Holtstamit

Das Mineral Holtstamit ist ein sehr seltenes Inselsilikat aus der Gruppe der Granate mit der idealisierten Zusammensetzung Ca3Al2(SiO4)2(OH)4. Es kristallisiert im tetragonalen Kristallsystem mit der Struktur von Granat. Die rundlichen und durchsichtigen Kristalle sind von bräunlichgelber Farbe, zoniert mit manganreicheren Kernen und erreichen eine Größe von wenigen Millimetern. Die Kristalle sind oft verzwillingt mit oktaedrischen Habitus.[3]

Holtstamit
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer

2003-047[1]

IMA-Symbol

Hts[2]

Chemische Formel
  • Ca3Al2(SiO4)2(OH)4[3][4]
  • Ca3(Al,Mn3+)2[(SiO4)2(OH)4][5]
  • Ca3(Al,Mn3+)2(SiO4)3-x(H4O4)x (mit Al > Mn3+)[3]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)		 Silikate und Germanate – Inselsilikate (Nesosilikate)
System-Nummer nach
Strunz (8. Aufl.)
Lapis-Systematik
(nach Strunz und Weiß)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
VIII/A.08
VIII/A.08-210

9.AD.25
51.04.04.02
Kristallographische Daten
Kristallsystem tetragonal
Kristallklasse; Symbol 4/mmmVorlage:Kristallklasse/Unbekannte Kristallklasse
Raumgruppe I41/acd (Nr. 142)Vorlage:Raumgruppe/142[3]
Gitterparameter a = 12,337 Å; c = 11,930 Å[3]
Formeleinheiten Z = 8[3]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 6
Dichte (g/cm3) berechnet: 3,25[3]
Spaltbarkeit keine[3]
Bruch; Tenazität muschelig[3]
Farbe bräunlich gelb[3]
Strichfarbe weiß
Transparenz durchsichtig[3]
Glanz Glasglanz[3]
Kristalloptik
Brechungsindizes nω = 1,718[3]
nε = 1,746[3]
Doppelbrechung δ = 0,028[3]
Optischer Charakter einachsig positiv

Holtstamit ist bislang nur in seiner Typlokalität nachgewiesen worden, der Wessels Mine, einer hydrothermal veränderten Manganlagerstätte nahe Hotazel im Kalahari Manganfeld in der Provinz Nordkap, Südafrika.[6]

Etymologie und Geschichte

Zuerst beschrieben wurde Holtstamit 2005 von Ulf Hålenius, Ulrich Häussermann und Hans Harrison. Sie benannten das neue Mineral nach dem schwedischen Mineralogen Dan Holtstam (* 1963) in Anerkennung seiner Arbeit über Manganlagerstätten des Långban Typs.

Klassifikation

Die strukturelle Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) zählt den Holtstamit zur Granat-Obergruppe, wo er zusammen mit Henritermierit die Henritermierit-Gruppe mit 8 positiven Ladungen auf der tetraedrisch koordinierten Gitterposition bildet.[7] Formal gehört der Monteneveit ebenfalls in diese Gruppe, obwohl er strukturell und chemisch den Mineralen der Bitikleit-Gruppe näher steht.

Bereits in der veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Holtstamit zur Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und dort zur Abteilung der „Inselsilikate (Nesosilikate)“, wo er zusammen mit Almandin, Andradit, Calderit, Goldmanit, Grossular, Henritermierit, Hibschit, Hydrougrandit, Katoit, Kimzeyit, Knorringit, Majorit, Morimotoit, Pyrop, Schorlomit, Spessartin, Uwarowit, Wadalit und Yamatoit (diskreditiert, da identisch mit Momoiit) die „Granatgruppe“ mit der System-Nr. VIII/A.08 bildete.

Die seit 2001 gültige 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Holtstamit ebenfalls in die Abteilung der „Inselsilikate“ ein. Diese ist weiter unterteilt nach der möglichen Anwesenheit weiterer Anionen und der Koordination der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung und seinem Aufbau in der Unterabteilung „Inselsilikate ohne zusätzliche Anionen; Kationen in oktaedrischer [6]er- und gewöhnlich größerer Koordination“ zu finden ist, wo es zusammen mit Almandin, Andradit, Calderit, Goldmanit, Grossular, Henritermierit, Katoit, Kimzeyit, Knorringit, Majorit, Momoiit, Morimotoit, Pyrop, Schorlomit, Spessartin und Uwarowit die „Granatgruppe“ mit der System-Nr. 9.AD.25 bildet. Ebenfalls zu dieser Gruppe gezählt wurden die mittlerweile nicht mehr als Mineral angesehenen Granatverbindungen Blythit, Hibschit, Hydroandradit und Skiagit. Wadalit, damals noch bei den Granaten eingruppiert, erwies sich als strukturell unterschiedlich und wird heute mit Chlormayenit und Fluormayenit einer eigenen Gruppe zugeordnet.[7] Die nach 2001 beschriebenen Granate Irinarassit, Hutcheonit, Kerimasit, Toturit, Menzerit-(Y) und Eringait wären hingegen in die Granatgruppe einsortiert worden.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Holtstamit in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Inselsilikatminerale“ ein. Hier ist er nur zusammen mit Henritermierit in der Gruppe der „Granatgruppe (Tetragonale Hydrogranate)“ mit der System-Nr. 51.04.04 innerhalb der Unterabteilung „Inselsilikate: SiO4-Gruppen nur mit Kationen in [6] und >[6]-Koordination“ zu finden.

Chemismus

Holtstamit ist das Al-Analog von Henritermierit und die gemessene Zusammensetzung aus der Typlokalität ist [X]Ca3[Y](Al0,96Mn3+0,68Fe3+0,37)[Z]Si2□O8(OH)3,96.[3]

Holtstamit bildet eine Mischkristallreihe mit Henritermierit entsprechend der Austauschreaktion

  • [Y]Al3+ = [Y]Mn3+

und mit einem bislang nicht als eigenständiges Mineral gefundenen [Y]Fe3+-Hydrogranat

  • [Y]Al3+ = [Y]Fe3+

Die Silizium- und OH-Gehalte variieren entsprechend der Substitution

  • [Z]Si4+O4 = [Z]□OH4

Mn3+ ist ein Ion mit starkem Jahn-Teller-Effekt und bevorzugt eine verzerrte Umgebung mit Anionen. So stabilisiert Mn3+ die tetragonale Symmetrie gegenüber der ansonsten kubischen Symmetrie der Granatstruktur. Daher wird angenommen, dass Mn-freier Holtstamit nicht existiert. Ohne Mangan wäre die Verbindung Ca3Al2Si2□O8(OH)4 möglicherweise kubisch und dann ein Grossular-Katoit-Mischkristall.[8][3]

Kristallstruktur

Holtstamit kristallisiert mit tetragonaler Symmetrie in der Raumgruppe I41/acd (Raumgruppen-Nr. 142)Vorlage:Raumgruppe/142 und den Gitterparametern a = 12,337 Å und c = 11.930 Å sowie 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Die Struktur ist die von Granat, wobei in der tetragonalen Symmetrie die X- und Z-Positionen in zwei kristallographisch unterschiedliche Positionen aufgespalten sind. Calcium (Ca2+) besetzt die zwei dodekaedrisch von 8 Sauerstoffen umgebenen X-Positionen, Aluminium (Al3+) die oktaedrisch von 6 Sauerstoffen umgebene Y-Position und die tetraedrisch von 4 Sauerstoffen umgebenen Z-Positionen sind zu 2/3 mit Silicium (Si4+) besetzt.[3]

Bildung und Fundorte

Holtstamit ist bislang nur in seiner Typlokalität, der Wessels Mine nahe Hotazel im Kalahari Manganfeld in der Provinz Nordkap, Südafrika nachgewiesen worden.[6] Er bildete sich hier in Kalksilikatskarnen bei der Metasomatose von Kalksteinen durch manganreiche hydrothermale Lösungen und tritt zusammen mit Mn-reichem Vesuvianit, Calcit und Henritermierit auf.[3]

Siehe auch

Literatur
  • Ulf Hålenius, Ulrich Häussermann, Hans Harryson: Holtstamite, Ca3(Al,Mn3+)2(SiO4)3-x(H4O4)x, a new tetragonal hydrogarnet from Wessels Mine, South Africa. In: European Journal of Mineralogy. Band 17, Nr. 2, 2005, ISSN 1617-4011, S. 375–382, doi:10.1127/0935-1221/2005/0017-0375.
  • Holtstamite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 131 kB; abgerufen am 25. Mai 2017]).

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. Ulf Hålenius, Ulrich Häussermann, Hans Harryson: Holtstamite, Ca3(Al,Mn3+)2(SiO4)3-x(H4O4)x, a new tetragonal hydrogarnet from Wessels Mine, South Africa. In: European Journal of Mineralogy. Band 17, Nr. 2, 2005, ISSN 1617-4011, S. 375–382, doi:10.1127/0935-1221/2005/0017-0375.
  4. IMA/CNMNC List of Mineral Names; March 2017 (Memento vom 10. Juli 2017 im Internet Archive) (PDF 1,66 MB)
  5. Stefan Weiß: Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. 6. vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2014, ISBN 978-3-921656-80-8.
  6. Fundortliste für Holtstamit beim Mineralienatlas und bei Mindat
  7. Edward S. Grew, Andrew J. Locock, Stuart J. Mills, Irina O. Galuskina, Evgeny V. Galuskin and Ulf Hålenius: IMA Report - Nomenclature of the garnet supergroup. In: American Mineralogist. Band 98, 2013, S. 785–811 (rruff.info [PDF; 1,1 MB; abgerufen am 28. April 2020]).
  8. Ulf Hålenius: Stabilization of trivalent Mn in natural tetragonal hydrogarnets on the join 'hydrogrossular' - henritermierite, Ca3Mn3+2[SiO4]2[H4O4]. In: Mineralogical Magazine. Band 68, Nr. 2, 2004, S. 335–341, doi:10.1180/0026461046820190.
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