Zunyit

Zunyit
Zunyitkristalle im Muttergestein aus Silver City, East Tintic Mountains, Juab County, Utah, USA
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Symbol

Zun[1]

Chemische Formel
  • Al13Si5O20(OH,F)18Cl[2]
  • Al12[(OH)14|F4|Cl|AlO4|Si5O16][3]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung) 		Silikate und Germanate
System-Nummer nach
Strunz (8. Aufl.)
Lapis-Systematik
(nach Strunz und Weiß)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
VIII/B.20
VIII/C.36-010[4]

9.BJ.55
57.03.01.01
Kristallographische Daten
Kristallsystem kubisch
Kristallklasse; Symbol hexakistetraedrisch; 43m[5]
Raumgruppe F43m (Nr. 216)Vorlage:Raumgruppe/216[3]
Gitterparameter a = 13,88 Å[3]
Formeleinheiten Z = 4[3]
Zwillingsbildung nach {111} Kontakt- und Durchdringungszwillinge[6]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 7[6]
Dichte (g/cm3) gemessen: 2,874(5); berechnet: 2,87 bis 2,90[6]
Spaltbarkeit gut nach {111}[6]
Bruch; Tenazität spröde
Farbe grauweiß, fleischrot, farblos in dünnen Schichten
Strichfarbe weiß
Transparenz durchsichtig bis undurchsichtig
Glanz Glasglanz
Kristalloptik
Brechungsindex n = 1,592 bis 1,600[6]
Doppelbrechung keine, da isotrop
Weitere Eigenschaften
Besondere Merkmale gelegentlich rote Fluoreszenz

Zunyit ist ein selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ mit der chemischen Zusammensetzung Al12[(OH)14|F4|Cl|AlO4|Si5O16][3] und damit chemisch gesehen ein Aluminium-Silikat mit zusätzlichen Chlor-, Fluor- und Hydroxidionen. Strukturell gehört Zunyit zu den Gruppensilikaten.

Zunyit kristallisiert im kubischen Kristallsystem und entwickelt meist gut ausgebildete tetraedrische oder pseudo-oktaedrische Kristalle. In reiner Form ist Zunyit farblos und durchsichtig mit einem glasähnlichen Glanz auf den Kristallflächen. Durch vielfache Lichtbrechung aufgrund von Gitterbaufehlern oder polykristalliner Ausbildung kann er aber auch weiß erscheinen, wobei die Transparenz entsprechend abnimmt. Durch Fremdbeimengungen kann Zunyit zudem eine grauweiße bis fleischrote Farbe annehmen.

Mit einer Mohshärte von 7 gehört Zunyit zu den harten Mineralen, die ähnlich wie das Referenzmineral Quarz in der Lage sind, Fensterglas zu ritzen.

Etymologie und Geschichte

Erstmals entdeckt wurde Zunyit in der „Zuni Mine“ (Zuñi Mine) am Anvil Mountain nahe Silverton im US-Bundesstaat Colorado und beschrieben 1883 von William Francis Hillebrand (1853–1925)[7], der das Mineral nach dessen Typlokalität benannte.

Das Typmaterial des Minerals wird in der Sammlung des National Museum of Natural History (NMNH) in Washington, D.C. (USA) unter der Inventarnummer 49082 aufbewahrt.[8]

Da der Zunyit bereits lange vor der Gründung der International Mineralogical Association (IMA) bekannt und als eigenständige Mineralart anerkannt war, wurde dies von ihrer Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (CNMNC) übernommen und bezeichnet den Zunyit als sogenanntes „grandfathered“ (G) Mineral.[2] Die seit 2021 ebenfalls von der IMA/CNMNC anerkannte Kurzbezeichnung (auch Mineral-Symbol) von Zunyit lautet „Zun“.[1]

Klassifikation

In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Zunyit zur Mineralklasse der „Silikate“ und dort zur Abteilung „Gruppensilikate (Sorosilikate)“, wo er als einziger Vertreter in der Gruppe „Zunyit“ mit der Systemnummer VIII/B.20 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 VIII/C.36-010. Dies entspricht ebenfalls der Abteilung „Gruppensilikate“, wo Zunyit als einziges Mineral eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer VIII/C.36 bildet.[4]

Auch die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte[9] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Zunyit in die Abteilung „Gruppensilikate (Sorosilikate)“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der Struktur der Silikatgruppen. Das Mineral ist hier entsprechend seinem Aufbau in der Unterabteilung „Gruppensilikate mit Si3O10, Si4O11 usw. Anionen; Kationen in oktaedrischer [6]er- und/oder größerer Koordination“ zu finden, wo es ebenfalls als einziges Mitglied eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer 9.BJ.55 bildet.

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Zunyit die System- und Mineralnummer 57.03.01.01. Das entspricht ebenfalls der Klasse der „Silikate“ und dort der Abteilung „Gruppensilikate: Insulare (Si3O10) und größere nichtzyklische Gruppen mit Si3O10-Gruppen“. Hier findet er sich innerhalb der Unterabteilung „Gruppensilikate: Insulare (Si3O10) und größere nichtzyklische Gruppen mit Si5O16-Gruppen“ als einziges Mitglied in einer unbenannten Gruppe mit der Systemnummer 57.03.01.

Kristallstruktur

Offen verzweigte 3er Einfach-Silikatgruppe des Zunyit
Al-13-Keggin-Komplex des Zunyit: grau: äußere Al-Oktaeder; grün: zentraler Al-Tetraeder

Zunyit kristallisiert kubisch in der Raumgruppe F43m (Raumgruppen-Nr. 216)Vorlage:Raumgruppe/216 mit dem Gitterparameter a = 13,88 Å sowie 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[3]

Silikatgruppe

Nach der Klassifikation von Liebau ist Zunyit ein offen verzweigtes 3er-Einfach-Gruppensilikat. Die Silikatgruppe besteht aus insgesamt fünf Silikat-Tetraedern mit der Teilformel [Si5O16]12−, die an den Ecken über gemeinsam genutzte Sauerstoffatome miteinander verbunden sind. Drei der Tetraeder bilden dabei eine Kette, von dessen Mitteltetraeder zwei einzelne Silikattetraeder offen abzweigen. Ungewöhnlich für Silikate ist die nahezu lineare Si-O-Si-Bindung mit einem Winkel von rund 170°.[10][11][12][13]

Im zentralen SiO4-Tetraeder kann Si4+ teilweise durch Al3+ ersetzt werden.[12][13][14] In synthetischen Zunyit konnte zudem der Ersatz SiO4 durch (OH)4 nachgewiesen werden, wie er z. B. auch in Hydrogranaten vorkommt.[15]

Zunyit ist das einzige Silikat mit diesen Silikatpentamer. Vergleichbar ist nur das [AlSi4(O,OH)16]-Komplexanion des Harkenit[16][12][13] und das [MgSi4O16]-Komplexanion des Rondorfit.[17]

Aluminiumbaugruppe

Aluminium ist sowohl tetraedrisch von 4 Suerstoffen umgeben wie auch oktaedrisch von 6 Sauerstoffen und Fluor und bildet Al13O16(OH)24-Baugruppen mit der Struktur von Keggin-Komplexionen.[10][11][14]

Drei AlO4(OH,F)2-Oktaeder sind über gemeinsame Kanten verknüpft. Vier dieser Dreiergruppen sind über Ecken (gemeinsame Sauerstoffe) so verbunden, dass sie einen Hohlraum umschließen, in dessen Zentrum sich AlO4-Tetraeder befindet. Die Ecken dieses Tetraeders liegen auf den zentralen Sauertoffen der Al-Oktaeder-Dreiergruppen. Diese Al13O16(OH)24-Keggin-Komplexe sind über gemeinsame Oktaederecken und die [Si5O16]-Anionen miteinander verbunden.[10][11][12]

Solche Keggin-Komplexionen spielen eine wichtige Rolle bei der Löslichkeit von Aluminium und anderen Metallen. Al-13-Komplexe treten außer im Zunyit vor allem in Aluminiumsalzen (Sulfate, Selenate) und deren Lösungen auf.[18]

Eigenschaften

Unter UV-Licht zeigen manche Zunyite eine rote Fluoreszenz.[6]

Modifikationen und Varietäten

Ein von A. Hutzelmann 1849 erstbeschriebenes und nach der Bergstadt Banská Belá (deutsch Dilln) als Dillnit bezeichnetes Mineral stellte sich bei späteren, von J. Konta und L. Mráz durchgeführten und 1961 publizierten, Untersuchungen als fluorreiche Varietät von Zunyit heraus.[19] Dillnit wurde daher entsprechend von der IMA/CNMNC diskreditiert.[20]

Bildung und Fundorte

Zunyit bildet sich in hochgradigen, aluminiumhaltigen Schiefern und hydrothermal umgeformten, vulkanischen Gesteinen. Begleitminerale sind unter anderem Alunit, Diaspor, Hämatit, Kaolinit, Pyrit, Pyrophyllit, Quarz und Rutil.

Als seltene Mineralbildung konnte Zunyit nur an wenigen Orten nachgewiesen werden, wobei weltweit bisher rund 100 Vorkommen dokumentiert sind (Stand 2025).[21] Neben seiner Typlokalität „Zuni Mine“ fand man das Mineral in den USA noch an mehreren Orten in den Dome Rock Mountains, bei San Manuel (Pinal County) und Alum Gulch (Santa Cruz County) in Arizona; am Mount Robinson (Custer County), am Horse Creek (Dolores County), in den Red Mountains (Ouray County), im Saguache County und an weiteren Stellen im San Juan County in Colorado; bei Butte in Montana; Buckskin (Douglas County), Scraper Springs (Elko County) und Robinson (White Pine County) in Nevada; am Clubb Mountain und bei Hillsborough in North Carolina sowie in den Tintic Mountains in Utah.

Weitere Fundorte liegen in der Provinz Bejaia in Algerien; King George Island in der Antarktis; Catamarca, La Rioja und Salta in Argentinien; auf Tasmanien in Australien; in Aserbaidschan; am Cerro Tazna in den bolivianischen Cordillera de Chichas; Brumado im brasilianischen Bundesstaat Bahia; bei Panagjurischte und Chelopech (Oblast Sofia) in Bulgarien; an mehreren Orten in der Región de Atacama in Chile; in Zijinshan und Qinglong (Qinhuangdao) in China; auf Honshū in Japan; auf Vancouver Island in Kanada; bei Ojuu Tolgoi in der Mongolei; in der marokkanischen Provinz Ouarzazate (Souss-Massa-Draâ); bei Otuzco in der peruanischen Provinz La Libertad; in Mankayan auf den Philippinen; im Apuseni-Gebirge in Rumänien; bei Bor in Serbien; in den slowakischen Regionen Banská Bystrica und Košice; in der spanischen Provinz Almería; bei Doornfontein am Nordkap in Südafrika; im ungarischen Komitat Fejér sowie bei Embleton (Cumbria) im Vereinigten Königreich.[22]

Siehe auch

Literatur

  • W. F. Hillebrand: New mineral species from Colorado. Zunyite. In: Department of the Interior. Bulletin of the United States Geological Survey. Band 20, 1885, S. 100–103 (englisch, pubs.usgs.gov [PDF; 8,1 MB; abgerufen am 3. September 2025]).
  • W. F. Hillebrand: On zunyite and guitermanite, two new minerals from Colorado. In: Proceedings of the Colorado Scientific Society. Band 1, 1885, S. 124–131 (englisch, rruff.info [PDF; 550 kB; abgerufen am 3. September 2025]).
Commons: Zunyite – Sammlung von Bildern

Einzelnachweise

  1. ↑ a b Laurence N. Warr: IMA–CNMNC approved mineral symbols. In: Mineralogical Magazine. Band 85, 2021, S. 291–320, doi:10.1180/mgm.2021.43 (englisch, cambridge.org [PDF; 320 kB; abgerufen am 5. Januar 2023]).
  2. ↑ a b 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 2025. (PDF; 3,2 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Marco Pasero, Juli 2025, abgerufen am 3. September 2025 (englisch).
  3. ↑ a b c d e Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System. 9. Auflage. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 593 (englisch).
  4. ↑ a b 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.
  5. ↑ David Barthelmy: Zunyite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 3. September 2025 (englisch).
  6. ↑ a b c d e f Zunyite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, handbookofmineralogy.org [PDF; 74 kB; abgerufen am 3. September 2025]).
  7. ↑ L. J. Spencer: Mineralogical chemistry. In: Annual reports on the progress of chemistry. Band 24, 1927, S. 292–313, doi:10.1039/AR9272400292 (englisch, Nachruf für Paul Heinrich Ritter von Groth mit Würdigung für William Francis Hillebrands analytische Arbeiten).
  8. ↑ Catalogue of Type Mineral Specimens – Z. (PDF; 110 kB) Commission on Museums (IMA), 10. Februar 2021, abgerufen am 3. September 2025 (Gesamtkatalog der IMA).
  9. ↑ 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 Original am 29. Juli 2024; abgerufen am 30. Juli 2024 (englisch).
  10. ↑ a b c B. W. Ray: The crystal structure of zunyite. In: PhD at the California Institute of Technology Pasadena, California. 1956, S. 1–197 (englisch, rruff.info [PDF; 12,8 MB; abgerufen am 3. September 2025]).
  11. ↑ a b c S. John Louisnathan, G. V. Gibbs: Aluminium-silicon distribution in zunyite. In: American Mineralogist. Band 57, 1972, S. 1089–1108 (rruff.info [PDF; 1,3 MB; abgerufen am 3. September 2025]).
  12. ↑ a b c d Werner H. Baur, Tsutomu Ohta: The Si5O16 pentamer in zunyite refined and empirical relations for individual silicon-oxygen bonds. In: Acta Crystallographica. B38, 1982, S. 390–401 (englisch, Kurzbeschreibung und Link zur PDF-Datei bei scripts.iucr.org [abgerufen am 3. September 2025]).
  13. ↑ a b c Peter J. Dirken, Arno P. M. Kentgens, Gerda H. Nachtegaal, AD M. J. van der Eerden, J. Ben H. Jansen: Solid-state MAS NMR study of pentameric aluminosilicate groups with 180° intertetrahedral Al-O-Si angles in zunyite and harkerite. In: The American Mineralogist. Band 80, 1995, S. 39–45 (minsocam.org [PDF; 605 kB; abgerufen am 3. September 2025]).
  14. ↑ a b Bing Zhou, Barbara L. Sherriff, Francis Taulelle, Gang Wu: Nuclear magnetic resonance study of Al:Si and F:OH order in zunyite. In: The Canadian Mineralogist. Band 41, 2003, S. 891–903 (rruff.info [PDF; 396 kB; abgerufen am 3. September 2025]).
  15. ↑ Alain Baumer, Hubert Gimenez, Raoul Caruba, Guy Turco: Remplacements de regroupements atomiques dans la structure zunyite. In: Bulletin de la Société Française de Minéralogie et de Cristallographie. Band 97, 1974, S. 271–277 (rruff.info [PDF; 510 kB; abgerufen am 3. September 2025]).
  16. ↑ Giuseppe Giuseppetti, Fiorenzo Mazzi and Carla Tadini: The crystal structure of Harkenite. In: The American Mineralogist. Band 62, 1977, S. 263–272 (minsocam.org [PDF; 993 kB; abgerufen am 3. September 2025]).
  17. ↑ Ramiza K. Rastsvetaeva, A. E. Zadov, N. V. Chukanov: Crystal structure of Low-Symmetry Rondorfite. In: Crystallography Reports. Band 53, 2008, S. 199–205, doi:10.1134/S1063774508020065 (englisch, Download verfügbar bei researchgate.net [PDF; 260 kB; abgerufen am 3. September 2025]).
  18. ↑ A. C. Kunwar, A. R. Thompson,H. S.Gutowsky and Eric Oldfield: Solid state aluminum-27 NMR studies of tridecameric Al-OxoHydroxy clusters in basic aluminum selenate, sulfate, and the mineral zunyite. In: Journal of Magnetic Resonance. Band 60, 1984, S. 467–472, doi:10.1016/0022-2364(84)90058-1 (Digitalisat (Memento vom 3. Dezember 2016 im Internet Archive) [PDF; 490 kB; abgerufen am 3. September 2025]).
  19. ↑ J. Konta, L. Mráz: Dillnite and its relation to zunyite. In: American Mineralogist. Band 46, 1961, S. 629–636 (englisch, rruff.info [PDF; 454 kB; abgerufen am 3. September 2025]).
  20. ↑ Michael Fleischer: New mineral names. In: American Mineralogist. Band 46, 1961, S. 1513–1520 (englisch, rruff.info [PDF; 587 kB; abgerufen am 3. September 2025]).
  21. ↑ Localities for Zunyite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 3. September 2025 (englisch).
  22. ↑ Fundortliste für Zunyit beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 3. September 2025.
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