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Tetrataenit

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Tetrataenit
Datei:Tetrataenite-138027.jpg
Hell silbrige Tetrataenitkristalle im Meteoriten Nuevo Mercurio, Zacatecas, Mexiko (Gesamtgröße der Probe 2,7 cm × 2,0 cm × 2,0 cm)
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer

1979-076<ref name="IMA-Liste" />

IMA-Symbol

Ttae<ref name="Warr" />

Chemische Formel FeNi<ref name="StrunzNickel" />
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung) 		Elemente
System-Nummer nach
Lapis-Systematik
(nach Strunz und Weiß)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
I/A.08-030<ref name="Lapis" />

1.AE.10
01.01.11.03
Kristallographische Daten
Kristallsystem tetragonal
Kristallklasse; Symbol ditetragonal-dipyramidal; 4/m2/m2/m
Raumgruppe P4/mmm (Nr. 123)Vorlage:Raumgruppe/123
Gitterparameter a = 2,53 Å; c = 3,58 Å<ref name="StrunzNickel" />
Formeleinheiten Z = 1<ref name="StrunzNickel" />
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 3,5 bis 4;<ref name="Lapis" /> (VHN25 = 170 bis 200<ref name="Handbookofmineralogy" />)
Dichte (g/cm3) 8,28<ref name="Handbookofmineralogy" />
Spaltbarkeit fehlt
Farbe cremefarben, grauweiß
Strichfarbe grau<ref name="Lapis" />
Transparenz undurchsichtig (opak)
Glanz Metallglanz<ref name="Handbookofmineralogy" />
Magnetismus stark magnetisch<ref name="NayakMeyer" />

Tetrataenit ist ein selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Elemente (einschließlich natürliche Legierungen bzw. intermetallische Verbindungen, Carbide, Nitride, Phosphide und Silicide)“ mit der chemischen Zusammensetzung FeNi.<ref name="StrunzNickel" /> Tetrataenit ist damit chemisch gesehen eine natürliche Legierung, genauer eine Intermetallische Verbindung aus Eisen und Nickel im Stoffmengenverhältnis von 1 : 1.

Tetrataenit kristallisiert im tetragonalen Kristallsystem, konnte jedoch bisher nur in Form unregelmäßiger Kristallite und Körner bis etwa 100 μm entdeckt werden. Das Mineral ist in jeder Form undurchsichtig (opak) und zeigt sich im Auflichtmikroskop cremefarben mit einem metallischen Glanz.

Als typisches Meteoritenmineral wurde Tetrataenit bisher praktisch ausschließlich in verschiedenen, auf der Erde niedergegangenen Meteoriten entdeckt.

Etymologie und Geschichte[Bearbeiten]

Erstmals entdeckt wurde Tetrataenit in Mineralproben vom Estherville-Meteoriten<ref name="MBD-Estherville" />, der bereits am 10. Mai 1879 nahe der gleichnamigen Stadt im US-Bundesstaat Iowa niederging.<ref name="Mindat" /> Die Erstbeschreibung des Minerals erfolgte 1980 durch Roy S. Clarke Jr. und Edward R. D. Scott, die es nach seiner tetragonalen Symmetrie und der chemischen Ähnlichkeit mit Taenit (γ-(Fe,Ni)) benannten.

Typmaterial, das heißt Mineralproben aus der Typlokalität, werden im National Museum of Natural History (NMNH) in Washington, D.C. (USA) unter der Katalog-Nr. 1025 in der Meteoritensammlung aufbewahrt.<ref name="IMA-Typmineralkatalog" /><ref name="IMA-Depositories" />

Klassifikation[Bearbeiten]

Da der Tetrataenit erst 1979 als eigenständiges Mineral anerkannt wurde, ist er in der letztmalig 1977 überarbeiteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz noch nicht verzeichnet.

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 I/A.08-030. Dies entspricht der Klasse der „Elemente“ und dort der Abteilung „Metalle und intermetallische Verbindungen“, wo Tetrataenit zusammen mit Awaruit, Jedwabit, Nickel, Nisnit und Taenit eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer I/A.08 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 Tetrataenit ebenfalls in die Abteilung „Metalle und intermetallische Verbindungen“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach den in der Verbindung vorherrschenden Metallen, die entsprechend ihrer verwandten Eigenschaften in Metallfamilien eingeteilt wurden. Tetrataenit ist hier entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Eisen-Chrom-Familie“ zu finden, wo er nur noch zusammen mit Taenit die „Taenitgruppe“ mit der Systemnummer 1.AE.10 bildet.

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Tetrataenit die System- und Mineralnummer 01.01.11.03. Auch dies entspricht der Klasse und gleichnamigen Abteilung „Elemente“, wo das Mineral zusammen mit Eisen, Kamacit, Taenit, Awaruit, Nickel und Wairauit in die „Eisen-Nickelgruppe“ mit der Systemnummer 01.01.11 innerhalb der Unterabteilung „Elemente: Metallische Elemente außer der Platingruppe“ zu finden ist.

Chemismus[Bearbeiten]

Die Elektronenstrahlmikroanalyse ergab von Mineralproben aus 14 Meteoriten für Tetrataenit folgende empirische Zusammensetzung in Gewichts-%:<ref name="ClarkeScott" />

  • Ni 48–57 %, ⌀ 51 %
  • Fe 44–52 %, ⌀ 49 %
  • Cu 0,11–0,36 %, ⌀ 0,20 %
  • Co <0,02–2,0 %, ⌀ 0,08 %
  • P <0,01 %

In der idealisierten Zusammensetzung FeNi enthält Tetrataenit 48,76 Gewichts-% Eisen und 51,24 % Nickel.<ref name="Webmineral" /> Als Fremdbeimengungen kann das Mineral allerdings bis zu 0,2 % Kupfer sowie Spuren von Cobalt und Phosphor enthalten.

Kristallstruktur[Bearbeiten]

Datei:Body-centered tetragonal.svg
Kristallstruktur von Tetrataenit

Tetrataenit kristallisiert isostrukturell mit Tetra-Auricuprid (CuAu) im tetragonalen Kristallsystem in der Raumgruppe P4/mmm (Raumgruppen-Nr. 123)Vorlage:Raumgruppe/123 mit den Gitterparametern a = 2,53 Å und c = 3,58 Å sowie einer Formeleinheit pro Elementarzelle.<ref name="StrunzNickel" /> Sie wird auch als L10-Struktur bezeichnet.<ref name="Kotsugi-et-al" />

Die Kristallstruktur von Tetrataenit besteht aus zwei primitiven, tetragonalen Elementarzellen (quadratischen Säulen), wobei an den 8 Eckpunkten entweder Eisen- (Fe) oder Nickelatome (Ni) sitzen. Diese beiden Elementarzellen sind um jeweils einen halben Gitterparameter ineinander geschoben, sodass innenzentrierte Elementarzellen mit Fe an den Ecken und Ni im Zentrum entstehen beziehungsweise umgekehrt Ni an den Ecken und Fe im Zentrum. Nimmt man Ni als im Zentrum liegend an, ist es von 8 Fe und 4 Ni als nächste Nachbarn umgeben. Man kann auch sagen, Ni ist zu Fe 8-fach und zu Ni 4-fach koordiniert.

Aufgrund der leichten Unterschiede in den Atomradien von Eisen (140 pm) und Nickel (135 pm) und der regelmäßigen Anordnung der beiden im Kristallgitter (Überstruktur) wird die Struktur als Ganzes auf eine tetragonale Symmetrie reduziert, statt einen kubischen Substitutionsmischkristall zu bilden, wie es bei den kubisch kristallisierenden Ausgangsmetallen Eisen und Nickel zu erwarten wäre.

In einer 1995 publizierten Arbeit zur Überstruktur von Tetrataenit im Saint Severin Meteorit argumentierten T. Tagai und H. Takeda allerdings, dass Tetrataenit nur metrisch tetragonal sein könnte und seine Struktur eigentlich eine orthorhombische oder monokline Symmetrie aufweise. Die von ihnen gemessenen Gitterparameter betragen a = 3.581(2) Å; b = 3.582(2) Å; c = 3.587(2) Å; α = 90.03(3)°; β = 90.04(3)° und γ = 90.00(3)°. Allerdings zeigt der Tetrataenit im Saint Severin keine perfekte Ordnung, sondern enthält durchschnittlich 15 % regellose angeordnete Eisen- und Nickelatome. Zudem zeigen die gemessenen Gitterkonstanten eine deutliche Tendenz zur tetragonalen Symmetrie innerhalb der experimentell auftretenden Messunsicherheiten.<ref name="TagaiTakedaFukuda" />

Bildung und Fundorte[Bearbeiten]

Datei:Sulfide nodule from the central part of the paralava body (d).png
Weißes Tetrataenitkorn (Ttae), umgeben von einer Kruste aus Ferrodimolybdenit (Fdmol, grau) und Pentlandit (Pnl, gelblich) sowie eingeschlossen von Troilit (Tro, beigefarben). Dünnschliff einer Sulfidknolle aus dem zentralen Teil des Paralava-Körpers im Hatrurim-Komplex, Daba-Siwaqa, Jordanien

Tetrataenit bildet sich vorwiegend in Meteoriten, die extrem langsam abkühlen mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von einigen Grad pro Million Jahre und langsamer, bis unter die Ordnung-Unordnung-Übergangstemperatur von 320 °C. Nur dann können sich die Fe- und Ni-Atome im Taenit regelmäßig anordnen. Die typischen Begleitminerale in Meteoriten sind Kamacit, Troilit und Taenit sowie verschiedene Silikate.

Tetrataenit konnte optisch zum Zeitpunkt der Erstbeschreibung in über 50 Chondriten und Mesosideriten identifiziert werden. Insgesamt sind inzwischen allerdings rund 110 Meteoriten (Stand 2017) bekannt, in denen Tetrataenit gefunden wurde. Neben seiner in Iowa entdeckten Typlokalität, dem Meteoriten Estherville, konnte Tetrataenit noch in einer größeren Anzahl Meteoriten in verschiedenen Bundesstaaten der USA gefunden werden wie beispielsweise der 1962 in South Dakota gefundene Emery und der 1887 in Tennessee gefundene Morristown als zwei von bisher fünf bekannten A3-Mesosideriten (Stand 2021).<ref name="MBD-A3-Mesosiderite" />

Weitere bedeutende Meteoritenfunde für Tetrataenit sind unter anderem<ref name="Fundorte" />

  • Polen
    • Łowicz, einer von bisher vier bekannten A3-Mesosideriten,<ref name="MBD-A3-Mesosiderite" /> der am 12. März 1935 als wahrer Meteoritenschauer von insgesamt 58 Steinen mit einem Gesamtgewicht von 59 kg Gewicht in der Umgebung von Łowicz einschlug.
    • Morasko, unter anderem Typlokalität für Czochralskiit und Moraskoit, der am 12. November 1914 in der Nähe des gleichnamigen Dorfes in der Woiwodschaft Großpolen gefunden wurde.

Weitere Meteorite mit Tetrataenit fanden sich unter anderem in Algerien (NWA 4801), Angola (Ehole), der Antarktis (Allan Hills), Argentinien (Malotas), Australien (Tenham), Bangladesch (Bhola, Patwar), Brasilien (Rio do Pires, Parambu, Ipiranga, Vicência, Santa Catharina, Avanhandava, Buritizal, São José do Rio Preto), Burkina Faso (Bilanga), Chile (Imilac, Vaca Muerta), Finnland (Bjurböle), Indien (Bishunpur), Indonesien (Ngawi), Iran (Veramin), Irland (Limerick), Italien (Alfianello, Trenzano, Vigarano), Japan (Kesen), im Jemen (Kaidun), Kamerun (Galim), Kanada (Benton), Kasachstan (Efremovka), Marokko (Kheneg Ljouâd), den Niederlanden (Uden), Oman (Dhofar 225), Russland (Budulan, Chinga, Krasnojarsk, Marjalahti, Seymchan, Ochansk), Serbien (Jelica, Soko-Banja), Spanien (Barea, Guareña, Olivenza, Sena), Tschechien (Tieschitz), der Türkei (Didim), der Ukraine (Elenovka, Krymka, Zhovtnevyi) sowie im Vereinigten Königreich (Appley Bridge, Barwell, Bovedy, Wold Cottage).<ref name="Fundorte" />

In terrestrischem Gestein ist metallisches Nickeleisen sehr selten zu finden, da es sich nur in Anwesenheit von starken Reduktionsmitteln wie Wasserstoff (H2) und Kohlenstoff (C) bildet. Eine solche Umgebung findet sich beispielsweise in serpentinisierten Peridotiten und in Vulkaniten mit assimiliertem, kohlenstoffhaltigen Material.

Zu den äußerst seltenen, rein irdischen Fundorten für Tetrataenit zählt ein Ophiolith- und nickelhaltiger Magnetiterz-Körper im tektonischen Grenzbereich Indien–Myanmar Nordosten Indiens.

Verwendung[Bearbeiten]

Bisher ist keine konkrete Verwendung von Tetrataenit bekannt. Aufgrund seiner hervorragenden magnetischen Eigenschaften erhielt das Mineral allerdings bereits viel Aufmerksamkeit in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, da die Möglichkeit besteht, dass es zu einer Alternative gegenüber REE-basierten Dauermagneten entwickelt werden könnte.<ref name="NayakMeyer" /> Neuere Forschungen, dass sich eine künstlich hergestellte Legierung aus Eisen und Nickel mit der begehrten magnetischen Eigenschaft von Tetrataenit durch Zugabe geringer Beimengungen an Phosphor herstellen lässt,<ref name="sciencedaily.com" /> haben sich nicht bewahrheitet.<ref name="AdvancedScience" />

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  • Roy S. Clarke Jr., Edward R. D. Scott: Tetrataenite – ordered FeNi, a new mineral in meteorites. In: American Mineralogist. Band 65, Nr. 7–8, 1980, S. 624–630 (minsocam.org [PDF; 909 kB; abgerufen am 31. Dezember 2025]).

Weblinks[Bearbeiten]

Commons: Tetrataenite – Sammlung von Bildern

Einzelnachweise[Bearbeiten]

<references> <ref name="AdvancedScience"> RETRACTION: Direct Formation of Hard-Magnetic Tetrataenite in Bulk Alloy Castings. In: advanced.onlinelibrary.wiley.com. Advanced Science, abgerufen am 2. August 2025. </ref> <ref name="ClarkeScott"> Roy S. Clarke Jr., Edward R. D. Scott: Tetrataenite – ordered FeNi, a new mineral in meteorites. In: American Mineralogist. Band 65, Nr. 7–8, 1980, S. 624–630 (minsocam.org [PDF; 909 kB; abgerufen am 31. Dezember 2025]). </ref> <ref name="Handbookofmineralogy"> Tetrataenite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 61 kB; abgerufen am 31. Dezember 2025]). </ref> <ref name="Fundorte"> Fundortliste für Tetrataenit beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 31. Dezember 2025. </ref> <ref name="IMA-Depositories"> Catalogue of Type Mineral Specimens – Depositories. (PDF 311 kB) Commission on Museums (IMA), 10. Februar 2021, abgerufen am 31. Dezember 2025. </ref> <ref name="IMA-Liste"> Vorlage:IMA-Liste </ref> <ref name="IMA-Liste-2009"> Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,9 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Januar 2009, archiviert vom Vorlage:IconExternal am 29. Juli 2024; abgerufen am 30. Juli 2024 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref> <ref name="IMA-Typmineralkatalog"> Catalogue of Type Mineral Specimens – T. (PDF 222 kB) Commission on Museums (IMA), 10. Februar 2021, abgerufen am 31. Dezember 2025 (Gesamtkatalog der IMA). </ref> <ref name="Kotsugi-et-al"> </ref> <ref name="Lapis"> 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. </ref> <ref name="MBD-A3-Mesosiderite"> Anzahl der A3-Mesosiderite. Meteoritical Bulletin Database, abgerufen am 31. Dezember 2025. </ref> <ref name="MBD-Estherville"> Meteorit Estherville. Meteoritical Bulletin Database, abgerufen am 31. Dezember 2025 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref> <ref name="Mindat"> Tetrataenite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 31. Dezember 2025 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref> <ref name="NayakMeyer"> Bibhuranjan Nayak, Franz Michael Meyer: Tetrataenite in terrestrial rock. In: American Mineralogist. Band 100, Nr. 1, 2015, S. 209–214, doi:10.2138/am-2015-5061 (abgerufen über De Gruyter Online). </ref> <ref name="sciencedaily.com"> New approach to 'cosmic magnet' manufacturing could reduce reliance on rare earths in low-carbon technologies. University of Cambridge, 24. Oktober 2022, abgerufen am 31. Dezember 2025. </ref> <ref name="StrunzNickel"> </ref> <ref name="TagaiTakedaFukuda"> </ref> <ref name="Warr"> </ref> <ref name="Webmineral"> David Barthelmy: Tetrataenite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 31. Dezember 2025 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref> </references>

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