Gahnit

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Gahnit
Dunkelgrüner Gahnit aus den Rosendal-Pegmatiten, Kimito, Südwest-Finnland (Sichtfeld 15 mm)
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Symbol

Ghn[1]

Andere Namen
Chemische Formel ZnAl2O4[5]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung) 		Oxide und Hydroxide
System-Nummer nach
Strunz (8. Aufl.)
Lapis-Systematik
(nach Strunz und Weiß)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
IV/B.01a
IV/B.01-040[6]

4.BB.05[7]
07.02.01.04
Kristallographische Daten
Kristallsystem kubisch
Kristallklasse; Symbol hexakisoktaedrisch; 4/m32/m[8]
Raumgruppe Fd3m (Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227[5]
Gitterparameter a = 8,09 Å[5]
Formeleinheiten Z = 8[5]
Häufige Kristallflächen {111}, {110}, {211}, gelegentlich {100}[9]
Zwillingsbildung nach dem Spinellgesetz (111)
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 7,5 bis 8[10]
Dichte (g/cm3) gemessen: 4,38 bis 4,60; berechnet: 4,607[10]
Spaltbarkeit undeutlich; Absonderungen nach {111}[10]
Bruch; Tenazität muschelig bis uneben; spröde
Farbe blaugrün, gelbbraun, grünlichschwarz[6]
Strichfarbe grauweiß[6]
Transparenz durchscheinend bis undurchsichtig
Glanz fettiger Glasglanz[4]
Kristalloptik
Brechungsindex n = 1,79 bis 1,80[10]
Doppelbrechung keine, da optisch isotrop

Gahnit, auch als Zinkspinell oder Automolit bekannt, ist ein eher selten vorkommendes Mineral aus der Gruppe der Spinelle innerhalb der Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ mit der Endgliedzusammensetzung ZnAl2O4. Das Mineral ist damit chemisch gesehen ein Zink-Aluminium-Oxid oder auch Zinkaluminat.

Gahnit kristallisiert mit kubischer Symmetrie und entwickelt meist oktaedrische, würfelförmige oder rhombendodekaedrische Kristalle und Zwillinge bis etwa 12 cm[10] Größe. Er findet sich aber auch in Form körniger bis massiger Mineral-Aggregate.

Das Mineral ist durchscheinend bis undurchsichtig und zeigt auf den Oberflächen der blaugrünen, gelbbraunen oder grünlichschwarzen Kristalle einen fettigen Glasglanz.

Gahnit bildet Mischreihen mit Spinell (MgAl2O4) und Hercynit (Fe2+Al2O4).

Etymologie und Geschichte

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Johan Gottlieb Gahn (1745–1818)

Entdeckt wurde das Mineral in der Eric-Matts-Grube bei Falun (auch Fahlun) in Schweden. Die Erstbeschreibung erfolgte 1807 durch Carl Erenbert Freiherr von Moll nach einer chemischen Analyse durch Anders Gustaf Ekeberg. Letzter schlug vor, das neu entdeckte Mineral Automolit nach dem griechischen Wort αὐτόμολος [automolos] für Überläufer zu nennen. Es sollte eine Anspielung auf den unerwarteten Zinkgehalt sein, „...weil dies Fossil ungeachtet der Aehnlichkeit mit dem Spinell doch wegen des Zinkgehalts sich den Erzen nähert.“ (Ekeberg, nach Scherer).[11] Von Moll missfielen allerdings diese „figürlichen Benennungen“ in der Naturkunde, daher wählte er die Bezeichnung Gahnit zu Ehren des schwedischen Chemikers Johan Gottlieb Gahn.[2]

Die synonyme Bezeichnung Zinkspinell hat eher beschreibende Funktion, da dieser im Gegensatz zum (Magnesio)Spinell Zink statt Magnesium enthält. Es sind zudem verschiedene Abwandlungen dieser Bezeichnung bekannt. So nannte René-Just Haüy das Mineral Spinelle Zincifère und August Breithaupt Zinkischer Spinell.[12] Durch Dietrich Ludwig Gustav Karsten ist zudem die synonyme Bezeichnung Fahlunit überliefert.[3]

Ein Aufenthaltsort für das Typmaterial des Minerals ist nicht dokumentiert.[13] Da dessen Entdeckung und Erstbeschreibung vor der Gründung der International Mineralogical Association (IMA) 1959 erfolgte, wurde die wissenschaftliche Anerkennung von Gahnit als eigenständige Mineralart unter der Kennung „grandfathered“ (G) von der IMA übernommen.[14] Die seit 2021 ebenfalls von der IMA/CNMNC anerkannte Kurzbezeichnung (auch Mineral-Symbol) von Gahnit lautet „Ghn“.[1]

Klassifikation

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Die strukturelle Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) zählt den Gahnit zur Spinell-Supergruppe, wo er zusammen mit Cochromit, Coulsonit, Cuprospinell, Dellagiustait, Deltalumit, Franklinit, Chromit, Galaxit, Guit, Hausmannit, Hercynit, Hetaerolith, Jakobsit, Maghemit, Magnesiochromit, Magnesiocoulsonit, Magnesioferrit, Magnetit, Manganochromit, Spinell, Thermaerogenit, Titanomaghemit, Trevorit, Vuorelainenit und Zincochromit die Spinell-Untergruppe innerhalb der Oxispinelle bildet.[15] Ebenfalls in diese Gruppe gehören die nach 2018 beschriebenen Oxispinelle Chihmingit[16] und Chukochenit[17] sowie der Nichromit, dessen Name von der CNMNC der IMA noch nicht anerkannt worden ist.[18]

In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Gahnit zur Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort zur Abteilung „Verbindungen mit M3O4- und verwandte Verbindungen“, wo er gemeinsam mit Galaxit, Hercynit und Spinell in der Gruppe „Aluminium-Spinelle“ mit der Systemnummer IV/B.01a innerhalb der Spinell-Reihe 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/B.01-040. Dies entspricht der hier präziser definierten Abteilung „Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 3 : 4 (Spinelltyp M3O4 und verwandte Verbindungen)“, wo Gahnit zusammen mit Galaxit, Hercynit und Spinell die Gruppe der „Aluminat-Spinelle“ mit der Systemnummer V/B.01 bildet.[6]

Auch die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte[7] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Gahnit in die Abteilung „Metall : Sauerstoff = 3 : 4 und vergleichbare“ ein. Hier ist das Mineral in der Unterabteilung „Mit ausschließlich mittelgroßen Kationen“ zu finden, wo es zusammen mit Chromit, Cochromit, Coulsonit, Cuprospinell, Filipstadit, Franklinit, Galaxit, Hercynit, Jakobsit, Magnesiochromit, Magnesiocoulsonit, Magnesioferrit, Magnetit, Manganochromit, Qandilit, Spinell, Trevorit, Ulvöspinell, Vuorelainenit und Zincochromit die „Spinellgruppe“ mit der Systemnummer 4.BB.05 bildet.

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Gahnit die System- und Mineralnummer 07.02.01.04. Das entspricht ebenfalls der Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort der Abteilung „Mehrfache Oxide“. Hier findet er sich innerhalb der Unterabteilung „Mehrfache Oxide (A+B2+)2X4, Spinellgruppe“ in der „Aluminium-Untergruppe“, in der auch Spinell, Hercynit und Gahnit eingeordnet sind.

Kristallstruktur

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Gahnit kristallisiert kubisch in der Struktur von Spinell mit der Raumgruppe Fd3m (Raumgruppen-Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227 und dem Gitterparameter a = 8,09 Å sowie acht Formeleinheiten pro Elementarzelle.[5]

Eigenschaften

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Vor dem Lötrohr ist Gahnit unschmelzbar und wird weder durch Säuren noch durch Alkalien angegriffen.

Modifikationen und Varietäten

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Als Kreittonit (von griechisch: κρειττωυ für stärker) wird eine Gahnitvarietät bezeichnet, die durch ihren höheren Eisengehalt eine im Verhältnis zu einigen anderen Spinellen höhere Dichte aufweist.[19]

Bildung und Fundorte

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Dunkelgrüner Gahnitkristall (Größe 6 mm) in Matrix aus dem Grubenrevier Näverberg, Schweden
Sehr seltene, durchsichtig-grüne Ausbildung von Gahnit aus Carnaúba dos Dantas, Mineralprovinz Borborema, Rio Grande do Norte, Brasilien (Größe 42 mm × 38 mm × 5 mm)
Oktaedrisch ausgebildeter Gahnitkristallzwilling aus Amity (Stadt Warwick), Orange County, New York (Größe 3,0 cm × 2,8 cm × 2,5 cm)

Gahnit bildet sich einerseits als akzessorischer Bestandteil in magmatischen Gesteinen wie Graniten und granitischen Pegmatiten, kann aber andererseits auch regionalmetamorph aus dem Sphalerit-Anteil in mittel- bis hochgradig metamorphosierten Sulfid-Lagerstätten entstehen.[9] In niedriggradig metamorphosierten Bauxiten kann Gahnit zudem aus dessen Gemengeanteil Diaspor entstehen. Des Weiteren findet sich Gahnit als detritisches Mineral in Seifen-Lagerstätten.

Als eher seltene Mineralbildung kann Gahnit an verschiedenen Fundorten zum Teil zwar reichlich vorhanden sein, insgesamt ist er aber wenig verbreitet. Weltweit sind bisher rund 500 Vorkommen für Gahnit dokumentiert (Stand 2024).[20] Je nach Fundort kann Gahnit in Paragenese mit Andradit, Calcit, Chalkopyrit, Cordierit, Franklinit, Högbomit, Korund, Nigerit, Phlogopit, Pyrit, Pyrrhotin, Rhodonit, Staurolith und/oder Willemit auftreten.[10]

Neben seiner Typlokalität in Fa(h)lun konnte das Mineral noch an weiteren Orten in der Provinz Dalarnas län gefunden werden wie beispielsweise im nahe gelegenen Näverberg-Feld und den Skyttgruben (Skyttgruvan) sowie in mehreren Gruben bei Garpenberg in der Gemeinde Hedemora, bei Leksand und im Grubenbezirk Öster Silvberg in der Gemeinde Säter. Weitere bekannte Fundorte in Schweden sind unter anderem die metamorphosierte Mangan-Eisen-Lagerstätte Långban im Värmland, die Zinkgruben (Zinkgruvan) bei Åmmeberg in der Provinz Örebro län und in den Silbergrugen bei Fröderyd in der Provinz Jönköpings län.

In Deutschland kennt man Gahnit bisher unter anderem in Form von Einschlüssen in Quarz und violettem Fluorit aus der Grube Clara bei Oberwolfach in Baden-Württemberg; vom Silberberg bei Bodenmais, aus den Graphitgruben bei Kropfmühl und dem Marmor-Steinbruch Wimhof bei Vilshofen an der Donau sowie aus der metamorphosierten Sulfidlagerstätte der Johanniszeche bei Schmelz (Lam) im Landkreis Cham in Bayern; von den Kupfer-Schlackenhalden der Metallhütte bei Frankfurt-Heddernheim in Hessen sowie aus der Genna Zinkhütte bei Letmathe in Nordrhein-Westfalen.

In Österreich fand sich das Mineral unter anderem als Nebengemengteil Phosphorit-Knollen, die in den Böden nahe der Burg Falkenstein im Weinviertel von Niederösterreich vorkommen; im Pegmatit-Steinbruch Steiningerbruch in der Gemeinde Luftenberg an der Donau und den kassiterithaltigen Pegmatiten bei Meitschenhof (Gemeinde Pregarten) in Oberösterreich; in den ehemals auf Platten-Gneis abgebauten, aber inzwischen nur noch geröllführenden Steinbrüchen Kaiserer und Lohninger im Hüttwinkltal (Raurisertal) in Salzburg; in den Nephelinit-Basalten am Stradner Kogel nahe Wilhelmsdorf (Gemeinde Bad Gleichenberg) in der Steiermark sowie eingewachsen in den Tonschiefern der Rotbachlspitze am Pfitscher Joch und auf der Grawandalm im Zemmgrund in Nordtirol.

In der Schweiz konnte Gahnit bisher nur in den Pegmatiten im Valle di Ponte (Pontetal) nahe Brissago TI im Kanton Tessin sowie in körnigen Aggregaten aus der Lammaschlucht bei Fürgangen und in den Metabauxiten vom Brunegghorn im Kanton Wallis gefunden werden.

Bekannt aufgrund außergewöhnlicher Gahnitfunde sind außerdem Franklin und Sterling Hill im Sussex County des US-Bundesstaates New Jersey, wo Kristalle von bis zu 12 cm Größe zutage tragen. Immerhin bis zu 3 cm große Gahnitkristalle kennt man aus Broken Hill im australischen Bundesstaat New South Wales.[21]

Weitere Fundorte liegen unter anderem in Argentinien, Australien, Brasilien, China, Kanada, Namibia, Norwegen, Russland und Tschechien.[22]

Zudem kann Gahnit synthetisch bei der Zinkproduktion im Muffelofen entstehen.[4]

Verwendung

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Geschliffener Gahnit, 1.34 ct, aus Argentinien

Als Erz ist Gahnit ohne wirtschaftliche Bedeutung.[23]

Auch wenn Gahnit zur Gruppe der als Schmucksteine bekannten Spinelle gehört und durchaus auch in klaren und durchsichtigen Varietäten vorkommt, wird er nur selten als solcher verwendet. Gelegentlich wird er aber von versierten Sammlern in Facettenform geschliffen.[24]

Siehe auch

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Literatur

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  • Carl Erenbert Freiherrn von Moll: Efemeriden der Berg- und Hüttenkunde. Steinische Buchhandlung, Nürnberg 1807, S. 78–80, Abschnitt Gahnit, aus Fahlun (rruff.info [PDF; 1,7 MB; abgerufen am 20. September 2024]).
  • H. Saalfeld: Strukturdaten von Gahnit, ZnAl2O4. In: Zeitschrift für Kristallographie. Band 120, 1964, S. 476–478 (rruff.info [PDF; 117 kB; abgerufen am 20. September 2024]).
  • Friedrich Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.: Paul Ramdohr, Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 503 (Erstausgabe: 1891).
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Commons: Gahnite – Sammlung von Bildern
Wiktionary: Gahnit – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

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  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; 351 kB; abgerufen am 14. September 2024]).
  2. ↑ a b Carl Erenbert Freiherrn von Moll: Efemeriden der Berg- und Hüttenkunde. Steinische Buchhandlung, Nürnberg 1807, S. 78–80, Abschnitt Gahnit, aus Fahlun (rruff.info [PDF; 1,7 MB; abgerufen am 20. September 2024]).
  3. ↑ a b Dietrich Ludwig Gustav Karsten: Mineralogische Tabellen mit Rüksicht auf die neuesten Entdekkungen ausgearbeitet und mit erläuternden Anmerkungen versehen. 8., verbesserte und vermehrte Auflage. Rottmann, Berlin 1808, S. 102 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  4. ↑ a b c Friedrich Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.: Paul Ramdohr, Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 503 (Erstausgabe: 1891).
  5. ↑ a b c d 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. 188 (englisch).
  6. ↑ a b c d 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.
  7. ↑ a b 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).
  8. ↑ David Barthelmy: Gahnite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 20. September 2024 (englisch).
  9. ↑ a b Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 359.
  10. ↑ a b c d e f Gahnite. 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; 56 kB; abgerufen am 14. September 2024]).
  11. ↑ Alexander Nicolaus Scherer (Hrsg.): Allgemeine nordische Annalen der Chemie für die Freunde der Naturkunde und Arzneiwissenschaft, insbesondere der Pharmacie, Arzneimittellehre, Physiologie, Physik, Mineralogie und Technologie im Russischen Reiche. Band 2. Verlag des Herausgebers, St. Petersburg 1819, S. 48 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  12. ↑ Hans Lüschen: Die Namen der Steine. Das Mineralreich im Spiegel der Sprache. 2. Auflage. Ott Verlag, Thun 1979, ISBN 3-7225-6265-1, S. 347.
  13. ↑ Catalogue of Type Mineral Specimens – G. (PDF; 191 kB) Commission on Museums (IMA), 9. Februar 2021, abgerufen am 14. September 2024.
  14. ↑ 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: September 2024. (PDF; 3,8 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Marco Pasero, September 2024, abgerufen am 26. Oktober 2024 (englisch).
  15. ↑ Ferdinando Bosi, Cristian Biagioni, Marco Pasero: Nomenclature and classification of the spinel supergroup. In: European Journal of Mineralogy. Band 31, Nr. 1, 12. September 2018, S. 183–192, doi:10.1127/ejm/2019/0031-2788 (englisch).
  16. ↑ Ritsuro Miyawaki, Frédéric Hatert, Marco Pasero, Stuart J. Mills: IMA Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (CNMNC) – Newsletter 67. In: European Journal of Mineralogy. Band 34, 2022, S. 359–364, Chihmingite, IMA 2022-010, doi:10.5194/ejm-34-359-2022 (ejm.copernicus.org [PDF; 113 kB; abgerufen am 20. September 2024]).
  17. ↑ Can Rao, Xiangping Gu, Rucheng Wang, Qunke Xia, Yuanfeng Cai, Chuanwan Dong, Frédéric Hatert, Yantao Hao: Chukochenite, (Li0.5Al0.5)Al2O4, a new lithium oxyspinel mineral from the Xianghualing skarn, Hunan Province, China. In: American Mineralogist. Band 107, Nr. 5, 2022, S. 842–847, doi:10.2138/am-2021-7932.
  18. ↑ Cristian Biagioni, Marco Pasero: The systematics of the spinel-type minerals: An overview. In: American Mineralogist. Band 99, Nr. 7, 2014, S. 1254–1264, doi:10.2138/am.2014.4816 (englisch, Vorabversion online [PDF; 4,6 MB; abgerufen am 20. September 2024]).
  19. ↑ Kreittonite. A variety of Gahnite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 14. September 2024 (englisch).
  20. ↑ Localities for Gahnite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 14. September 2024 (englisch).
  21. ↑ Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien-Enzyklopädie (= Dörfler Natur). Edition Dörfler im Nebel-Verlag, Eggolsheim 2002, ISBN 978-3-89555-076-8, S. 76.
  22. ↑ Fundortliste für Gahnit beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 14. September 2024.
  23. ↑ Hans Jürgen Rösler: Lehrbuch der Mineralogie. 4., durchgesehene und erweiterte Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie (VEB), Leipzig 1987, ISBN 3-342-00288-3, S. 381.
  24. ↑ Walter Schumann: Edelsteine und Schmucksteine. Alle Arten und Varietäten. 1900 Einzelstücke. 16., überarbeitete Auflage. BLV Verlag, München 2014, ISBN 978-3-8354-1171-5, S. 116, 220.
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