Alumoklyuchevskit

Alumoklyuchevskit ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfate (einschließlich Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate und Wolframate)“ mit der chemischen Zusammensetzung K3Cu2+3Al[O2|(SO4)4] und damit chemisch gesehen ein Kalium-Kupfer-Aluminium-Sulfat mit zusätzlichen Sauerstoffionen sowie das Aluminium-Analogon zum eisendominierten Klyuchevskit.

Alumoklyuchevskit
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer

1993-004[1]

IMA-Symbol

Akyv[2]

Chemische Formel
  • K3Cu2+3Al[O2|(SO4)4][3][4]
  • K3Cu3(Al,Fe3+)[O2|(SO4)4][5]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)		 Sulfate (einschließlich Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate und Wolframate)
System-Nummer nach
Lapis-Systematik
(nach Strunz und Weiß)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
VI/B.05-045

7.BC.45
28.04.06.02
Kristallographische Daten
Kristallsystem triklin
Kristallklasse; Symbol triklin-pinakoidal; 1[6]
Raumgruppe P1 (Nr. 2)Vorlage:Raumgruppe/2[7]
Gitterparameter a = 4,952(3) Å; b = 11,978(6) Å; c = 14,626(12) Å
α = 87,119(9)°; β = 80,251(9)°; γ = 78,070(9)°[7]
Formeleinheiten Z = 4[7]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 2,5[5] (VHN = 42[8])
Dichte (g/cm3) gemessen: 3,1(1); berechnet: 2,95[8]
Spaltbarkeit vollkommen nach {h0l}[8]
Farbe dunkelgrün[8]
Strichfarbe hellgrün[5]
Transparenz durchsichtig[8]
Glanz Glasglanz[9]
Radioaktivität kaum messbar[6]
Kristalloptik
Brechungsindizes nα = 1,542[9]
nβ = 1,548[9]
nγ = 1,641[9]
Doppelbrechung δ = 0,099[9]
Optischer Charakter zweiachsig positiv
Achsenwinkel 2V = 30° (gemessen und berechnet)[9]
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten wasserlöslich,[10] hydratisiert an feuchter Luft[11]

Alumoklyuchevskit kristallisiert im triklinen Kristallsystem und entwickelt langprismatische bis nadelige Kristalle bis etwa einem Millimeter Länge, die nach der b-Achse [010] gestreckt sind. Er findet sich aber meist in Form büscheliger Mineral-Aggregate und feiner „Kristallrasen“ auf anderen Mineralen oder Gesteinsuntergrund. Die durchsichtigen Kristalle sind in frischem Zustand von dunkelgrüner Farbe und zeigen auf den Oberflächen einen glasähnlichen Glanz. Als idiochromes Mineral hinterlässt Alumoklyuchevskit auf der Strichtafel einen hellgrünen Strich.

Etymologie und Geschichte

Erstmals entdeckt wurde Alumoklyuchevskit in Mineralproben, die nach der großen Spalteneruption an den Fumarolen des Tolbatschik auf der Halbinsel Kamtschatka im russischen Föderationskreis Ferner Osten gesammelt wurden. Die Analyse und Erstbeschreibung erfolgte durch M. G. Gorskaja, Lidija Pawlowna Wergassowa, Stanislaw K. Filatow, D. V. Rolich und V. V. Ananjew (russisch: М. Г. Горская, Л. П. Вергасова, С. К. Филатов, Д. В. Ролич, В. В. Ананьев), die das Mineral nach dessen naher Verwandtschaft mit Klyuchevskit und dem dominanten Aluminium-Anteil benannten.

Das Mineralogen-Team reichte seine Untersuchungsergebnisse und den gewählten Namen 1993 zur Prüfung bei der International Mineralogical Association ein (interne Eingangs-Nr. der IMA: 1993-004[4]), die den Alumoklyuchevskit als eigenständige Mineralart anerkannte. Die Publikation der Erstbeschreibung folgte zwei Jahre später im russischen Fachmagazin Sapiski Wsessojusnogo Mineralogitscheskogo Obschtschestwa (russisch Записки Всесоюзного Минералогического Общества, englisch Zapiski Vsesoyuznogo Mineralogicheskogo Obshchestva) und wurde 1996 bei der Publikation der New Mineral Names im englischsprachigen Fachmagazin American Mineralogist nochmals bestätigt.

Das Typmaterial des Minerals wird in der Mineralogischen Sammlung der Staatlichen Bergbau-Universität Sankt Petersburg (ehemals Staatliches Bergbauinstitut) in Sankt Petersburg unter der Katalog-Nr. 2072/1 aufbewahrt.[8][12]

Klassifikation

Da der Alumoklyuchevskit erst 1993 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-Nr. VI/B.05-45. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies der Klasse der „Sulfate, Chromate, Molybdate und Wolframate“ und dort der Abteilung „Wasserfreie Sulfate, mit fremden Anionen“, wobei in den Gruppen VI/B.01 bis 10 vorwiegend Verbindungen mit mittelgroßen Kationen eingeordnet sind. Alumoklyuchevskit bildet hier zusammen mit Chlorothionit, Fedotovit, Kamchatkit, Klyuchevskit, Piypit und Puninit eine eigenständige, aber unbenannte Gruppe (Stand 2018).[5]

Die von der IMA zuletzt 2009 aktualisierte[13] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Alumoklyuchevskit in die erweiterte Klasse der „Sulfate (Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate und Wolframate)“ und dort in die Abteilung der „Sulfate (Selenate usw.) mit zusätzlichen Anionen, ohne H2O“, dort aber ebenfalls in die Abteilung der „Sulfate (Selenate usw.) mit zusätzlichen Anionen, ohne H2O“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit mittelgroßen und großen Kationen“ zu finden ist, wo es zusammen mit Klyuchevskit die unbenannte Gruppe 7.BC.45 bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Alumoklyuchevskit in die Klasse der „Sulfate, Chromate und Molybdate“ und dort in die Abteilung der „Sulfate“ ein. Hier ist er in der „Klyuchevskitgruppe“ mit der System-Nr. 28.04.06 innerhalb der Unterabteilung „Wasserfreie Säuren und Sulfate mit verschiedenen Formeln“ zu finden.

Chemismus

Gemäß der idealen (theoretischen), das heißt stoffreinen Zusammensetzung von Alumoklyuchevskit mit der Summenformel K3Cu2+3AlO2(SO4)4 oder auch der kristallchemischen Strukturformel K3Cu2+3Al[O2|(SO4)4] besteht das Mineral im Verhältnis aus je drei Kalium- (K+) und Kupfer- (Cu2+) sowie einem Aluminium-Kation (Al3+), denen zwei Sauerstoff- (O2−) und vier Sulfat-Anionen [SO4]2− gegenüber stehen.

Diese Zusammensetzung entspricht einem Massenanteil von 15,62 Gew.-% K, 25,38 Gew.-% Cu, 3,59 Gew.-% Al, 17,08 Gew.-% S und 38,34 Gew.-% O oder in der Oxidform 18,81 Gew.-% K2O, 31,77 Gew.-% CuO, 6,79 Gew.-% Al2O3 und 42,63 Gew.-% SO3.[6]

Die Auswertung von 26 Mikrosondenanalysen an natürlichen Alumoklyuchevskit-Mineralproben vom Tolbatschik ergab eine leicht abweichende Zusammensetzung von 18,68 Gew.-% K2O, 31,19 Gew.-% CuO, 4,65 Gew.-% Al2O3 und 40,70 Gew.-% SO3 sowie zusätzlich 3,70 Gew.-% Fe2O3. Auf der Basis von 18 Sauerstoffatomen errechnet sich daraus die empirische Formel K3,07Cu3,04(Al0,71Fe0,36)Σ=1,07S3,94O18, die zur eingangs genannten Formel idealisiert wurde.[14]

Der gemessene Eisenanteil nimmt stellvertretend Gitterplätze des Aluminiums ein (siehe auch Substitution, Diadochie), wobei das Verhältnis von Al : Fe im Bereich von 0,26 bis 0,88 Gew.-% liegt. Da auch beim verwandten Klyuchevskit der diadoche Einbau von Aluminium anstelle des ansonsten dominanten Eisens beobachtet und mit einem Variationsbereich zwischen 2,51 und 2,56 Gew.-% gemessen wurde, gehen die Erstbeschreiber Gorskaja, Vergasowa, Filatow, Rolich und Ananjew davon aus, dass die beiden Minerale eine Mischkristallreihe bilden.[14]

Kristallstruktur

Bei den für die Erstbeschreibung 1995 nötigen Analysen wurde für den Alumoklyuchevskit eine monokline Symmetrie in der Raumgruppe I2 (Raumgruppen-Nr. 5, Stellung 3)Vorlage:Raumgruppe/5.3 mit den Gitterparametern a = 18,423(5) Å; b = 5,139(1) Å; c = 18,690(7) Å und β = 101,72(2)° sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle bei einer berechneten Dichte von 2,95 g/cm3 ermittelt.[14]

Auch eine 2008 publizierte zweite Analyse ergab wieder eine monokline Symmetrie mit der gleichen Raumgruppe, wenn auch mit den leicht abweichenden Gitterparametern a = 18,772(7) Å; b = 4,967(2) Å; c = 18,468(7) Å und β = 101,66(1)°.[15]

Erst durch neuere Feldstudien zwischen 2014 und 2015, bei denen neben der neuen Mineralart Puninit auch frische Proben von Kamchatkit und Alumoklyuchevskit gefunden wurden, ermöglichten eine verfeinerte Analyse der Kristallstruktur der Letztgenannten. Für Alumoklyuchevskit ergab sich dadurch eine Änderung der Symmetrie in das trikline Kristallsystem mit der Raumgruppe P1 (Nr. 2)Vorlage:Raumgruppe/2 und den Gitterparametern a = 4,952(3) Å; b = 11,978(6) Å; c = 14,626(12) Å; α = 87,119(9)°; β = 80,251(9)° und γ = 78,070(9)° bei ebenfalls vier Formeleinheiten pro Elementarzelle.[7]

Eigenschaften

An der feuchten Luft hydratisiert der wasserlösliche[10] Alumoklyuchevskit innerhalb von einer Woche und überzieht sich dabei mit einer weißen, pulvrigen Kruste.[11]

Bildung und Fundorte

Alumoklyuchevskit bildet sich als Sublimationsprodukt aus vulkanischen Gasen an Fumarolen. Als Begleitminerale können unter anderem Averievit, Fedotovit, Lammerit, Langbeinit, Piypit und Tenorit auftreten.[8]

Bisher konnte Alumoklyuchevskit nur an seiner Typlokalität im Bereich der großen Spalteneruption sowie an den nahe gelegenen Fumarolen Arsenatnaja und Jadowitaja am zweiten Schlackenkegel des Tolbatschik auf Kamtschatka entdeckt werden (Stand 2020).[16]

Siehe auch

Literatur
  • M. G. Gorskaya, L. P. Vergasova, S. K. Filatov, D. V. Rolich, V. V. Ananiev: Alumoklyuchevskite, K3Cu3AlO2(SO4)4, a new oxysulfate of K, Cu, and Al from volcanic exhalations, Kamchatka, Russia. In: Zapiski Vserossijskogo Mineralogicheskogo Obshchestva. Band 124, Nr. 1, 1995, S. 95–100 (englisch, rruff.info [PDF; 296 kB; abgerufen am 15. November 2020] russisch: М. Г. Горская, Л. П. Вергасова, С. К. Филатов, Д. В. Ролич, В. В. Ананьев: Алюмоключевскит, K3Cu3AlO2(SO4)4 – Новый Оксисульфат K, Cu и Al из вулканических Эксгаляций Камчатки, Росиия).
  • John Leslie Jambor, Nikolai N. Pertsev, Andrew C. Roberts: New Mineral Names. In: American Mineralogist. Band 81, 1996, S. 249–254 (englisch, rruff.info [PDF; 556 kB; abgerufen am 15. November 2020]).
  • С. В. Кривовичев, С. К. Филатов, П. Н. Черепанский: Кристаллическая Структура Алюмоключевскита K3Cu3AlO2(SO4)4. In: Zapiski Rossiiskogo Mineralogicheskogo Obshchetstva. Band 137, 2008, S. 114–122 (russisch, rruff.info [PDF; 926 kB; abgerufen am 15. November 2020] englische Übersetzung: S. V. Krivovichev, S. K. Filatov, P. N. Cherepansky: Crystal structure of alumoklyuchevskite, K3Cu3AlO2(SO4)4).
  • Sergey V. Krivovichev, S. K. Filatov, P. N. Cherepansky: The crystal structure of alumoklyuchevskite, K3Cu3AlO2(SO4)4. In: Geology of Ore Deposits. Band 51, 2009, S. 656–662, doi:10.1134/S1075701509070149 (englisch).
  • Oleg I. Siidra, Evgenii V. Nazarchuk, Anatoly N. Zaitsev, Evgeniya A. Lukina, Evgeniya Y. Avdontseva, Lidiya P. Vergasova, Natalia S. Vlasenko, Stanislav K. Filatov, Rick Turner, Gennady A. Karpov: Copper oxosulphates from fumaroles of Tolbachik volcano: puninite, Na2Cu3O(SO4)3 – a new mineral species and structure refinements of kamchatkite and alumoklyuchevskite. In: European Journal of Mineralogy. Band 29, Nr. 3, 2017, S. 499–510, 1089, doi:10.1127/ejm/2017/0029-2619 (englisch).
  • O. C. Gagné, D. I. Belakovskiy, F. Cámara: New Mineral Names. In: American Mineralogist. Band 103, 2018, S. 657–663 (englisch, rruff.info [PDF; 366 kB; abgerufen am 15. November 2020]).

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 26. Januar 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 5. Januar 2023]).
  3. 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. 375 (englisch).
  4. Malcolm Back, William D. Birch, Michel Blondieau und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: November 2020. (PDF; 3,4 MB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, November 2020, abgerufen am 15. November 2020 (englisch).
  5. 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.
  6. David Barthelmy: Alumoklyuchevskite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 15. November 2020 (englisch).
  7. Oleg I. Siidra, Evgenii V. Nazarchuk, Anatoly N. Zaitsev, Evgeniya A. Lukina, Evgeniya Y. Avdontseva, Lidiya P. Vergasova, Natalia S. Vlasenko, Stanislav K. Filatov, Rick Turner, Gennady A. Karpov: Copper oxosulphates from fumaroles of Tolbachik volcano: puninite, Na2Cu3O(SO4)3 – a new mineral species and structure refinements of kamchatkite and alumoklyuchevskite. In: European Journal of Mineralogy. Band 29, Nr. 3, 2017, S. 499–510, 1089, doi:10.1127/ejm/2017/0029-2619 (englisch).
  8. Alumoklyuchevskite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, handbookofmineralogy.org [PDF; 68 kB; abgerufen am 15. November 2020]).
  9. Alumoklyuchevskite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 15. November 2020 (englisch).
  10. Richard V. Gaines, H. Catherine W. Skinner, Eugene E. Foord, Brian Mason, Abraham Rosenzweig: Dana’s New Mineralogy. 8. Auflage. John Wiley & Sons, New York u. a. 1997, ISBN 0-471-19310-0.
  11. John Leslie Jambor, Nikolai N. Pertsev, Andrew C. Roberts: New Mineral Names. In: American Mineralogist. Band 81, 1996, S. 249–254 (englisch, rruff.info [PDF; 556 kB; abgerufen am 15. November 2020]).
  12. Catalogue of Type Mineral Specimens – A. (PDF 85 kB) In: docs.wixstatic.com. Commission on Museums (IMA), 12. Dezember 2018, abgerufen am 1. November 2020.
  13. 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 15. November 2020 (englisch).
  14. M. G. Gorskaya, L. P. Vergasova, S. K. Filatov, D. V. Rolich, V. V. Ananiev: Alumoklyuchevskite, K3Cu3AlO2(SO4)4, a new oxysulfate of K, Cu, and Al from volcanic exhalations, Kamchatka, Russia. In: Zapiski Vserossijskogo Mineralogicheskogo Obshchestva. Band 124, Nr. 1, 1995, S. 95–100 (englisch, rruff.info [PDF; 296 kB; abgerufen am 15. November 2020] russisch: М. Г. Горская, Л. П. Вергасова, С. К. Филатов, Д. В. Ролич, В. В. Ананьев: Алюмоключевскит, K3Cu3AlO2(SO4)4 – Новый Оксисульфат K, Cu и Al из вулканических Эксгаляций Камчатки, Росиия).
  15. С. В. Кривовичев, С. К. Филатов, П. Н. Черепанский: Кристаллическая Структура Алюмоключевскита K3Cu3AlO2(SO4)4. In: Zapiski Rossiiskogo Mineralogicheskogo Obshchetstva. Band 137, 2008, S. 114–122 (russisch, rruff.info [PDF; 926 kB; abgerufen am 15. November 2020] englische Übersetzung: S. V. Krivovichev, S. K. Filatov, P. N. Cherepansky: Crystal structure of alumoklyuchevskite, K3Cu3AlO2(SO4)4).
  16. Fundortliste für Alumoklyuchevskit beim Mineralienatlas und bei Mindat, abgerufen am 15. November 2020.
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