Maghemit

Maghemit
Datei:Maghemite - Mineralogisches Museum Bonn.jpg Maghemit aus Gara Djebilet, Algerien, Nordafrika
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer	2018 s.p.<ref name="IMA-Liste" />
IMA-Symbol	Mgh<ref name="Warr" />
Chemische Formel	(Fe3+0,67☐0,33)Fe3+2O4<ref name="IMA-Liste" /> γ-Fe2O3<ref name="Lapis" /><ref name="Handbookofmineralogy" />
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Oxide und Hydroxide
System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana	IV/C.04c IV/C.06-010<ref name="Lapis" /> 4.BB.15 04.03.07.01
Ähnliche Minerale	Hämatit, Magnetit
Kristallographische Daten
Kristallsystem	kubisch
Raumgruppe	Vorlage:Raumgruppe oder Vorlage:Raumgruppe<ref name="StrunzNickel" />
Gitterparameter
Formeleinheiten
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	5 (VHN = 920)<ref name="Handbookofmineralogy" />
Dichte (g/cm3)	berechnet: 4,86 (synthetisch)<ref name="Handbookofmineralogy" />
Spaltbarkeit	keine
Bruch; Tenazität	spröde
Farbe	braun, bläulichschwarz; braun bis gelb im Durchlicht;<ref name="Handbookofmineralogy" /> als feinstes Pulver tiefbraun<ref name="Klockmann" /><ref name="Ramdohr" />
Strichfarbe	braun<ref name="Handbookofmineralogy" />
Transparenz	undurchsichtig, durchscheinend in dünnen Splittern<ref name="Handbookofmineralogy" />
Glanz	Metallglanz, matt
Magnetismus	stark magnetisch<ref name="Handbookofmineralogy" />

Maghemit ist ein eher selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ mit der Endgliedzusammensetzung (Fe³⁺_0,67☐_0,33)Fe³⁺₂O₄<ref name="IMA-Liste" /> und damit ein naher Verwandter des Eisen(II,III)-oxids Magnetit (Fe₃O₄). Allerdings sind beim Maghemit bis zu einem Sechstel der Strukturplätze des Eisens nicht besetzt, was in der Formel mit einem Kästchen für die entsprechenden Leerstellen symbolisiert wird.

Maghemit kristallisiert im kubischen Kristallsystem und findet sich meist in Form von kugeligen bis derben Aggregaten von brauner bis bläulichschwarzer Farbe. Selten entwickelt er aber auch winzige, oktaedrische Kristalle oder bildet nadelige Überwachsungen und Verwitterungskrusten auf Magnetit.<ref name="Handbookofmineralogy" />

Etymologie und Geschichte

Wahrscheinlich verwendeten bereits die Olmeken rund 1000 Jahre vor Christus einen einfachen Kompass aus Maghemit zur Ausrichtung ihrer Gebäude nach dem Magnetfeld der Erde. Diese Vermutung legt der Fund eines rechteckigen, polierten und magnetischen Artefaktes in San Lorenzo, Veracruz in Mexiko nahe.<ref name="Carlson 1975" /> Gestützt wird diese Hypothese von systematischen Vermessungen zahlreicher Bauten der Olmeken und Maya, die belegen, dass diese Bauten nach dem Erdmagnetfeld der jeweiligen Bauzeit ausgerichtet wurden.<ref name="Klokocnik 2011" />

Die erste Beschreibung von ferromagnetischen, ferrischen Eisenoxid (Fe₂O₃) stammt von J. Robbins im Jahr 1859. Er erhielt die Verbindung durch Erhitzen von Magnetit. Hierbei oxidierte der Magnetit (Fe²⁺Fe³⁺₂O₄) zu Fe₂O₃. Viele Jahre war dieses Eisenoxid nur synthetisch bekannt, bis 1916 L. C. Graton und B. S. Butler ein schokoladenbraunes Pulver magnetischen, ferrischen Eisenoxids vom Iron Mountain im Shasta County in Kalifornien dem Geophysical Laboratory der Carnegie Institution of Washington zur Analyse überließen. Robert B. Sosman und E. Posjnak publizierten ihre Analysen zusammen mit vergleichenden Analysen verschiedener natürlicher und synthetischer Eisenoxide im Jahr 1925.<ref name="Sosman & Posjnak 1925" /> In einer Antwort auf eine spätere Publikation, die die Ergebnisse von Sosman bestätigte, beschrieb Percy S. Wagner aus Johannesburg (Südafrika) 1927 ein großes Vorkommen von titanreichen Magnetit und magnetischen Fe₂O₃ im oberen Teil der Noritzone einer geschichteten, ultrabasischen Intrusion des Bushveld-Komplexes. Da das neue Mineral die Struktur von Magnetit und die Zusammensetzung und viele Eigenschaften von Hämatit (Blutstein) aufweist, schlug er den Namen Maghemit vor.<ref name="Wagner 1927" /> Mit diesem Namen und dieser Typlokalität wurde Maghemit als Mineral anerkannt.<ref name="Klockmann" /><ref name="Mineralienatlas" />

Maghemit war bereits lange vor der Gründung der International Mineralogical Association (IMA) bekannt und als eigenständige Mineralart anerkannt. Damit hätte Maghemit theoretisch den Status eines grandfathered Mineral. In der 2018 zunächst online und 2019 auch im European Journal of Mineralogy erfolgten Publikation Nomenclature and classification of the spinel supergroup von Ferdinando Bosi, Cristian Biagioni, Marco Pasero wurde ein neues Klassifizierungsschema für die Spinell-Supergruppe festgelegt und die chemische Formel einiger Gruppen-Mitglieder teilweise neu definiert. Maghemit erhielt die neu definierte Zusammensetzung Fe³⁺_0,67☐_0,33)Fe³⁺₂O₄.<ref name="BosiBiagioniPasero" /> Diese anerkannte Neudefinition wird seitdem in der „Liste der Minerale und Mineralnamen“ der IMA unter der Summenanerkennung „2018 s.p.“ (special procedure) geführt.<ref name="IMA-Liste" />

Klassifikation

Die strukturellen Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) zählt den Maghemit zur Spinell-Supergruppe, wo er zusammen mit Chromit, Cochromit, Coulsonit, Cuprospinell, Dellagiustait, Deltalumit, Franklinit, Gahnit, Galaxit, Guit, Hausmannit, Hercynit, Hetaerolith, Jakobsit, Magnesiochromit, Magnesiocoulsonit, Magnesioferrit, Magnetit, Manganochromit, Spinell, Thermaerogenit, Titanomaghemit, Trevorit, Vuorelainenit und Zincochromit die Spinell-Untergruppe innerhalb der Oxispinelle bildet.<ref name="BosiBiagioniPasero" /> Ebenfalls in diese Gruppe gehören die nach 2018 beschriebenen Oxispinelle Chihmingit<ref name="Hwang et al. 2022" /> und Chukochenit<ref name="Rao et al. 2022" /> sowie der Nichromit, dessen Name von der CNMNC der IMA noch nicht anerkannt worden ist.<ref name="Biagioni & Pasero 2014" />

Bereits in der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Maghemit zur Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort zur Abteilung „M₂O₃- und verwandte Verbindungen“, wo er gemeinsam mit Nigerit und Titanomaghemit in der „γ-Korund-Reihe“ mit der Systemnummer IV/C.04c steht.

In der zuletzt 2018 überarbeiteten Lapis-Systematik nach Stefan Weiß, die formal auf der alten Systematik von Karl Hugo Strunz in der 8. Auflage basiert, erhielt das Mineral die System- und Mineralnummer IV/C.06-010. Dies entspricht ebenfalls der Abteilung „Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 2 : 3 (M₂O₃ und verwandte Verbindungen)“, wo Maghemit zusammen mit Luogufengit eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer IV/C.06 bildet.<ref name="Lapis" />

Die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte<ref name=IMA-Liste-2009 /> 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Maghemit in die Abteilung „Metall : Sauerstoff = 3 : 4 und vergleichbare“ ein. Diese ist weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen. Das Mineral ist hier entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit ausschließlich mittelgroßen Kationen“ zu finden, wo es zusammen mit Titanomaghemit die „Maghemitgruppe“ mit der Systemnummer 4.BB.15 bildet.

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Maghemit die System- und Mineralnummer 04.03.07.01. Das entspricht ebenfalls der Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort der Abteilung „Oxide“. Hier findet er sich innerhalb der Unterabteilung „Einfache Oxide mit einer Kationenladung von 3+ (A₂O₃)“ in einer unbenannten Gruppe mit der Systemnummer 04.03.07, in der auch Bixbyit-(Mn) eingeordnet ist.

Kristallstruktur

Maghemit kristallisiert kubisch in der Vorlage:Raumgruppe oder Vorlage:Raumgruppe mit dem Gitterparameter a = 8,35 Å sowie 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle.<ref name="StrunzNickel" />

Eigenschaften

Morphologie

Natürliche Maghemite kommen überwiegend in Form von derben Massen von brauner Farbe in wechselnder Tönung vor. Auch blauschwarze Mineral-Aggregate und Pseudomorphosen nach Magnetit sind bekannt.

Physikalische Eigenschaften

Da Maghemit durch Verwitterung aus Magnetit entsteht, können alle Stadien der Verfärbung beobachtet werden. Im Auflicht erscheint Maghemit weiß bis graublau, allerdings mit nur mäßigem und wechselndem Reflexionsvermögen. Im Gegensatz zum Magnetit, der besonders in Öl einen stets braunrosa Farbton aufweist, erscheint Maghemit deutlich graublau.<ref name="Ramdohr" />

Die Strichfarbe von reinem Maghemit ist tiefbraun und dadurch von der schwarzen Strichfarbe des Magnetits gut unterscheidbar.

Durch Erhitzen bis auf Rotglut wandelt sich Maghemit in Hämatit um.<ref name="Ramdohr" />

Bildung und Fundorte

Datei:Maghemita.jpg

Maghemit aus Gancedo, Provinz Chaco, Argentinien

Datei:Maghemite-20602 (Henk Smeets, tomeikminerals).webp

Brauner, kugeliger Maghemit neben grünem, prismatischem Aegirin von den Azoren (Sichtfeld: 2 mm)

Maghemit bildet sich durch Oxidation bei niedrigen Temperaturen aus eisenhaltigen Mineralen wie beispielsweise Magnetit. Als Begleitminerale treten Magnetit unter anderem noch Anatas, Goethit, Ilmenit, Lepidokrokit, Markasit und Pyrit auf.<ref name="Handbookofmineralogy" />

Als eher seltene Mineralbildung kann Maghemit an verschiedenen Fundorten zum Teil reichlich vorhanden sein, insgesamt ist er aber wenig verbreitet. Weltweit sind bisher rund 240 Fundstellen für Maghemit bekannt (Stand: 2021).<ref name="MindatAnzahl" /> Neben seiner Typlokalität „Iron Mountain Mine“ trat Maghemit in Kalifornien unter anderem noch an mehreren Stellen bei Lebec im Kern County auf. In Südafrika konnte das Mineral außer im Bushveld-Komplex noch bei Onverwacht in der Provinz Limpopo und in der „Vergenoeg Mine“ bei Vergenoeg in der Gemeinde Tsantsabane gefunden werden.

In Deutschland trat das Mineral unter anderem an mehreren Stellen bei Sinsheim und am Katzenbuckel in Baden-Württemberg, am Zeilberg in Bayern sowie bei Mendig und Kruft in der Eifel in Rheinland-Pfalz auf.

In Österreich fand sich Maghemit bisher nur am Untersberg in Salzburg (Österreich) und vom „Glücksgrat“ am Habicht in Tirol.

In der Schweiz konnte das Mineral bei Buechbüel (Gemeinde Neuhausen am Rheinfall) und Hasenberg (Gemeinde Neunkirch) im Kanton Schaffhausen und am Irchel im Kanton Zürich gefunden werden.

Weitere Fundorte liegen unter anderem in Australien, Bolivien, Brasilien, Chile, China, Dominikanischen Republik, Indien, Israel, Italien, Japan, Kamerun, Kanada, Kolumbien, Kuba, Madagaskar, Mexiko, der Mongolei, Namibia, Neukaledonien, Neuseeland, Nicaragua, Nigeria, Nordmazedonien, Norwegen, Portugal, Russland, Saudi-Arabien, Schweden, der Slowakei, Spanien, Tschechien, der Türkei, im Vereinigten Königreich und vielen weiteren Stellen in den Vereinigten Staaten von Amerika.<ref name="Mindat" />

Vorkommen in der Biologie

Maghemit dient zusammen mit Magnetit in Nervenzellen von Tauben zur Orientierung im Erdmagnetfeld.

Siehe auch

• Liste der Minerale

Weblinks

Commons: Maghemite – Sammlung von Bildern

• Vorlage:Mineralienatlas
• Vorlage:Mindat
• David Barthelmy: In: Ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen ().Vorlage:Toter Link/Core (Seite nicht mehr abrufbar. Suche im Internet Archive) 
• In: Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF); ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen ().Vorlage:Toter Link/Core (Seite nicht mehr abrufbar. Suche im Internet Archive) 
• In: Ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen ().Vorlage:Toter Link/Core (Seite nicht mehr abrufbar. Suche im Internet Archive) 

Einzelnachweise

<references> <ref name="BosiBiagioniPasero"> </ref> <ref name="Biagioni & Pasero 2014"> </ref> <ref name="Carlson 1975"> </ref> <ref name="Handbookofmineralogy"> </ref> <ref name="Hwang et al. 2022"> </ref> <ref name="IMA-Liste"> Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere: (PDF; 3,8 MB) In: IMA/CNMNC, Marco Pasero, ; ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen ().Vorlage:Toter Link/Core (Seite nicht mehr abrufbar. Suche im Internet Archive)  </ref> <ref name="IMA-Liste-2009"> Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: [ ] (PDF; 1,9 MB) In: IMA/CNMNC, , archiviert vom Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar) am 2024-07-29; abgerufen ().  </ref> <ref name="Klockmann"> </ref> <ref name="Klokocnik 2011"> </ref> <ref name="Lapis"> </ref> <ref name="Mindat"> In: Hudson Institute of Mineralogy; ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen ().Vorlage:Toter Link/Core (Seite nicht mehr abrufbar. Suche im Internet Archive)  </ref> <ref name="MindatAnzahl"> In: Hudson Institute of Mineralogy; ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen ().Vorlage:Toter Link/Core (Seite nicht mehr abrufbar. Suche im Internet Archive)  </ref> <ref name="Mineralienatlas"> Vorlage:Mineralienatlas </ref> <ref name="Ramdohr"> </ref> <ref name="Rao et al. 2022"> </ref> <ref name="Sosman & Posjnak 1925"> </ref> <ref name="StrunzNickel"> </ref> <ref name="Wagner 1927"> </ref> <ref name="Warr"> </ref> </references>