Hutcheonit

Hutcheonit
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer	2013-029<ref name="IMA-Liste" />
IMA-Symbol	Htn<ref name="Warr" />
Chemische Formel	Ca3Ti2Al2SiO12<ref name="Ma & Krot 2013" />
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Silicate und Germanate
System-Nummer nach Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß)	VIII/A.08-115<ref name="Lapis" />
Kristallographische Daten
Kristallsystem	kubisch
Kristallklasse; Symbol	hexakisoktaedrisch; 4/m32/m
Raumgruppe	Ia3d (Nr. 230)Vorlage:Raumgruppe/230
Gitterparameter	a = 11,843 Å<ref name="Ma & Krot 2013" />
Formeleinheiten	Z = 8<ref name="Ma & Krot 2013" />
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	nicht bestimmt
Dichte (g/cm3)	berechnet: 3,86<ref name="Ma & Krot 2013" />
Spaltbarkeit	nicht bestimmt
Bruch; Tenazität	nicht bestimmt
Farbe	nicht bestimmt
Strichfarbe	nicht bestimmt
Transparenz	nicht bestimmt
Glanz	nicht bestimmt
Kristalloptik
Brechungsindex	n = nicht bestimmt
Doppelbrechung	δ = nicht bestimmt

Das Mineral Hutcheonit ist ein sehr seltenes Silikat aus der Obergruppe der Granate mit der Endgliedzusammensetzung Ca₃Ti₂Al₂SiO₁₂. Es kristallisiert im kubischen Kristallsystem mit der Struktur von Granat und findet sich in Form weniger µm großer Kriställchen in Calcium-Aluminium-reichen Einschlüssen (CAI: calcium aluminium inclusion) im Allende Meteoriten.<ref name="Ma & Krot 2013" />

Außer in seiner Typlokalität, dem Allende Meteoriten, Pueblito de Allende, Chihuahua, Mexiko, wurde Hutcheonit-reicher Granat bislang (2017) nur noch in Kalksilikatfels-Einschlüssen des Gabbro im Harz, Radautal Deutschland nachgewiesen.<ref name="Ma & Krot 2013" /><ref name="Koritnig et al. 1978" />

Etymologie und Geschichte

1978 untersuchten Koritnig und seine Mitarbeiter Granate aus einem Kalksilikat-Hornfels im Bärenstein-Steinbruch im Radautal (Harz), der bereits 1903 von J. Fromme und 1928 von Georg Frebold beschrieben worden war. Diese aluminiumreichen Schorlomit-Moromotoit-Grossular-Mischkristalle liegen mit ihrer Zusammensetzung im Bereich von Hutcheonit, wurden aber nicht als neues Mineral betrachtet.<ref name="Koritnig et al. 1978" />

Am 8. Februar 1969 ging ein Meteorit im Norden Mexikos nieder und wurde nach dem Ort benannt, dessen Postamt er knapp verschonte, Pueblito de Allende. Dieser Allende-Meteorit, ein kohliger CV3-Chondrit, gehört zu den am besten untersuchten Meteoriten weltweit und ist die Typlokalität mehrerer Minerale. 2013 entdeckten Chi Ma and Alexander N. Krot darin eine neue Granatspezies, die sie nach dem Physiker und Kosmochemiker Ian D. Hutcheon vom Lawrence Livermore National Laboratory benannten, in Würdigung seiner zahlreichen Beiträge zur Chemie des Kosmos und der Meteorite.<ref name="Ma & Krot 2013" />

Klassifikation

Die aktuelle Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) zählt den Hutcheonit zur Granat-Obergruppe, wo er zusammen mit Kimzeyit, Irinarassit, Schorlomit, Kerimasit und Toturit die Schorlomit-Gruppe mit 10 positiven Ladungen auf der tetraedrisch koordinierten Gitterposition bildet.<ref name="Grew et al. 2013" />

Die veraltete, aber noch gebräuchliche 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz führt den Hutcheonit noch nicht auf. 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 VIII/A.08-115. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies der Klasse der „Silikate“ und dort der Abteilung „Inselsilikate mit [SiO₄]-Gruppen“, wo Hutcheonit zusammen mit Almandin, Andradit, Calderit, Eltyubyuit, Eringait, Goldmanit, Grossular, Henritermierit, Holtstamit, Irinarassit, Jeffbenit, Katoit, Kerimasit, Kimzeyit, Knorringit, Majorit, Menzerit-(Y), Momoiit, Morimotoit, Pyrop, Schorlomit, Spessartin, Toturit, Uwarowit und Wadalit die „Granatgruppe“ mit der Systemnummer VIII/A.08 bildet.<ref name="Lapis" />

Auch die seit 2001 gültige 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik kennt den Hutcheonit noch nicht. Hier würde er ebenfalls die „Granatgruppe“ mit der System-Nr. 9.AD.25 innerhalb der Abteilung der „Inselsilikate (Nesosilikate)“ eingeordnet werden. Diese ist weiter unterteilt nach der möglichen Anwesenheit weiterer Anionen und der Koordination der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Inselsilikate ohne zusätzliche Anionen; Kationen in oktaedrischer [6]er- und gewöhnlich größerer Koordination“ zu finden wäre. Auch die nach 2001 beschriebenen Granate Irinarassit, Kerimasit, Toturit, Menzerit-(Y) und Eringait wären in die Granatgruppe einsortiert worden.

Die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana würde den Hutcheonit in die Abteilung der „Inselsilikatminerale“ einordnen. Hier wäre er zusammen mit Kimzeyit, Schorlomit und Morimotoit in der „Granatgruppe (Schorlomit-Kimzeyit-Reihe)“ mit der System-Nr. 51.04.03c innerhalb der Unterabteilung „Inselsilikate: SiO₄-Gruppen nur mit Kationen in [6] und >[6]-Koordination“ zu finden.

Chemismus

Hutcheonit ist das Al-Analog von Schorlomit und bildet komplexe Mischkristalle vor allem mit Kimzeyit, Schorlomit, Grossular und Morimotoit. Die empirische Zusammensetzung aus der Typlokalität ist

• ^[X]Ca_2,99^[Y](Ti⁴⁺_1,53Mg_0,25Al_0,17Fe²⁺_0,05V³⁺_0,03)^[Z](Si_1,68Al_1,32)O₁₂<ref name="Ma & Krot 2013" />,

wobei mit [X], [Y] und [Z] die Positionen in der Granatstruktur angegeben sind.

Dies entspricht einer Mischung von 66 % Hutcheonit (Ca₃Ti₂Al₂SiO₁₂) mit 22 % Morimotoit-Mg (Ca₃Ti(Mg,Fe)²⁺Si₃O₁₂) entsprechend der Austauschreaktion

• ^[Y]Ti⁴⁺ + 2^[Z]Al³⁺ = ^[Y](Mg,Fe)²⁺ + 2^[Z]Si⁴⁺,

und 12 % Grossular (Ca₃(Al,V³⁺)₂Si₃O₁₂) entsprechend der Austauschreaktion

• ^[Y]Ti⁴⁺ + ^[Z]Al³⁺ = ^[Y](Al,V³⁺) + ^[Z]Si⁴⁺.<ref name="Ma & Krot 2013" />

Kristallstruktur

Hutcheonit kristallisiert mit kubischer Symmetrie in der Raumgruppe Ia3d (Raumgruppen-Nr. 230)Vorlage:Raumgruppe/230 mit 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle. Der natürliche Mischkristall aus der Typlokalität hat dem Gitterparameter a = 11,843 Å.<ref name="Ma & Krot 2013" />

Die Struktur ist die von Granat. Calcium (Ca²⁺) besetzt die dodekaedrisch von 8 Sauerstoffionen umgebenen X-Positionen, Titan (Ti⁴⁺) die oktaedrisch von 6 Sauerstoffionen umgebene Y-Position und die tetraedrisch von 4 Sauerstoffionen umgebenen Z-Position ist mit Aluminium (Al³⁺) und Silicium (Si⁴⁺) besetzt.<ref name="Ma & Krot 2013" />

Bildung und Fundorte

Die Typlokalität von Hutcheonit ist der Allende-Meteorit, ein kohliger CV3-Chondrit aus Pueblito de Allende, Chihuahua, Mexiko. Hier tritt Hutcheonit in Calcium-Aluminium-reichen Einschlüssen (CAI) auf. Begleitminerale sind Monticellit, Grossular, Wadalit und Adrianit. Es wird angenommen, dass sich Hutcheonit in Meteoriten bei der Umwandlung von Melilith, Perowskit und Ti-Al-Diopsid durch Eisen-Alkali-Hallogen-Fluide bildet.<ref name="Ma & Krot 2013" /><ref name="Ma & Krot 2018" />

Es wird eine Bildung 3–4 * 10⁹ Jahre nach der Entstehung CAI bei Temperaturen unterhalb von 600 °C z. B. über die Reaktion

• 3 Melilith + Al,Ti-Diopsid + Cl (aq) + 6,12 H₂O (l) = 0,17 Adrianit + Hutcheonit + 1,5 Monticellit + 0,88 Grossular + 0,5 Kushiroit + 1,39 Ca (aq) + 0,05 Al (aq) + 0,04 SiO₂ (aq) + 6,12 H₂ (g)

angenommen.<ref name="Ma & Krot 2018" />

Siehe auch

• Liste der Minerale

Weblinks

• Hutcheonit. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung; abgerufen am 1. September 2024 
• Vorlage:Mindat

Einzelnachweise

<references> <ref name="Ma & Krot 2013"> Chi Ma and Alexander N. Krot: Hutcheonite, Ca3Ti2(SiAl2)O12, a new garnet mineral from the Allende 2 meteorite: An alteration phase in a Ca-Al-rich inclusion. In: American Mineralogiste. Band 99, Nr. 4, April 2014, S. 667–670 (minsocam.org [PDF; 2,8 MB; abgerufen am 3. Oktober 2017]).  </ref> <ref name="Ma & Krot 2018"> Chi Ma and Alexander N. Krot: Adrianite, Ca12(Al4Mg3Si7)O32Cl6, a new Cl-rich silicate mineral from the Allende meteorite: An alteration phase in a Ca-Al-rich inclusion. In: American Mineralogist. In Press, 2018 (minsocam.org [PDF; 1,5 MB; abgerufen am 22. Juli 2018]).  </ref> <ref name="Grew et al. 2013"> 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, Nr. 4, 2013, S. 785–811, doi:10.2138/am.2013.4201 (rruff.info [PDF; 2,3 MB; abgerufen am 31. August 2024]).  </ref> <ref name="IMA-Liste"> 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 1. September 2024 ().  </ref> <ref name="Koritnig et al. 1978"> S. Koritnig, H. Rösch, A. Schneider, F. Seifert: Der Titan-Zirkon-Granat aus den Kalksilikatfels-Einschlüssen des Gabbro im Radautal, Harz, Bundesrepublik Deutschland. In: TMPM Tschermaks Mineralogische und Petrographische Mitteilungen. Band 25, Nr. 4, Dezember 1978, S. 305–313, doi:10.1007/BF01180234.  </ref> <ref name="Lapis"> </ref> <ref name="Warr"> </ref> </references>