 2018 überarbeiteten und aktualisierten 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, ist der zwischenzeitlich als „fragwürdig“ eingestufte Titanomaghemit nicht mehr verzeichnet.[8]
Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte[3] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Titanomaghemit dagegen in die Abteilung der „Oxide mit Metall : Sauerstoff = 3 : 4 und vergleichbare“ ein. Diese ist weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit ausschließlich mittelgroßen Kationen“ zu finden ist, wo es zusammen mit Maghemit die „Maghemitgruppe“ mit der System-Nr. 4.BB.15 bildet.[3]
Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana führt den Titanomaghemit nicht auf.
Die von der Mineraldatenbank „Mindat.org“ weitergeführte Strunz-Klassifikation, die sich im Aufbau nach der 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik richtet, ordnet den Titanomaghemit in die Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort in die Abteilung „Metall : Sauerstoff = 3 : 4 und vergleichbare“ (englisch Metal : Oxygen = 3 : 4 and similar) ein. Diese ist weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen und Titanomaghemit ist entsprechend seiner Zusammensetzung in die Unterabteilung „Mit ausschließlich mittelgroßen Kationen“ (englisch With only medium-sized cations) mit der Systemnummer 4.BB.15 eingeordnet worden (vergleiche dazu die gleichnamige Unterabteilung in der Klassifikation nach Strunz (9. Auflage)).[9]
Chemismus
BearbeitenTitanomaghemit hat die Endgliedzusammensetzung (Ti0,5◻0,5)Fe3+2O4. Für den Titanomaghemit aus der Typlokalität wird folgende empirische Zusammensetzung angegeben:
- Fe3+0,96◻0,04[Fe2+0,23Fe3+0,99Ti0,42◻0,37]O4[6]
Ein vollständig oxidierter Titanomaghemit aus Verwitterungskrusten eines Basalts aus Brasilien hat die Zusammensetzung
- [Fe0,77Ti0,22Zn0,01]{Fe1,19Ti0,26Mn0,02Al0,02◻0,49}O4,[4]
worin über 90 % des Eisens als Fe3+ vorliegen.
Kristallstruktur
BearbeitenNatürlicher Titanomaghemit kristallisiert mit kubischer Symmetrie der P432 (Nr. 207) und dem Gitterparameter a = 8,348(3) Å[4] und 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle mit der Struktur von Spinell.
Durch teilweise Ordnung der Kationen auf den Oktaederpositionen der Spinellstruktur ist dessen Symmetrie niedriger als die idealer Spinelle mit der Raumgruppe Fd3m (Raumgruppen-Nr. 227) Beim Titanomaghemit existieren daher zwei statt nur einer kristallographisch unterscheidbare Okatederpositionen. Für dem Titanomaghemit aus der Typlokalität wurde folgende Besetzung der Gitterpositionen bestimmt:[6]
- [T](Fe3+7,67◻0,33)[M1][Fe2+0,26Fe3+1,11Ti4+0,47◻2,16][M2][Fe2+1,58Fe3+6,80Ti4+2,85◻0,77]O32
Bildung und Fundorte
BearbeitenTitanomaghemit bildet sich bei niedrigen Temperaturen und Drucken bei der Verwitterung von Titanomagnetiten, das sind titanreiche Spinelle der Reihe Magnetit – Ulvöspinell. Hierbei wird das zweiwertige Eisen (Fe2+) oxidiert zu Fe3+, das teilweise aus der Spinellstruktur heraus diffundiert und Leerstellen (◻) hinterlässt.[10][11]
Die Typlokalität von Titanomaghemit ist eine geschichtete, ultrabasiche Intrusion des Bushveld-Komplexes bei Pretoria in der Republik Südafrika. Titanomaghemit tritt hier zusammen mit Ilmenit in Eisen-Titan-Oxid-Lagen in der oberen Norit-Zone des Lopolith auf.[12][6][13]
Magnetische Minerale, häufig Maghemit oder Titanomaghemit sind verbreitet in tropischen Böden z. B. aus Brasilien. Ein gut untersuchtes Vorkommen von nahezu vollständig oxidierten Titanomaghemit ist eine verwitterter, doleritische Intrusion in alten, präkambrischen Gesteinen in Minas Gerais in Brasilien.
Eine bekannte Fundstelle in Deutschland ist der Michelsberg Steinbruch am Katzenbuckel im Neckar-Odenwald-Kreis in Baden-Württemberg.[14]
Siehe auch
BearbeitenWeblinks
Bearbeiten- Titanomaghemit. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung
- Titanomaghemite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy (englisch).
- American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Titanomaghemite. In: rruff.geo.arizona.edu. (englisch).
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ 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; 351 kB; abgerufen am 23. Januar 2024]).
- ↑ a b c Ferdinando Bosi, Cristian Biagioni, Marco Pasero: Nomenclature and classification of the spinel supergroup. In: European Journal of Mineralogy. Band 31, Nr. 1, 12. September 2018, S. 183–192, doi:10.1127/ejm/2019/0031-2788 (englisch, online bei schweizerbart.de [PDF; 1,1 MB; abgerufen am 17. April 2024]).
- ↑ a b c Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,9 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Januar 2009, archiviert vom am 29. Juli 2024; abgerufen am 30. Juli 2024 (englisch).
- ↑ a b c d e Jacqueline E. M. Allan, J. M. D. Coey and I. S. Sanders, U. Schwertmann, G. Friedrich, A. Wiechowski: An occurrence of a fully-oxidized natural titanomaghemite in basalt. In: Mineralogical Magazine. Band 53, Nr. 371, 1989, S. 299–304, doi:10.1180/minmag.1989.053.371.04 (englisch, online bei rruff.info [PDF; 374 kB; abgerufen am 17. April 2024]).
- ↑ Titanomaghemit. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung
- ↑ a b c d e S. Collyer, N. W. Grimes, D. J. Vaughan, G. Longworth: Studies of the crystal structure and crystal chemistry of titanomaghemite. In: American Mineralogiste. Band 73, 1988, S. 153–160 (englisch, online bei rruff.info [PDF; 972 kB; abgerufen am 17. April 2024]).
- ↑ Emile Z. Basta: Mineralogical aspects of the system FeO-Fe2O3-TiO2. In: Ph.D, Thesis, University of Bristol. Band 71-72, 1953, S. 232 (englisch, rruff.info [PDF; 16,4 MB; abgerufen am 17. April 2024]).
- ↑ 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.
- ↑ Classification of Titanomaghemite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 20. April 2024 (englisch, siehe auch Anker „Strunz-Mindat“).
- ↑ W. O’Reilly: The identification of titanomaghemites: Model mechanisms for the maghemitization and inversion processes and their magnetic consequences. In: Physics of the Earth and Planetary Interiors. Band 31, Nr. 1, 1983, S. 65–76, doi:10.1016/0031-9201(83)90067-5 (englisch).
- ↑ Weixin Xu, Donald R. Peacor, Wayne A. Dollase, Rob Van Der Voo, and Rick Beaubouef: Transformation of titanomagnetite to titanomaghemite: A slow, two-step, oxidation-ordering process in MORB. In: American Mineralogiste. Band 73, 1997, S. 1101–1110 (englisch, online bei minsocam.org [PDF; 326 kB; abgerufen am 17. April 2024]).
- ↑ P. A. Wagner: Changes in the oxidation of iron in magnetite. In: Economic Geology. Band 22, 1925, S. 845–846 (englisch, online bei rruff.info [PDF; 45 kB; abgerufen am 21. April 2024]).
- ↑ Pretoria, City of Tshwane Metropolitan Municipality, Gauteng, South Africa. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 20. April 2024 (englisch).
- ↑ Fundortliste für Titanomaghemit beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 20. April 2024.