Toturit

Toturit
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer	2009-033<ref name="IMA-Liste" />
IMA-Symbol	Tot<ref name="Warr" />
Chemische Formel	Ca3Sn2(SiFe3+2)O12<ref name="IMA-Liste" /> Ca3Sn2Fe2SiO12<ref name="Galuskina et al. 2010" />
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Silikate und Germanate – Inselsilikate (Nesosilikate)
System-Nummer nach Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß)	VIII/A.08-180<ref name="Lapis" />
Kristallographische Daten
Kristallsystem	kubisch
Kristallklasse; Symbol	hexakisoktaedrisch; 4/m32/m
Raumgruppe	Ia3d (Nr. 230)Vorlage:Raumgruppe/230
Gitterparameter	a = 12,55 Å<ref name="Galuskina et al. 2010" />
Formeleinheiten	Z = 8<ref name="Galuskina et al. 2010" />
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	nicht bestimmt
Dichte (g/cm3)	berechnet: ~4,49<ref name="Galuskina et al. 2010" />
Spaltbarkeit	nicht bestimmt
Bruch; Tenazität	nicht bestimmt
Farbe	gelb oder hellbraun<ref name="Galuskina et al. 2010" />
Strichfarbe	weiß<ref name="Galuskina et al. 2010" />
Transparenz	Bitte ergänzen!
Glanz	nicht bestimmt
Radioaktivität	durch Uraneinbau mitunter schwach radioaktiv
Kristalloptik
Brechungsindex	n = nicht bestimmt
Doppelbrechung	isotrop<ref name="Galuskina et al. 2010" />

Das Mineral Toturit ist ein sehr seltenes Inselsilikat aus der Obergruppe der Granate mit der Endgliedzusammensetzung Ca₃Sn₂Fe₂SiO₁₂. Es kristallisiert im kubischen Kristallsystem mit der Struktur von Granat und findet sich in schmalen Zonen oder kleinen Flecken in Umwandlungsprodukten von Zirkon oder Kimzeyit-Kerimasit-reichen Granaten.<ref name="Galuskina et al. 2010" />

Toturit ist bislang (2022) nur in seiner Typlokalität nachgewiesen worden, einem Kalksilikat-Xenolithen aus einem Ignimbrit von Berg Lakargi, Chegem Caldera in der nordkaukasischen Republik Kabardino-Balkarien in Russland.<ref name="Fundorte"/>

Etymologie und Geschichte

Künstlich erzeugte zinnreiche Granate mit bis zu 26 Gew-% SnO₂ treten zusammen mit Kassiterit in Schlacken aus der Zinnverhüttung auf.<ref name="Butler 1978" />

Natürliche zinnhaltige Granate sind sehr selten. In wenigen zinnführenden Skarnen wurden Andradite mit bis zu 5,8 Gew-% SnO₂ gefunden und in den sanidinitfaziellen Kalk-Silikat-Fremdgesteinseinschlüssen des Ignimbrites der Chegem Caldera konnten die Sn-Granate Bitikleit, Dzhuluit und Irinarassit nachgewiesen werden. In diesem Xenolith entdeckte die Arbeitsgruppe um Galuskina einen Sn-Fe-Silikatgranat. Sie benannten das neue Mineral einerseits nach dem Fluss Totur im Dorf Eltyubyu nahe der Fundstelle, andererseits nach dem balkarischen Gott und Krieger der Antike Totur.<ref name="Galuskina et al. 2010" />

Klassifikation

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

Da der Toturit erst 2009 als eigenständiges Mineral anerkannt wurde, ist er weder in der seit 1977 veralteten 8. Auflage noch in der von der IMA zuletzt 2009 aktualisierten<ref name="IMA-Liste-2009" /> 9. Auflage der Mineralsystematik nach Hugo Strunz verzeichnet. Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana kennt den Toturit noch nicht.

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.08-180. In der Lapis-Systematik entspricht dies der Klasse der „Silikate“ und dort der Abteilung „Inselsilikate mit [SiO₄]-Gruppen“, wo Toturit zusammen mit Almandin, Andradit, Calderit, Eltyubyuit, Eringait, Goldmanit, Grossular, Henritermierit, Holtstamit, Hutcheonit, Irinarassit, Jeffbenit, Katoit, Kerimasit, Kimzeyit, Knorringit, Majorit, Menzerit-(Y), Momoiit, Morimotoit, Pyrop, Schorlomit, Spessartin, Uwarowit und Wadalit die „Granatgruppe“ mit der Systemnummer VIII/A.08 bildet.<ref name="Lapis" />

Die von der Mineraldatenbank „Mindat.org“ weitergeführte Strunz-Klassifikation in der 9. Auflage ordnet den Toturit in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Inselsilikate“ ein. Diese ist weiter unterteilt nach der möglichen Anwesenheit zusätzlicher Anionen und der Koordination der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung und seinem Aufbau in die Unterabteilung „Inselsilikate ohne zusätzliche Anionen; Kationen in oktaedrischer [6]er- und gewöhnlich größerer Koordination“ (), wo er zusammen mit Almandin, Andradit, Blythit, Calderit, Eltyubyuit, Goldmanit, Grossular, Henritermierit, Holtstamit, Hutcheonit, Hydrougrandit (diskreditiert), Irinarassit, Kerimasit, Kimzeyit, Knorringit, Khoharit, Majorit, Menzerit-(Y), Midbarit, Momoiit, Morimotoit, Nikmelnikovit, Pyrop, Rubinit, Schorlomit, Skiagit, Spessartin, Eringait, Uwarowit, Wadalit und Yamatoit (diskreditiert) eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer 9.AD.25 bildet (vergleiche dazu auch gleichnamige Unterabteilung in der Klassifikation nach Strunz (9. Auflage)).<ref name="Mindat-Classification" />

Chemismus

Toturit ist das Sn-Analog von Schorlomit und bildet komplexe Mischkristalle vor allem mit Kerimasit, Schorlomit sowie Dzhuluit. In der Typlokalität tritt Toturit in zwei Variationen mit folgenden empirischen Zusammensetzungen auf:

• ^[X](Ca_3,016Mn²⁺_0,004)^[Y](Sn⁴⁺_1,731Zr⁴⁺_0,083Ti⁴⁺_0,066U⁶⁺_0,043Sc³⁺_0,045Nb⁵⁺_0,009)^[Z](Fe³⁺_1,353Al_0,644Si_0,558Ti⁴⁺_0,438Fe²⁺_0,007)O₁₂,
• ^[X](Ca_2,989Fe²⁺_0,011)^[Y](Sn⁴⁺_1,463Sb⁵⁺_0,325Ti⁴⁺_0,193Zr⁴⁺_0,013Mg²⁺_0,003Nb⁵⁺_0,002Cr³⁺_0,001)^[Z](Fe³⁺_1,633Al_0,609Si_0,552Ti⁴⁺_0,166Fe²⁺_0,039V⁵⁺_0,001)O₁₂<ref name="Galuskina et al. 2010" />

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

Die Zusammensetzungen der Mischkristalle können mit verschiedenen Kombinationen von Endgliedern ausgedrückt werden. So besteht eine weitgehende Mischbarkeit von Toturit mit Schorlomit und Kerimasit entsprechend den Austauschreaktionen

• ^[Y]Sn⁴⁺ = ^[Y](Ti,Zr)⁴⁺ (Schorlomit, Kerimasit)

sowie den Al³⁺ Mineralen der Schorlomit-Gruppe Irinarassit, Hutcheonit und Kimzeyit entsprechend der Austauschreaktion

• ^[Z]Al³⁺ = ^[Z]Fe³⁺.

Darüber hinaus enthält Toturit auf bis zu 16 % der oktaedrisch koordinierten Y-Position Antimon (Sb⁵⁺), entsprechend einer Mischkristallbildung mit Ferrit-Granaten der Bitikleit-Gruppe mit der Austauschreaktion

• ^[Y]Sn⁴⁺ + ^[Z]Si⁴⁺ = ^[Y]Sb⁵⁺ + ^[Z](Fe,Al)³⁺ (Dzhuluit/Bitikleit).

Die Ti-Gehalte auf der Z-Position können als Beimischung eines bislang nur synthetisch bekannten Ti-Analogs von Irinarassit, ^[X]Ca₃^[Y]Sn⁴⁺₂^[Z](Al₂Ti⁴⁺)O₁₂<ref name="Yamane & Kawano 2011" /> bzw. dessen Fe-Analog entsprechend der Austauschreaktion

• ^[Z]Si⁴⁺ = ^[Z]Ti⁴⁺

beschrieben werden.

Kristallstruktur

Toturit 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 = 12,55 Å.

Die Struktur ist die von Granat. Calcium (Ca²⁺) besetzt die dodekaedrisch von 8 Sauerstoffionen umgebenen X-Positionen, Zinn (Sn⁴⁺) die oktaedrisch von 6 Sauerstoffionen umgebene Y-Position und die tetraedrisch von 4 Sauerstoffionen umgebenen Z-Position ist mit Eisen (Fe³⁺) und Silicium (Si⁴⁺) besetzt.<ref name="Galuskina et al. 2010" />

Bildung und Fundorte

Datei:Эльтюбю.JPG

Das Dorf Eltyubyu im Chegem Distrikt, Ausgangspunkt der Touren zum Berg Lakargi.

Toturit bildet sich bei niedrigem Druck und hohen Temperaturen um 800–1000 °C in kontaktmetamorphen, Sn-führenden Skarnen, aufgewachsen auf Umwandlungsprodukten von Zirkon oder als schmale Zonen in Kerimasit.

Die Typlokalität von Toturit ist ein carbonatreicher Xenolith im Ignimbrit von Berg Lakargi, Chegem Caldera in der nordkaukasischen Republik Kabardino-Balkarien in Russland. Hier tritt Toturit in der Larnit-Cuspidin-Zone des Xenolith Nummer 3 am Kontakt zum Ignimbrit auf. Begleitminerale sind Kerimasit-Kimzeyit-Mischkristalle, Lakargiit, Tazheranit, Andradit, Wadalit und Cuspidin.<ref name="Galuskina et al. 2010" />

Siehe auch

• Liste der Minerale

Weblinks

• Toturit. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung; abgerufen am 1. September 2024 
• Vorlage:Mindat
• Toturite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy; abgerufen am 13. März 2022 (). 
• IMA Database of Mineral Properties – Toturite. In: rruff.info. RRUFF Project; abgerufen am 13. Mai 2024 (). 

Einzelnachweise

<references> <ref name="Butler 1978"> B. C. M. Butler: Tin-rich garnet, pyroxene, and spinel from a slag. In: Mineralogical Magazine. Band 42, Dezember 1978, S. 487–492 (rruff.info [PDF; 464 kB; abgerufen am 13. Mai 2024]).  </ref> <ref name="Fundorte"> Fundortliste für Toturit beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 13. Mai 2024. </ref> <ref name="Galuskina et al. 2010"> Irina O. Galuskina, Evgeny V. Galuskin, Piotr Dzierżanowski, Viktor M. Gazeev, Krystian Prusik, Nikolai N. Pertsev, Antoni Winiarski, Aleksandr E. Zadov, Wrzalik Roman: Toturite Ca₃Sn₂Fe₂SiO₁₂ — A new mineral species of the garnet group. In: American Mineralogist. Band 95, Nr. 8–9, 2010, S. 1305–1311 (rruff.info [PDF; 1,7 MB; abgerufen am 13. Mai 2024]).  </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 13. August 2024 ().  </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 ().  </ref> <ref name="Lapis"> </ref> <ref name="Mindat-Classification"> Classification of Toturite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 13. Mai 2024 (, siehe auch Anker „Strunz-Mindat“).  </ref> <ref name="Warr"> </ref> <ref name="Yamane & Kawano 2011"> Hisanori Yamane, Tetsuya Kawano: Preparation, crystal structure and photoluminescence of garnet-type calcium tin titanium aluminates. In: Journal of Solid State Chemistry. Band 184, Nr. 5, 2011, S. 965–970, doi:10.1016/j.jssc.2011.02.016.  </ref> </references>