Roedderit

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Roedderit
Allgemeines und Klassifikation
Chemische Formel (K,Na) Na Mg5Si12O30 [1]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung) 		Silikate und Germanate – Ringsilikate
System-Nummer nach
Strunz (8. Aufl.)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
VIII/E.22
9.CM.05
63.02.01a.13
Ähnliche Minerale Cordierit, Osumilith, Chayesit
Kristallographische Daten
Kristallsystem hexagonal [1][2]
Kristallklasse; Symbol dihexagonal-dipyramidal; 6/m2/m2/m
Raumgruppe P-6/m2cVorlage:Raumgruppe/?.?  [2]
Gitterparameter a = 10.141 Å; c = 14.286 Å[2]
Formeleinheiten Z = 2[2]
Zwillingsbildung -
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte nicht bestimmt [1]
Dichte (g/cm3) gemessen: 2,6; berechnet: 2,63 [1]
Spaltbarkeit - [1]
Farbe farblos [1]
Strichfarbe nicht bestimmt[1]
Transparenz Bitte ergänzen!
Glanz nicht angegeben [1]
Kristalloptik
Brechungsindizes nω = 1,537 [1]
nε = 1,542 [1]
Doppelbrechung δ = 0,005 [1]
Optischer Charakter einachsig positiv [1]
Pleochroismus -  [1]

Das Mineral Roedderit ist ein sehr selten vorkommendes Ringsilikat aus der Milaritgruppe mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung K Na Mg5Si12O30. Es kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem und entwickelt farblose bis blaue gefärbte, plattige bis prismatische Kriställchen von meist unter einem Millimeter Größe.[1]

Roedderit findet sich in geringen Mengen in chondritischen Meteoriten[1][3], in Aubriten[3], im interstellarem Staub und Kometen[4][5] sowie in Fremdgesteinseinschlüssen in basaltischen Magmen vom verschiedenen Vulkanen in der Eifel, Deutschland[6], dem Basaltsteinbruch bei Klöch im Burgenland, Österreich[7][8] und einigen Vulkanen in der Auvergne, Frankreich.[9]

Etymologie und Geschichte

Edwin Woods Roedder (1919–2006) war der erste, der 1951 bei der systematischen Untersuchung der Verbindungen im System K2O-MgO-SiO2 eine Verbindung mit der Zusammensetzung K2Mg5Si12O30 beschrieb.[10] Das Na-Analog Na2Mg5Si12O30 synthetisierten Schairer, Yoder und Keene 3 Jahre später.[11]

Das Mineral Roedderit wurde 1966 von Luis H. Fuchs, Clifford Frondel und Cornelis Klein, Jr. im Indarch-Meteoriten entdeckt, einem Enstatit-Chondrit, der am 7.4.1891 bei Shusha, in Aserbaidschan niederging. Benannt wurde das neue Mineral der Milaritgruppe nach Edwin Woods Roedder.[1]

Das erste terrestrische Vorkommen von Roedderit, silikatreiche Xenolithe in einem Basalt aus dem Laacher Vulkangebiet in der Eifel, beschrieben Hentschel, Abraham, Schreyer 1977.[12][13]

Klassifikation

In der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehört Roedderit mit Almarudit, Armenit, Berezanskit, Brannockit, Darapiosit, Dusmatovit, Emeleusit, Faizievit, Merrihueit, Oftedalit, Osumilith, Osumilith-(Mg), Poudretteit, Sogdianit, Sugilith und Yagiit zur allgemeinen Abteilung der „Ringsilikate (Cyclosilikate)“ in die „Milarit-Osumilith-Gruppe“ mit der System-Nr. VIII/E.22.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Roedderit ebenfalls in die Abteilung der „Ringsilikate“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der Struktur der Ringe, so dass das Mineral entsprechend seinem Aufbau in der Unterabteilung „[Si6O18]12− Sechser-Doppelringe“ zu finden ist. Darin gehört es mit Agakhanovit-Ce, Almarudit, Armenit, Berezanskit, Brannockit, Eifelit, Chayesit, Darapiosit, Dusmatovit, Friedrichbeckeit, Klöchit, Merrihueit, Milarit, Oftedalit, Osumilith, Osumilith-(Mg), Poudretteit, Trattnerit, Shibkovit, Sogdianit, Sugilith und Yagiit zur „Milaritgruppe“ mit der System-Nr. 9.CM.05.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Roedderit in die Klasse der „Silikate und Germanate“, dort allerdings in die bereits feiner unterteilte Abteilung der „Ringsilikate: Kondensierte Ringe“ ein. Hier ist er in der „Milarit-Osumilith-Gruppe (Milarit-Osumilith-Untergruppe)“ mit der System-Nr. 63.02.01a innerhalb der Unterabteilung „Ringsilikate: Kondensierte, 6-gliedrige Ringe“ zu finden.[14]

Chemismus

Roedderit ist das Mg2+-Analog von Merrihueit und bildet lückenlose Mischkristallreihen mit Merrihueit, Eifelit und Chayesit entsprechend der Austauschreaktionen:

  • [A, T2]Mg2+ = [A, T2]Fe2+ (Merrihueit)[1]
  • [B]□ + [A]Mg2+ = [B]Na+ + [A]Na+ (Eifelit)[13]
  • [B]Na + [T2]Mg2+ = [B]□ + [T2]Fe3+ (Chayesit)[13][15]

Die gemessene Zusammensetzung aus der Typlokalität ist [C,B](K1,30Na0,69)[A,T2](Mg4,86Fe2+0,27)[T1][Si11,88Al0,07O30], wobei in den eckigen Klammern die Positionen in der Kristallstruktur angegeben sind.[1]

Kristallstruktur

Roedderit kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem in der Raumgruppe P-6/m2cVorlage:Raumgruppe/?.? mit den Gitterparametern a = 10.141 Å und c = 14.286 Å sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle.[2]

Roedderit ist isotyp zu Milarit, d.h. es kristallisiert mit der gleichen Struktur wie Milarit.

Die T1-Position ist aufgespalten in zwei Subpositionen T1 und T11, die die 6er-Doppelringe aufbauen und beide voll besetzt sind mit Silicium (Si4+).[2]

Die 12-fach koordinierte C-Position ist voll besetzt mit Kalium und etwas Natrium.[2]

Die 9-fach koordinierte B-Position ist in zwei Positionen aufgespalten und enthält Na, das fast vollständig geordnet auf der B1-Position eingebaut wird, die damit zur Hälfte besetzt ist. Die B2-Position ist nahezu unbesetzt.[2]

Die T2-Position und A-Position sind vollständig mit Magnesium und geringen Mengen Eisen besetzt.[2]

Bildung und Fundorte

Roedderit bildet sich bei sehr hohen Temperaturen um 900 bis 1000 °C und niedrigem Druck. Unter extrem sauerstoffarmen (reduzierenden) Bedingungen wie z.B. in Meteoriten liegt das Eisen nur in metallischer Form vor und nahezu eisenfreier Rodderit kann sich auch in eisenreicher Umgebung bilden.

Unter oxidierenden Bedingungen wie z.B. in vielen Vulkaniten liegt Eisen als Fe3+ vor und in eisenhaltiger Umgebung bilden sich Roedderit-Chayesit-Mischkristalle.[15] Reiner Roedderit bildet sich in dann nur in eisenfreier Umgebung wie z.B. einigen Xenolithen in den basaltischen Magmen der Eifel-Vulkane.

Stabilität

Experimentell untersucht ist nur die Stabilität von synthetischem Na-freien K-Roedderit (K2Mg5Si12O30). Bei Anwesenheit von Wasser ist dessen Sabilitätsfeld begrenzt auf hohe Temperaturen bei niedrigen Druck. Bei Temperaturen unterhalb einer Linie von 595 °C/1kbar bis 820 °C/6,5kbar wird K-Roedderit abgebaut zu Glimmer (K Mg2,5 Si4O10 (OH)2) und Quarz. Bei Temperaturen oberhalb einer Linie von 820 °C/6,5kbar bis ca. 1100 °C/1kbar schmilzt Roedderit inkongruent zu Forsterit und Schmelze.[16]

Weicht die Zusammensetzung des Gesteins von der Roedderitzusammensetzung ab, verkleinert sich dessen Stabilitätsfeld. K-Richterit z.B. ist bis 1000 °C stabil und zersetzt sich bei einem Druck unter 150 bar zu K-Roedderit, K-Mg-Silikat, Forsterit, Diopsid, Dampf und Schmelze. Bei höheren Druck tritt Roedderit hier nicht mehr auf.[17]

In wasserfreier Umgebung ist K-Roedderit auch bei 35 kbar noch stabil. Da sich keine wasserhaltigen Verbindungen wie Glimmer oder Richterit bilden können tritt K-Roedderit bei niedrigeren Temperaturen auf. Auch die Schmelzreaktionen verschieben sich zu höheren Temperaturen.[16]

Meteorite

Roedderit tritt in Silikateinschlüssen chondritischer Meteorite, Eisenmeteoriten und in Aubriten auf.

Im Kaidun Meteorit, gefallen am 3. Dezember 1980 südlich von Budah, Gouvernement Hadramaut, Yemen tritt Roedderit in Silikateinschlüssen zusammen mit SiO2, Glas mit albitischer Zusammensetzung, Enstatit und Na2S2 auf.[18]

Enstatit-Chondrite

In seiner Typlokalität, dem Indarch-Meteoriten, ein Enstatit-Chondrit aus der Klasse EH4, tritt Roedderit zusammen mit Enstatit, Klinoenstatit, Albit, Tridymit, Troilit, Ni-Eisen, Schreibersit, Oldhamit und amorphen Kohlenstoff auf.[1]

Im Quingzhen EH3 Chondrit findet sich Roedderit mit SiO2 und Albit in silikatischen Einschlüssen in Kamazit-, Troilit- Oldhamit-Aggregaten, in Gängen in Troilit, Kamazit, Perryite und Schreibersit sowie als längliche Kriställchen in Niningerit, bevorzugt am Kontakt zu Troilit.[19][3]

Im Mezö-Madaras Meteoriten (Mădăraș, Kreis Mureș (Siebenbürgen), Rumänien), einem unequelibrierten L3 Chondrit-Meteoriten, wurde Roedderit und Merrihuetit als Einschluss in Enstatit gefunden. Weitere begleitende Minerale sind Troilit und SiO2.[20]

Im L3.5 Chondrit ALHA-77011 tritt eisenhaltiger Roedderit zusammen mit Enstatit SiO2 und Troilit auf. Im LL3.7 Chondrit ALHA-77278 ist Roedderit vergesellschaftet mit Pyroxen, SiO2, Olivin und Troilit.[20]

Aubrite:

Im Bustee Meteorit, Gorakhpur, Basti District, Basti Division, Uttar Pradesh, Indien tritt Roedderit zusammen mit Forsterit und Diopsid auf.[3]

Im Peña Blanca Spring Aubrit werden ein bis zwei Millimeter große Roedderitkristalle umranded und teilweise ersetzt von Diopsid, Albit und Enstatit.[21]

Im Aubrite-Meteoriten Yamato-793592 aus der Antarktis wurde Roedderit in der feinkristallienen Grundmasse zusammen mit Enstatit, Diopsid, Forsterit, Plagioklas, SiO2, Glas, Nickel-Eisen, Schreibersit, Troilit, Alabandit, Daubreelit, Djerfisherit und Na-Cr-Sulfid gefunden.[22]

Auch der Khor Temiki Meteorit, gefallen am 18. April 1932 bei Oleb im Gash Delta, Kassala Wilayah, Sudan sowie die antarktischen Meteroite vom Lewis Cliff, Buckley Island quadrangle LEW-87020 und LEW-87294 enthalten Roedderit.[23]

Eisenmeteorite:

Im Wichita County meteorite, Wichita Co., Texas, USA, einem IA Eisenmeteoriten, findet sich Roedderit in Silikateinschlüssen zusammen mit Forsterit, Albit, Richterit, Whitlockit, Graphit und Krinovit.[24][19]

Im Canion Diabolo IA Eisenmeteoriten tritt Roedderit zusammen mit Ureyit, Richterit, Chromit, Sphalerit, Troilit, Graphit und Krinovit auf.[19]

Im San Cristobal IAB-Eisenmeteoriten konnte Roedderit zusammen mit Olivin, Orthopyroxen, Plagioklas und Phosphaten in Silikateinschlüssen nachgewiesen werden.[25][19]

Kometen

Material vom Kometen 81P/Wild 2, das die Raumsonde Stardust zur Erde brachte, enthielt Roedderit zusammen mit Melilith, Anorthit, Korund und Osbornit. Diese Minerale sind typisch für chondritische Meteorite und werden im inneren Solaren Nebel gebildet, fehlen aber im interplanetarischen Staub. Ihr Auftreten in Kometen wird als Hinweis auf eine großräumige Durchmischung des solaren Nebels gewertet.[4]

2014 wurden poröse, chondritische Mikrometeorite aus dem antarktischen Schnee und Eis geborgen, die Proben interplanetarischer Staubpartikel gleichen, die von Flugzeugen in der Stratosphäre gesammelt wurden. Diese Staubpartikel repräsentieren das ursprünglichste Material aus der Entstehungszeit unseres Sonnensystems und enthielten neben Enstatit und Kosmochlor auch Roedderit.[5]

Kontaktmetamorphe Pelite

Roedderit bildet sich bei der Kontaktmetamorphose von aluminium- und eisenarmen Xenolithe durch basaltische Magmen und scheidet sich direkt aus einer alkali- silizium- und magnesiumreichen Gasphase ab.[13] Zu diesem Typ zählen Fundorte in der Vulkaneifel, Deutschland[6], im Burgenland, Österreich[7] und einigen Vulkanen in der Auvergne, Frankreich.[9]

An der Stradner Kogel bei Wilhelmsdorf (Oststeiermark) tritt Roedderit in Hohlräumen von Xenolithen zusammen mit Amphibol, Enstatit, Ägirin und Tridymit auf.[7]

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s L. H. Fuchs, C. Frondel, C. Klein: Roedderite, a new mineral from the Indarch Meteorite. In: The American Mineralogist. Band 51, Nr. 7, Juli 1966, S. 949–955 (PDF (447 kB)).
  2. ↑ a b c d e f g h T. Armbruster: Crystal chemistry of double-ring silicates: structure of roedderite at 100 and 300 K. In: European Journal of Mineralogy. Band 1, Nr. 5, 1989, S. 715–718, doi:10.1127/ejm/1/5/0715 (erste Seite, PDF (214 kB)).
  3. ↑ a b c d W. Hsu: Geochemical and petrographic studies of oldhamite, diopside, and roedderite in enstatite meteorites. In: Meteoritics & Planetary Science. Band 33, 1998, S. 291–301 (PDF (3,3 MB)).
  4. ↑ a b H. A. Ishii, J. P. Bradley, Z. R. Dai, M. Chi, A. T. Kearsley, M. J. Burchell, N. D. Browning, F. Molster: Comparison of comet 81P/Wild 2 dust with interplanetary dust from comets. In: Science. Band 319, 25. Januar 2008, S. 447–450, doi:10.1126/science.1150683 (PDF 423,5 kB).
  5. ↑ a b T. Noguchi, N. Ohashi, S. Tsujimoto, T. Mitsunari, J. P. Bradley, T. Nakamura, S. Toh, T. Stephan, N. Iwata: Cometary dust in Antarctic ice and snow: Past and present chondritic porous micrometeorites preserved on the Earth's surface. In: Earth and Planetary Science Letters. Band 410, 15. Januar 2015, S. 1–11, doi:10.1016/j.epsl.2014.11.012 (Abstract).
  6. ↑ a b Caspar quarry, Bellerberg volcano, Ettringen, Mayen, Eifel, Rhineland-Palatinate, Germany
  7. ↑ a b c Karl Ettinger, Walter Postel, Josef Taucher und Franz Walter: Minerale der Osumilith-Gruppe (Roedderit, Merrihueit, Chayesit und Osumilith) aus dem steirisch-burgenländischen Vulkangebiet, Osterreich. In: Tschermaks mineralogische und petrographische Mitteilungen. Band 31, 1996, S. 215–234 (PDF, 3,0 MB).
  8. ↑ Basalt quarry, Klöch, Bad Radkersburg, Styria, Austria
  9. ↑ a b Mont Denise, Espaly-Saint-Marcel, Le Puy-en-Velay, Haute-Loire, Auvergne, France
  10. ↑ Edwin Woods Roedder: The System K2O-MgO-SiO2. Part 1. In: American Journal of Science. Band 249, Februar 1951, S. 81–130 (PDF (7,7 MB)).
  11. ↑ J. F. Schairer, H. S. Yoder, A. G. Keene: The systems Na2O-MgO-SiO2 and Na2O-FeO-SiO2. In: Carnegie Inst. Washington, Yearbook. Band 53, 1954, S. 123–125.
  12. ↑ G. Hentschel, K. Abraham, W. Schreyer: Roedderit und Osumilith aus dem Laacher Vulkangebiet. In: Fortschr. Mineral. Band 55, Nr. 1, 1977, S. 43–44.
  13. ↑ a b c d G. Hentschel, K. Abraham, W. Schreyer: First terrestrial occurrence of roedderite in volcanic ejecta of the Eifel, Germany. In: Contributions to Mineralogy and Petrology. Band 73, Nr. 2, 1980, S. 127–130, doi:10.1007/BF00371387 (Zusammenfassung).
  14. ↑ Webmineral - New Dana Classification of Cyclosilicates Cyclosilicate Condensed Rings
  15. ↑ a b E. Alietti, M. F. Brigatti, S. Capredi AND L. Poppi: The roedderite-chayesite series from Spanish lamproites: crystal-chemical characterization. In: Mineralogical Magazine. Band 58, Dezember 1994, S. 655–662 (PDF (556 kB)).
  16. ↑ a b F. Seifert, W. Schreyer: Stability relations of K2Mg5Si12O30, and end member of the merrihueite-roedderite group of meteoritic minerals. In: Contributions to Mineralogy and Petrology. Band 22, Nr. 3, 1969, S. 190–207, doi:10.1007/BF00387953 (Abstract).
  17. ↑ R. W. Charles: The Phase Equilibria of Richterite and Ferrorichterit. In: The American Mineralogiste. Band 60, 1975, S. 367–374 ([1] [PDF]).
  18. ↑ IVANOV, A. V., MACPHERSON, G. J., ZOLENSKY, M. E., KONONKOVA, N. N. and MIGDISOVA, L. F.: The Kaidun meteorite: Composition and origin of inclusions in the metal of an enstatite chondrite clast. In: Meteoritics & Planetary Science. Band 31, 1996, S. 621–626, doi:10.1111/j.1945-5100.1996.tb02034.x ([]).
  19. ↑ a b c d E. R. Rambaldi, R. S. Rajan: Roedderite in the Qingzhen (EH3) Chondrite. In: Meteoritics. Band 21, Nr. 1, 31. März 1986, S. 141–149 (PDF (190 kB)).
  20. ↑ a b A.N. Krot, & J.T. Wasson: Silica-merrihueite/roedderite-bearing chondrules and clasts in ordinary chondrites: New occurrences and possible origin. In: Meteoritics. Band 29, Nr. 5, 1994, S. September (PDF (723 kB)).
  21. ↑ T.J. McCoy and E.S. Bullock: VOLATILE-RICH PHASES IN AUBRITES: CLUES TO UNDERSTANDING THE MINERALOGY OF MERCURY? In: 78th Annual Meeting of the Meteoritical Society. 2015 (PDF).
  22. ↑ Kimura, M., Lin, Y.-T., Ikeda, Y., El Goresy, A., Yanai, K., & Kojima, H.: Mineralogy of Antarctic aubrities, Yamato-793592 and Allan Hills-78113: Comparison with non-Antarctic aubrites and E-chondrites. In: Seventeenth Symposium on Antarctic Meteorites. Proceedings of the NIPR Symposium, No. 6, held August 19-21, 1992, at the National Institute of Polar Research, Tokyo. Band 6, 1993, S. 186 - 203 ([2]).
  23. ↑ R. A. Fogel: The Composition of Roedderite in Aubrites. In: Meteoritics & Planetary Science. 37 Supplement, 2002, S. A48 (PDF).
  24. ↑ Edwald Olsen: A NEW OCCURRENCE OF ROEDDERITE AND ITS BEARING ON OSUMILITE-TYPE MINERALS. In: The American Mineralogiste. Band 52, September 1967, S. 1519–1523 (PDF (335 kB)).
  25. ↑ Prinz, M., Nehru, C. E., Delaney, J. S., & Weisberg, M.: Silicates in IAB and IIICD Irons, Winonaites, Lodranites an Brachina: a Primitive and Modified-Primitive Group. In: LUNAR AND PLANETARY SCIENCE. Band 14, 1983, S. 616–617 (Abstract).
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