Ahrensit

Ahrensit (IMA-Symbol Ahr[2]) ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung γ-Fe2(SiO4)[3] und damit chemisch gesehen ein Eisensilikat. Strukturell zählt Ahrensit allerdings wie sein Mg-Analogon Ringwoodit (Mg2SiO4) einerseits zu den Inselsilikaten und andererseits zur Spinell-Supergruppe. Entsprechend kann die chemische Zusammensetzung auch in der für Spinelle üblichen Formelschreibweise mit SiFe2O4[1] angegeben werden.

Ahrensit
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer

2013-028[1]

IMA-Symbol

Ahr[2]

Chemische Formel
  • SiFe2O4[1]
  • γ-Fe2(SiO4)[3]
  • (Fe2+,Mg)[SiO4][4]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)		 Silikate und Germanate – Inselsilikate (Nesosilikate)
System-Nummer nach
Lapis-Systematik
(nach Strunz und Weiß)
VIII/A.06-030
Kristallographische Daten
Kristallsystem kubisch
Kristallklasse; Symbol hexakisoktaedrisch; 4/m32/m
Raumgruppe Fd3m (Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227
Gitterparameter a = 8,1629(2) (synthetisch 8,234(1)[5]) Å[6]
Formeleinheiten Z = 8[6]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 6[4]
Dichte (g/cm3) berechnet: 4,26[7]
Spaltbarkeit nicht definiert
Farbe bläulichgrün[7] oder farblos[4]
Strichfarbe weiß[4]
Transparenz durchscheinend
Glanz nicht definiert

Ahrensit kristallisiert im kubischen Kristallsystem, konnte jedoch bisher nur in mikrokristalliner Form an den Korngrenzen von im Meteoritenmaterial eingeschlossenen Olivinkristallen entdeckt werden. Im Auflichtmikroskop erscheint Ahrensit durchscheinend bläulichgrün[7]. Er kann aber auch farblos sein.[4]

Etymologie und Geschichte

Die synthetische Entsprechung von Ahrensit (γ-Fe2SiO4) wurde bereits 1974 dargestellt und durch Takehiko Yagi, Fumiyuki Marumo und Syun-Iti Akimoto strukturell analysiert.[5]

Als natürliche Mineralbildung konnte Ahrensit erstmals am 18. Juli 2011 nahe Tissint in der marokkanischen Provinz Tata niedergegangenen, gleichnamigen Marsmeteoriten entdeckt werden. Neben dem Ahrensit fanden sich auch Chenmingit (IMA 2017-036) und Tissintit (IMA 2013-027) erstmals in diesem Meteoriten. Die Untersuchung des Meteoriten und Erstbeschreibung des neu entdeckten Minerals erfolgte im Team durch Chi Ma, John R. Beckett, George R. Rossman, Oliver Tschauner, Yang Liu, Stanislav V. Sinogeikin, Jesse S. Smith und Lawrence A. Taylor. Den Namen Ahrensit wählten die Forscher zu Ehren des Caltech-Geophysikers Thomas J. Ahrens (1936–2010) im Gedenken an seine bahnbrechenden und grundlegenden Beiträge zur Hochdruck-Mineral-Physik und Planetenwissenschaften, von denen viele zur Interpretation von Schock-Effekten in natürlichen Gesteinen und synthetischen Materialien genutzt werden.[8]

Die Untersuchungsergebnisse zur Erstbeschreibung des Minerals und dessen gewählter Name wurden 2013 zur Prüfung bei der International Mineralogical Association (IMA) eingereicht (interne Eingangs-Nr. der IMA: 2013-028), die den Ahrensit als eigenständige Mineralart anerkannte. Die Publikation der Erstbeschreibung erfolgte 2016 in der Fachzeitschrift Geochimica et Cosmochimica Acta.

Das Typmaterial des Minerals, das sich in den Abschnitten UT1, UT2 und UT3 (2013 von Baziotis et al. auch als MT-1, -2 und -3 bezeichnet) wird in der Meteoriten-Sammlung des Frank H. McClung Museums an der University of Tennessee in Knoxville, USA aufbewahrt.[8]

Klassifikation

Die aktuelle Klassifikation der IMA zählt den Ahrensit zur Spinell-Supergruppe, wo er zusammen mit Brunogeierit, Filipstadit, Qandilit, Ringwoodit, Tegengrenit und Ulvöspinell die Ulvöspinell-Untergruppe innerhalb der Oxispinelle bildet.[9]

Ahrensit wurde erst 2013 von der IMA als eigenständige Mineralart anerkannt. In der seit 1977 veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz taucht das Mineral daher nicht auf. Auch eine genaue Gruppen-Zuordnung in der 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik, deren letzte Aktualisierung mit der Veröffentlichung der IMA-Liste der Mineralnamen 2009 vorgenommen wurde,[10] ist aus diesem Grund bisher nicht bekannt.

Einzig im zuletzt 2018 erschienenen „Lapis-Mineralienverzeichnis“, das sich aus Rücksicht auf private Sammler und institutionelle Sammlungen allerdings noch nach der klassischen Systematik von Karl Hugo Strunz in der 8. Auflage richtet, erhielt das Mineral die System-Nr. VIII/A.6-30. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies der Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort der Abteilung „Inselsilikate mit [SiO4]-Gruppen“, wo Ahrensit zusammen mit Ringwoodit und Wadsleyit die unbenannte Gruppe VIII/A.06 bildet.[4]

Chemismus

Die idealisierte und als theoretisches Endglied der Mischreihe Ahrensit–Ringwoodit geltende Verbindung Fe2SiO4 besteht aus 54,81 Gew.-% Eisen sowie 13,78 Gew.-% Silicium und 31,41 Gew.-% Sauerstoff.

Sieben Elektronenstrahlmikroanalysen am Typmaterial aus dem Tissint-Meteoriten ergaben allerdings eine durchschnittliche Zusammensetzung von 43,8 % FeO, 34,9 % SiO2, 21,1 % MgO und 0,75 % MnO sowie Spuren von TiO2, Al2O3, CaO, Na2O, K2O und Cr2O3. Auf der Basis von 4 Sauerstoffatomen lautet die empirische Formel entsprechend (Fe1.06Mg0.91Mn0.02)Si1.01O4, die zu (Fe,Mg)2SiO4 vereinfacht wurde.[6]

Kristallstruktur

Ahrensit kristallisiert isotyp mit Ringwoodit im kubischen Kristallsystem in der Raumgruppe Fd3m (Raumgruppen-Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227 mit dem Gitterparameter a = 8,1629(2) Å sowie 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[6]

Bildung und Fundorte

Ahrensit bildet sich durch die Umwandlung fayalitreicher Ränder von Olivinkristallen und anderen eisenreichen Einsprenglingen in Kontakt mit Schockschmelztaschen. Als Begleitminerale konnten in den analysierten Dünnschliffen neben den bereits genannten Mineralen Ringwoodit, Olivinen und Pyroxenen noch Bridgmanit, Ilmenit, Pigeonit und Wüstit sowie das durch Impaktmetamorphose entstandene Glas Maskelynit und darin den Pyroxen Tissintit entdeckt werden.

Seine Typlokalität ist der Marsmeteorit Tissint aus der Gruppe der Shergottite innerhalb der Klasse der Achondrite, das heißt, er gehört zu den primitiven Steinmeteoriten und besteht hauptsächlich aus einer feinkörnigen Pyroxen-Grundmasse ohne eingelagerte Silikatkügelchen (Chondren).[11]

Außer Tissint sind bisher (Stand 2018) nur noch der im Autonomen Kreis der Tschuktschen im russischen Föderationskreis Ferner Osten entdeckte Meteorit Khatyrka und der in der gleichnamigen Stadt im Randall County des US-Bundesstaates Texas entdeckte Meteorit Umbarger als Fundorte für Ahrensit dokumentiert.[12]

Siehe auch

Literatur
  • Takehiko Yagi, Fumiyuki Marumo, Syun-Iti Akimoto: Crystal structures of spinel polymorphs of Fe2SiO4 and Ni2SiO4. In: American Mineralogist. Band 59, 1974, S. 486–490 (englisch, rruff.info [PDF; 531 kB; abgerufen am 12. Dezember 2022]).
  • Larry W. Finger, Robert M Hazen, Takehiko Yagi: Crystal structures and electron densities of nickel and iron silicate spinels at elevated temperature or pressure. In: American Mineralogist. Band 64, 1979, S. 1002–1009 (englisch, rruff.info [PDF; 846 kB; abgerufen am 12. Dezember 2022]).
  • P. A. Williams, f. Hatert, M. Pasero, S. J. Mills: IMA Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (CNMNC) – Newsletter 16. In: Mineralogical Magazine. Band 77, Nr. 6, August 2013, S. 2695–2709 (englisch, cnmnc.main.jp [PDF; 148 kB; abgerufen am 12. Dezember 2022]).
  • Chi Ma, Oliver Tschauner, John R. Beckett, Yang Liu, George R. Rossman, Stanislav V. Sinogeikin, Jesse S. Smith, Lawrence A. Taylor: Ahrensite, γ-Fe2SiO4, a new shock-metamorphic mineral from the Tissint meteorite: Implications for the Tissint shock event on Mars. In: Geochimica et Cosmochimica Acta. Band 184, Juli 2016, S. 240–256, doi:10.1016/j.gca.2016.04.042 (englisch).
  • William E. Glassley, John A. Korstgård, Kai Sørensen: Further observations related to a possible occurrence of terrestrial ahrensite. In: American Mineralogist. Band 101, Nr. 10, Oktober 2016, S. 2347–2350, doi:10.2138/am-2016-5899 (englisch, Kurzbeschreibung bei minsocam.org [PDF; 237 kB; abgerufen am 12. Dezember 2022]).

Einzelnachweise
  1. Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: January 2023. (PDF; 3,7 MB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, Januar 2023, abgerufen am 1. Februar 2023 (englisch).
  2. 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 12. Dezember 2022]).
  3. Chi Ma, Oliver Tschauner, John R. Beckett, Yang Liu, George R. Rossman, Stanislav V. Sinogeikin, Jesse S. Smith, Lawrence A. Taylor: Ahrensite, γ-Fe2SiO4, a new shock-metamorphic mineral from the Tissint meteorite: Implications for the Tissint shock event on Mars. In: Geochimica et Cosmochimica Acta. Band 184, Juli 2016, S. 240–256, doi:10.1016/j.gca.2016.04.042 (englisch).
  4. 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.
  5. Takehiko Yagi, Fumiyuki Marumo, Syun-Iti Akimoto: Crystal structures of spinel polymorphs of Fe2SiO4 and Ni2SiO4. In: American Mineralogist. Band 59, 1974, S. 486–490 (englisch, rruff.info [PDF; 518 kB; abgerufen am 8. September 2018]).
  6. Chi Ma, Oliver Tschauner, John R. Beckett, Yang Liu, George R. Rossman, Stanislav V. Sinogeikin, Jesse S. Smith, Lawrence A. Taylor: Ahrensite, γ-Fe2SiO4, a new shock-metamorphic mineral from the Tissint meteorite: Implications for the Tissint shock event on Mars. In: Geochimica et Cosmochimica Acta. Band 184, Juli 2016, S. 245, doi:10.1016/j.gca.2016.04.042 (englisch).
  7. Chi Ma, Oliver Tschauner, John R. Beckett, Yang Liu, George R. Rossman, Stanislav V. Sinogeikin, Jesse S. Smith, Lawrence A. Taylor: Ahrensite, γ-Fe2SiO4, a new shock-metamorphic mineral from the Tissint meteorite: Implications for the Tissint shock event on Mars. In: Geochimica et Cosmochimica Acta. Band 184, Juli 2016, S. 244, doi:10.1016/j.gca.2016.04.042 (englisch).
  8. Chi Ma, Oliver Tschauner, John R. Beckett, Yang Liu, George R. Rossman, Stanislav V. Sinogeikin, Jesse S. Smith, Lawrence A. Taylor: Ahrensite, γ-Fe2SiO4, a new shock-metamorphic mineral from the Tissint meteorite: Implications for the Tissint shock event on Mars. In: Geochimica et Cosmochimica Acta. Band 184, Juli 2016, S. 241, doi:10.1016/j.gca.2016.04.042 (englisch).
  9. 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).
  10. Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,9 MB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Januar 2009, abgerufen am 12. Dezember 2022 (englisch).
  11. Tissint (Meteorit). Meteoritical Bulletin Database, abgerufen am 12. Dezember 2022.
  12. Fundortliste für Ahrensit beim Mineralienatlas und bei Mindat
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