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Oxy-Schörl

Mineral, Ringsilikat aus der Turmalingruppe

Das Mineral Oxy-Schörl ist ein recht seltenes Ringsilikat aus der Turmalingruppe mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung Na(Fe2+2Al)Al6(Si6O18)(BO3)3(OH)3O.[4]

Oxy-Schörl
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer

2011-011[1]

IMA-Symbol

Osrl[2]

Chemische Formel Na(Fe2+2Al)Al6(Si6O18)(BO3)3(OH)3O[3][4]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung) 		Silikate und Germanate – Ringsilikate
System-Nummer nach
Lapis-Systematik
(nach Strunz und Weiß)
Strunz (9. Aufl.)
VIII/E.19-045[5]

9.CK.05[6]
Ähnliche Minerale Schörl, Fluor-Schörl, Luinait-(OH), Schorlomit, Morimotoit
Kristallographische Daten
Kristallsystem trigonal
Kristallklasse; Symbol 3/mVorlage:Kristallklasse/Unbekannte Kristallklasse
Raumgruppe R3m (Nr. 160)Vorlage:Raumgruppe/160
Gitterparameter a = 15,92 bis 15,99 Å; c = 7,11 bis 7,15 Å[4]
Formeleinheiten Z = 3[4]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 7[4]
Dichte (g/cm3) gemessen: 3,17 bis 3,19; berechnet: 3,21 bis 3,20[4]
Spaltbarkeit nicht beobachtet[4]
Bruch; Tenazität muschelig[4]
Farbe grünlich-schwarz[4]
Strichfarbe blass grau[4]
Transparenz opak, schwach durchscheinend[4]
Glanz Glasglanz[4]
Magnetismus paramagnetisch[4]
Kristalloptik
Brechungsindizes nω = 1,662(2)[4]
nε = 1,637 bis 1,641(2)[4]
Doppelbrechung δ = 0,022 bis 0,025[4]
Optischer Charakter einachsig negativ[4]
Pleochroismus ausgeprägt von grün, blaugrün zu blass braun oder gelblich, fast farblos

Anhand äußerer Kennzeichen ist Oxy-Schörl nicht von anderen schwarzen Turmalinen wie Schörl, Fluor-Schörl, Luinait-(OH) oder eisenreichen Dravit zu unterscheiden. Sie kristallisieren mit trigonaler Symmetrie und bilden schwarze, oft gut ausgebildete, prismatische Kristalle von einigen Zentimetern Größe. Die Prismenflächen zeigen oft eine deutliche Streifung in Längsrichtung. Im Dünnschliff zeigen sie einen sehr starken Pleochroismus von blass gelblich oder bräunlich nach intensiv grün oder blaugrün.[4] Wie alle Minerale der Turmalingruppe sind sie pyroelektrisch und piezoelektrisch.

Oxy-Schörl ist nur an wenigen Fundorten weltweit zweifelsfrei nachgewiesen worden, vermutlich aber recht verbreitet. Typlokalitäten sind der metasomatisch veränderte Rhyolithe des aufgelassenen Marianna Stollens nordwestlich von Zlatá Idka nahe Košice im Slowakischen Erzgebirge in der Ostslowakei sowie der Aufschluss eines Muskowit-Turmalin-Orthogneises der Tisá skála bei Přibyslavice nahe Kutná Hora in der Mittleböhmischen Region, Tschechien.[7][4]

Etymologie und Geschichte

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Einen der ersten Hinweise auf ein hypothetisches Oxy-Schörl-Endglied lieferte eine statistische Analyse zahlreicher Turmalinanalysen, die Foit und Rosenberg 1977 publizierten.[8] Ähnliche Untersuchungen der Zusammensetzungen von Turmalinen aus Irland ergaben, dass der Ersatz von Fe2+ durch Al3+ gleichermaßen mit einem Verlust von Protonen (Oxy-Schörl) wie auch Na (Foitit) einhergeht.[9] In den folgenden Jahren wurden einige Tumralinanalysen veröffentlicht, die im Zusammensetzungsbereich von Oxy-Schörl liegen, darunter 1998 auch Turmaline aus der Typlokalität Přibyslavice.[10][4]

Der Name Oxy-Schörl wurde 1999 von Hawthorne und Henry für ein aluminiumreichen Schörl mit O2- statt (OH)- eingeführt[11] und 2011 von der International Mineralogical Association (IMA) anerkannt.[12] Eine vollständige Beschreibung des Oxi-Schörls aus den beiden Typlokalitäten wurde zwei Jahre später publiziert.[4]

Klassifikation

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In der strukturellen Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) gehört Oxy-Schörl zusammen mit Oxy-Dravit, Maruyamait, Povondrait, Bosiit, Chromo-Alumino-Povondrait, Oxy-Chrom-Dravit, Oxy-Vanadium-Dravit, Princivalleit, Vanadio-Oxy-Chrom-Dravit und Vanadio-Oxy-Dravit zur Alkali-Untergruppe 3 der Alkaligruppe in der Turmalinobergruppe.[12][13]

Da der Oxy-Schörl erst 2011 als eigenständiges Mineral anerkannt wurde, ist er in der seit 1977 veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz noch nicht verzeichnet. Die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana kennt den Oxy-Schörl ebenfalls noch nicht.

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-Nummer VIII/E.19-45. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies der Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort der Abteilung der „Ringsilikate“, wobei in den Gruppen VIII/E.12 bis VIII/E.21 die Ringsilikate mit Sechserringen [Si6O18]12− eingeordnet sind. Oxy-Schörl bildet hier zusammen mit Adachiit, Bosiit, Chromdravit (heute Chrom-Dravit), Chromo-Aluminopovondrait (heute Chromo-Alumino-Povondrait), Darrellhenryit, Dravit, Elbait, Feruvit, Fluor-Buergerit, Fluor-Dravit, Fluor-Elbait, Fluor-Liddicoatit, Fluor-Schörl, Fluor-Tsilaisit, Fluor-Uvit, Foitit, Lucchesiit, Luinait-(OH) (heute diskreditiert), Magnesiofoitit, Maruyamait, Oxy-Chromdravit (heute Oxy-Chrom-Dravit), Oxy-Dravit, Oxy-Foitit, Oxy-Vanadiumdravit (heute Oxy-Vanadium-Dravit), Rossmanit, Schörl, Olenit, Povondrait, Tsilaisit, Uvit, Vanadio-Oxy-Chromdravit (heute Vanadio-Oxy-Chrom-Dravit), Vanadio-Oxy-Dravit die „Turmalin-Gruppe“ (Stand 2018).[5]

Die von der IMA zuletzt 2009 überarbeitete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik führt den Oxy-Schörl noch als hypothetisches Endglied in der Klasse 9 der „Silikate und Germanate“ und dort in der Abteilung C der „Ringsilikate“ auf. Diese ist weiter unterteilt nach der Größe, Verknüpfung und Verzweigung der Silikatringe, so dass das Mineral entsprechend seinem Aufbau in der Unterabteilung „K. [Si6O18]12−-Sechser-Einfachringe mit inselartigen, komplexen Anionen“ zu finden ist, wo es zusammen mit Ferri-Feruvit, Ferri-Uvit, Fluor-Chromdravit, Fluor-Schörl, Fluor-Dravit, Fluor-Elbait, Fluor-Foitit, Fluor-Mg-Foitit, Fluor-Olenit, Fluor-Rossmanit, Hydroxy-Buergerit (heute Buergerit), Hydroxy-Feruvit (heute Feruvit), Hydroxy-Liddicoatit (heute Liddicoatit), Hydroxy-Uvit (heute Uvit), Oxy-Chromdravit (heute Oxy-Chrom-Dravit), Oxy-Dravit, Oxy-Elbait (heute Darrellhenryit), Oxy-Ferri-Foitit, Oxy-Feruvit (heute Lucchesiit), Oxy-Foitit, Oxy-Liddicoatit, Oxy-Mg-Ferri-Foitit, Oxy-Mg-Foitit, Oxy-Rossmanit, Oxy-Uvit (heute Magnesio-Lucchesiit) noch zu den hypothetischen Endgliedern der „Turmalingruppe“ mit der System-Nr. 9.CK.05 gezählt wird.

Chemismus

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Oxy-Schörl ist das O2- Analog von Schörl bzw. das Eisen (Fe2+)-Analog von Oxy-Dravit und hat die idealisierte Zusammensetzung [X]Na[Y](Fe2+2Al)[Z]Al6([T]Si6O18)(BO3)3[V](OH)3[W]O, wobei [X], [Y], [Z], [T], [V] und [W] die Positionen in der Turmalinstruktur sind.[12] Natürliche Schörle sind komplexe Mischkristalle mit variablen Gehalten der leichten Elemente Wasserstoff (H), Lithium (Li) und Bor (B) und enthalten neben verschiedenen weiteren Elementen fast immer auch dreiwertiges Eisen. Vollständige chemische Analysen erfordern daher eine Kombination verschiedener, aufwendiger Analysemethoden und werden selten durchgeführt.[14] Für den Oxy-Schörl aus den Typlokalitäten wurden folgende Strukturformeln ermittelt:[4]

  • Zlatá Idka: [X](Na0,591◻0,306Ca0,103) [Y](Fe2+1,108Al1,885

Mn0,005Ti0,002) [Z](Al5,428Mg0,572) [T](Si5,06Al0,494)O18(BO3)3[V](OH)3 [W][O2-0,625F0,136(OH)0,236]

  • Přibyslavice: [X](Na0,586◻0,391K0,006Ca0,017) [Y](Fe2+1,879Al1,013Mn0,015Ti4+0,093) [Z](Al5,732Fe3+0,078Mg0,190) [T](Si5,944Al0,056)O18(BO3)3[V](OH)3 [W][O2-0,579F0,307(OH)0,115][4]

Die Zusammensetzung von Oxy-Schörl variiert im Wesentlichen durch die Mischkristallbildung mit Schörl, Flour-Schörl, Oxy-Dravit und Foitit, entsprechend er Austauschreaktion:[4]

  • [W]O2- + [Y]Al3+ = [W](OH) + [Y]Fe2+ (Schörl)
  • [W]O2- + [Y]Al3+ = [W]F + [Y]Fe2+ (Fluor-Schörl)
  • [Y]Fe2+ = [Y]Mg2+ (Oxy-Dravit)
  • [X]Na+ + [W]O2- = [X]◻ + [W](OH)- (Foitit)

Die exakte Klassifizierung schorlomitischer Turmaline ist kompliziert, da sie oft Oxy-Schörl und Foitit zu fast gleichen Anteilen enthalten und die (OH)-Gehalte schwierig genau zu bestimmen sind.[4]

Kristallstruktur

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Oxy-Schörl kristallisiert mit trigonaler Symmetrie in der Raumgruppe R3m (Raumgruppen-Nr. 160)Vorlage:Raumgruppe/160 mit 3 Formeleinheiten pro Elementarzelle. Die Gitterparameter des natürlichen Mischkristalls aus Přibyslavice sind: a = 15,985(1) Å, c = 7,154(1) Å.[4]

Die Kristallstruktur ist die von Turmalin. Natrium besetzt die von 9 bis 10 Sauerstoffen umgebene X-Position, die oktaedrisch koordinierte [Y]-Position ist gemischt besetzt mit zwei Eisen (Fe2+) und ein Aluminium (Al3+) und die kleinere, ebenfalls oktaedrisch koordinierte [Z]-Position enthält (Al3+) und, bei Mischkristallen mit Oxy-Dravit, Magnesium. Silizium (Si4+) besetzt die tetraedrisch koordinierte [T]-Position und die [W]-Anionenposition ist mit O2- statt Fluor (F-) oder OH besetzt.[4]

Bildung und Fundorte

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Oxy-Schörl bildet sich bevorzugt bei der Metasomatose hellglimmerhaltiger Gesteine durch borhaltige Lösungen. Zweifelsfrei identifiziert wurde Oxy-Schörl bisher nur an wenigen Fundorten.[7] Dennoch kann davon ausgegangen werden, dass dieser Turmalin weltweit verbreitet ist.[4]

In der Typlokalität Zlatá Idka nahe Košice im Slowakischen Erzgebirge, Ostslowakei tritt Oxy-Schörl im metasomatisch veränderten, aluminiumreichen Granit auf. Er bildet hier fächerförmige Aggregate grünlich schwarzer, haarförmiger Kristalle von bis zu 2 cm Länge und tritt zusammen mit Quarz, Albit und Muskowit auf.[4]

In der zweiten Typlokalität, ein Muskowit-Turmalin-Orthogneis bei Přibyslavice nahe Kutná Hora in der Mittleböhmischen Region, Tschechien tritt Oxy-Schörl in From säuliger Kristalle von bis zu 1 cm Länge auf, die dünne Lagen oder unregelmäßige Aggregate formen. Er bildete sich primär magmatisch bei der Kristallisation des ursprünglichen Granits und wurde von der späteren amphibolithfaziellen Metamorphose etwas in seiner Zusammensetzung verändert. Vergesellschaftet ist er hier mit Kalifeldspat, Albit, Quarz, Muskowit, Biotit, Granat und Apatit.[4]

Ein granulithfazieller Mylonit der Gneiss-Eklogit-Einheit aus der Umgebung von Forchheim bei Pockau im sächsischen Erzgebirge am nordwestlichen Rand der Böhmischen Masse führt neben Quarz, Feldspat und Granat auch schwarzen Turmalin von wenigen Millimetern Länge. Deren im Dünnschliff dunkelblaue Kerne bestehen aus Oxy-Schörl, für den Bildungsbedingungen von ~2,9 MPa und ~870 °C angegeben werden.[15]

In Turmalin-Quarz-Knollen und Gängen des Granits bei Lavièky nahe Velké Meziříčí am Nordostrand des Tøebíè Durbachit Massifs in Tschechien ist Oxy-Schörl verbreitet.[16]

Analysen von Turmalinen aus zahlreichen granitischen Pegmatiten unterschiedlicher Typen aus dem tschechischen Moldaunubicum (Böhmen, Mähren) ergaben, dass es sich bei diesen Turmalinen zumeist um Mischkristalle von ungefähr gleichen Anteilen Foitit und Oxy-Schörl handelt, mit geringeren Gehalten von Oxy-Dravit und Magnesio-Foitit. Demnach würden die Oxy-Schörl-Gehalte vieler foititischer Turmaline durch die verbreitete Annahme von 4(OH) pro Formeleinheit bei der Berechnung von Strukturformeln systematisch übersehen.[17]

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Einzelnachweise

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  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: July 2024. (PDF; 3,6 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Marco Pasero, Juli 2024, abgerufen am 13. August 2024 (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; 351 kB; abgerufen am 17. November 2024]).
  3. ↑ IMA Database of Mineral Properties – Oxy-Schorl. In: rruff.info. RRUFF Project; (englisch).
  4. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac Peter Bačík, Jan Cempírek, Pavel Uher, Milan Novák, Daniel Ozdín, Jan Filip, Radek Škoda, Karel Breiter, Mariana Klementová, Rudolf Ďuďa, Lee A. Groat: Oxy-schorl, Na(Fe2+2Al)Al6Si6O18(BO3)3(OH)3O, a new mineral from Zlatá Idka, Slovak Republic and Přibyslavice, Czech Republic. In: American Mineralogist. Band 98, 2013, S. 485–492 (englisch, rruff.info [PDF; 495 kB; abgerufen am 17. November 2024]).
  5. ↑ a b 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. ↑ Oxy-schorl. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 17. November 2024 (englisch).
  7. ↑ a b Fundortliste für Oxy-Schörl beim Mineralienatlas (englisch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 17. November 2024.
  8. ↑ Franklin F. Foit Jr., Philip E. Rosenberg: Coupled substitutions in the tourmaline group. In: Contributions to Mineralogy and Petrology. Band 62, 1977, S. 109–127, doi:10.1007/BF00372871 (englisch).
  9. ↑ Vincent Gallagher: Coupled Substitutions in Schorl-Dravite Tourmaline: New Evidence from SE Ireland. In: Mineralogical Magazine. Band 52, 1988, S. 637–650 (englisch, Download verfügbar bei researchgate.net [PDF; 811 kB; abgerufen am 17. November 2024]).
  10. ↑ Pavel Povondra, Miloš Lang, Edvín Pivec, Jaromír Ulrych: Tourmaline from the Přibyslavice peraluminous alkali-feldspar granite, Czech Republic. In: Journal of the Czech Geological Society. Band 43, Nr. 1–2, 1998, S. 3–8 (englisch, jgeosci.org [PDF; 8,4 MB; abgerufen am 17. November 2024]).
  11. ↑ Frank C. Hawthorne, Darrell J. Henry: Classification of the minerals of the tourmaline group. In: European Journal of Mineralogy. Band 11, 1999, S. 201–215 (englisch, Download verfügbar bei researchgate.net [PDF; 3,6 MB; abgerufen am 17. November 2024]).
  12. ↑ a b c Darrell J. Henry, Milan Novák, Frank C. Hawthorne, Andreas Ertl, Barbara L. Dutrow, Pavel Uher, Federico Pezzotta: Nomenclature of the tourmaline-supergroup minerals. In: American Mineralogist. Band 96, 2011, S. 895–913 (englisch, rruff.info [PDF; 617 kB; abgerufen am 17. November 2024]).
  13. ↑ Darrell J. Henry, Barbara L. Dutrow: Tourmaline studies through time: contributions to scientific advancements. In: Journal of Geosciences. Band 63, 2018, S. 77–98 (englisch, jgeosci.org [PDF; 2,2 MB; abgerufen am 12. August 2020]).
  14. ↑ M. Darby Dyar, Marjorie E. Taylor, Timothy M. Lutz, Carl A. Francis, Charles V. Guidotti, Michael Wise: Inclusive chemical characterization of tourmaline: Mössbauer study of Fe valence and site occupancy. In: American Mineralogist. Band 83, 1998, S. 848–864 (englisch, rruff.info [PDF; 210 kB; abgerufen am 17. November 2024]).
  15. ↑ Andreas Ertel, Horst R. Marschall, Gerald Giester, Darrell J. Henry, Hans-Peter Schertel, Theodoros Ntaflos, George L. Luvizotto, Lutz Nasdala, Ekkehart Tillmanns: Metamorphic ultrahigh-pressure tourmaline: Structure, chemistry, and correlations to P-T conditions. In: American Mineralogist. Band 95, 2010, S. 1–10 (englisch, rruff [PDF; 969 kB; abgerufen am 17. November 2024]).
  16. ↑ David Buriánek, Milan Novák: Morphological and compositional evolution of tourmaline from nodular granite at Lavièky near Velké Meziříčí, Moldanubicum, Czech Republic. In: Journal of the Czech Geological Society. Band 49, 2004, S. 81–90 (englisch, jgeosci.org [PDF; 688 kB; abgerufen am 17. November 2024]).
  17. ↑ Milan Novak, Pavel Povondra and Julie B. Selway: Schorl oxy-schorl to dravite- oxy-dravite tourmaline from granitic pegmatites; examples from the Moldanubicum, Czech Republic. In: European Journal of Mineralogy. Band 16, 2004, S. 323–333 (englisch, Download verfügbar bei researchgate.net [PDF; 832 kB; abgerufen am 17. November 2024]).
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