Polyhalit

Polyhalit ist ein eher selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfate“ mit der chemischen Zusammensetzung K2Ca2Mg[SO4]4·2H2O[2] und damit chemisch gesehen ein wasserhaltiges Kalium-Calcium-Magnesium-Sulfat.

Polyhalit
Polyhalit aus der Salado Formation, Kali-Revier Carlsbad, New Mexico, USA
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Symbol

Plhl[1]

Chemische Formel K2Ca2Mg[SO4]4·2H2O[2]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)		 Sulfate, Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate und Wolframate
System-Nummer nach
Strunz (8. Aufl.)
Lapis-Systematik
(nach Strunz und Weiß)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
VI/C.14
VI/C.20-010[3]

7.CC.65
29.04.05.01
Kristallographische Daten
Kristallsystem triklin
Kristallklasse; Symbol triklin-pinakoidal; 1
Raumgruppe P1 (Nr. 2)Vorlage:Raumgruppe/2[4]
Gitterparameter a = 6,975 Å; b = 6,984 Å; c = 8,899 Å
α = 104,01°; β = 101,19°; γ = 114,10°[4]
Formeleinheiten Z = 1[4]
Zwillingsbildung vorwiegend nach {010} und {100} polysynthetische Zwillinge
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 3,5[5]
Dichte (g/cm3) gemessen: 2,78; berechnet: 2,76[5]
Spaltbarkeit vollkommen nach {101}
Bruch; Tenazität muschelig, spröde[6]
Farbe farblos, grau, braun, rosarot, rotbraun
Strichfarbe weiß[3]
Transparenz durchsichtig bis durchscheinend
Glanz Glasglanz bis Fettglanz[5]
Kristalloptik
Brechungsindizes nα = 1,546 bis 1,548[7]
nβ = 1,558 bis 1,562[7]
nγ = 1,567[7]
Doppelbrechung δ = 0,021[7]
Optischer Charakter zweiachsig negativ
Achsenwinkel 2V = gemessen: 60 bis 62°; berechnet: 60 bis 80°[7]
Weitere Eigenschaften
Besondere Merkmale wasserlöslich mit Ausfällung von Gips und möglicherweise Syngenit[5]

Polyhalit kristallisiert im triklinen Kristallsystem und entwickelt meist nadelige, tafelige oder prismatisch-säulige Kristalle, aber auch schuppige oder faserige Mineral-Aggregate mit einem glas- bis fettähnlichen Glanz auf den Oberflächen. Durch Zwillingsbildung täuscht Polyhalit oft eine orthorhombische Symmetrie vor.

In reiner Form ist Polyhalit farblos und durchsichtig. Durch vielfache Lichtbrechung aufgrund von Gitterfehlern oder polykristalliner Ausbildung kann er aber auch durchscheinend weiß sein und durch Fremdbeimengungen eine graue, braune und rotbraune bis rosarote Farbe annehmen.

Etymologie und Geschichte

Auch wenn der Name eine Ähnlichkeit vermuten lässt, hat der sulfatische Polyhalit nichts mit dem chloridischen Mineral Halit zu tun. Die altgriechischen Worte πολύς (polýs) für „viel“ und ἅλς (hals) für „Salz“ sind eine Anspielung auf dessen komplexe Zusammensetzung mit mehreren salzbildenden Metallen.

Erstmals entdeckt wurde Polyhalit im Bad Ischler Salzberg im oberösterreichischen Salzkammergut. Eine erste kurze Beschreibung und Analyse veröffentlichte Friedrich Stromeyer bereits 1817 im Journal für Chemie und Physik, nachdem er zuvor ausführlich über seine Entdeckung des Metalls Cadmium berichtete. Strohmeyers Ausführungen zufolge war das neu entdeckte Mineral, dass er als Polyhalit bezeichnete, zuvor von anderen Mineralogen irrtümlich für Muriscit beziehungsweise eine faserige Ausbildung desselben gehalten worden.[8]

Ein Aufbewahrungsort für das Typmaterial des Minerals ist nicht dokumentiert.[9]

Da der Polyhalit bereits lange vor der Gründung der International Mineralogical Association (IMA) bekannt und als eigenständige Mineralart anerkannt war, wurde dies von ihrer Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (CNMNC) übernommen und bezeichnet den Polyhalit als sogenanntes „grandfathered“ (G) Mineral.[10] Die ebenfalls von der IMA/CNMNC anerkannte Kurzbezeichnung (auch Mineral-Symbol) von Polyhalit lautet „Plhl“.[1]

Klassifikation

In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Polyhalit zur Mineralklasse der „Sulfate, Chromate, Molybdate und Wolframate“ und dort zur Abteilung „Wasserhaltige Sulfate ohne fremde Anionen“, wo er zusammen mit Leightonit und im Anhang mit Görgeyit die „Polyhalit-Reihe“ mit der Systemnummer VI/C.14 bildet.

Im zuletzt 2018 überarbeiteten „Lapis-Mineralienverzeichnis“, das sich im Aufbau noch nach der alten Form der Systematik von Karl Hugo Strunz richtet, erhielt das Mineral die System- und Mineralnummer VI/C.20-010. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies ebenfalls der Abteilung „Wasserhaltige Sulfate, ohne fremde Anionen“, wo Polyhalit zusammen mit Campostriniit, Görgeyit und Leightonit eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer VI/C.20 bildet.[3]

Auch die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte[11] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Polyhalit in die Abteilung „Sulfate (Selenate usw.) ohne zusätzliche Anionen, mit 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, wo es als einziges Mitglied eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer 7.CC.65 bildet.

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Polyhalit die System- und Mineralnummer 29.04.05.01. Dies entspricht der Klasse der „Sulfate, Chromate und Molybdate“ und dort der Abteilung „Wasserhaltige Säuren und Sulfate“. Hier findet er sich innerhalb der Unterabteilung „Wasserhaltige Säuren und Sulfate mit (A+)2Bn(XO4)p × x(H2O)“ in einer unbenannten Gruppe mit der Systemnummer 29.04.05, in der auch Leightonit eingeordnet ist.

Kristallstruktur

Polyhalit kristallisiert in der triklinen Raumgruppe P1 (Raumgruppen-Nr. 2)Vorlage:Raumgruppe/2 mit den Gitterparametern a = 6,975 Å; b = 6,984 Å; c = 8,899 Å; α = 104,01°; β = 101,19° und γ = 114,10° sowie einer Formeleinheit pro Elementarzelle.[4]

Eigenschaften

Das Mineral wird von Wasser unter Abscheidung von Gips und möglicherweise auch Syngenit und teilweiser Auflösung langsam zersetzt. Ein Geschmack ist kaum wahrzunehmen, mitunter schwach salzig.[12]

Bildung und Fundorte

Polyhalit bildet sich vorwiegend durch sedimentäre Ablagerung in marinen Salz-Lagerstätten, entsteht in seltenen Fällen aber auch als Sublimat an Fumarolen.

Als seltene Mineralbildung konnte Polyhalit nur an wenigen Orten nachgewiesen werden, wobei weltweit bisher gut 110 Vorkommen dokumentiert sind (Stand 2023).[13] Außer an seiner Typlokalität Bad Ischler Salzberg konnte Polyhalit in Österreich noch bei Hallstatt in Oberösterreich, Abtenau und Hallein in Salzburg, Altaussee in der Steiermark sowie Hall in Tirol gefunden werden.

In Deutschland trat Polyhalit bisher im bayerischen Salzbergwerk Berchtesgaden, in Neuhof (bei Fulda) und im Werratal in Hessen, bei Celle, Lüneburg und Nordhorn in Niedersachsen, Staßfurt in Sachsen-Anhalt sowie Gera und Bad Salzungen in Thüringen auf.

Weitere bisher bekannte Fundorte liegen unter anderem in Chile, China, Frankreich, Griechenland, Iran, Italien, Kasachstan, Mexiko, Niederlande, Polen, Russland, Spanien, Türkei, Ukraine, Usbekistan, Vereinigtes Königreich (Großbritannien) und den Vereinigten Staaten von Amerika.[14]

Verwendung

Polyhalit wird als mineralischer Dünger in der Landwirtschaft verwendet. Seit 2021 baut dafür unter anderem die von Anglo American betriebene „Woodsmith Mine“ bei Sneaton nahe Scarborough in England (Vereinigtes Königreich) eine große Polyhalit-Lagerstätte ab, deren Vorkommen noch geschätzte 100 Jahre reichen soll.[15][16]

Siehe auch

Literatur
  • F. Stromeyer: Ein neu entdecktes Metall und Analyse eines neuen Minerals. In: Journal für Chemie und Physik. Band 21, 1817, S. 297–306 (rruff.info [PDF; 465 kB; abgerufen am 27. November 2023]).
  • F. Stromeyer: Mineralogisch-chemische Untersuchungen über ein neues fossiles Salz. In: Journal für Chemie und Physik. Band 29, 1820, S. 389–410 (rruff.info [PDF; 780 kB; abgerufen am 27. November 2023]).
  • Friedrich Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.: Paul Ramdohr, Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 610, 611 (Erstausgabe: 1891).
  • Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien-Enzyklopädie (= Dörfler Natur). Edition Dörfler im Nebel-Verlag, Eggolsheim 2002, ISBN 978-3-89555-076-8, S. 146.
Commons: Polyhalite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise
  1. 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 27. August 2023]).
  2. 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. 391 (englisch).
  3. 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.
  4. Luca Bindi: Reinvestigation of polyhalite, K2Ca2Mg(SO4)4·2H2O. In: Acta Crystallographica Section E Structure Reports. Band 61, Nr. 8, 2005, S. i135–i136, doi:10.1107/S1600536805020507 (englisch, online verfügbar bei researchgate.net [PDF; 215 kB; abgerufen am 27. November 2021]).
  5. Polyhalite. 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; 53 kB; abgerufen am 27. August 2023]).
  6. David Barthelmy: Polyhalite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 27. August 2023 (englisch).
  7. Polyhalite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 27. August 2023 (englisch).
  8. F. Stromeyer: Ein neu entdecktes Metall und Analyse eines neuen Minerals. In: Journal für Chemie und Physik. Band 21, 1817, S. 305–306 (rruff.info [PDF; 465 kB; abgerufen am 27. November 2023]).
  9. Catalogue of Type Mineral Specimens – P. (PDF 296 kB) Commission on Museums (IMA), 10. Februar 2021, abgerufen am 27. November 2023.
  10. 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: November 2023. (PDF; 3,8 MB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, November 2023, abgerufen am 27. November 2023 (englisch).
  11. 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 27. November 2023 (englisch).
  12. Carl Hintze: Handbuch der Mineralogie. Erster Band. Dritte Abtheilung. Zweite Hälfte : Sulfate, Chromate, Molybdate, Wolframate, Uranate. 1. Auflage. Walter de Gruyter & Co., Berlin und Leipzig 1930, S. 4477–4485.
  13. Localities for Polyhalite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 27. August 2023 (englisch).
  14. Fundortliste für Polyhalit beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 27. November 2023.
  15. Woodsmith Mine, Sneaton, Scarborough, North Yorkshire, England, UK. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 27. August 2023 (englisch).
  16. Björn Finke: Der Schatz in der Heide. Süddeutsche Zeitung, 9. November 2018, abgerufen am 27. August 2023.
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