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Granat

Granat - Molekularmodell
Granat - Molekularmodell

Foto: Peter Murray-Rust

CC-BY-SA Creative Commons V.2.5 generisch

Granat-Supergruppe und klassische Granatgruppe



Status Quo

Im Dezember 2012 wurde die umfangreiche IMA-CNMNC-Arbeit zur Nomenklatur der Granat-Supergruppe veröffentlicht. Aufgrund dieser aktuellen IMA-CNMNC-Nomenklatur der Granat-Supergruppe mit 32 anerkannten Spezies wird die bisherige (klassische) Granatgruppe eine von fünf Gruppen, welche mit Granat isostrukturell sind.

Der Grund für die Änderung der Nomenklatur der Granate und diese auf eine neue Basis zu stellen, war, dass die traditionelle Granatgruppe nur Silikatmineralien beinhaltete. Jedoch gibt es auch Mineralien anderer Mineralklassen, wie Arsenate, Vanadate, Oxide und selbst Fluoride, welche mit Silikatgranaten isostrukturell sind und deren Hauptkomponenten chemische Ähnlichkeiten mit Bestandteilen der silikatischen Granate aufweisen. (McConnell (1942)) bezeichnete diese Mineralien als "granatoid" um solche Substanzen zu bezeichnen, welche primär keine Silikate sind, jedoch Strukturen ähnlich wie die "echter" Granate haben, so wie Hydrogranat, Berzeliit und selbst das Phosphat Griphit. (Griphit wurde jedoch von Rinaldi (1978) als nicht isostrukturell mit Granat bestätigt, Hydrogrosular wurde diskreditiert bzw. anderweitig definiert).


Nomenklatur der Granat-Supergruppe

Die Granat-Supergruppe umfasst alle Mineralien, welche mit Granat isostrukturell sind, ohne Rücksicht darauf, welche Elememte die vier Gitterplätze einnehmen; d.h., in der Supergruppe sind verschiedene chemische Klassen vertreten. Es gibt zur Zeit (Status 12/2012) 32 anerkannte Spezies sowie 5 zusätzliche Spezies (Kandidaten), welche weitergehend untersucht werden müssen, um anerkannt zu werden.

Die große Granat-Supergruppe umfasst Mineralien mit der gleichen Struktur wie die klassischen Granate, beinhaltet jedoch Mineralien, welche keine Silikate sind sowie kubische und pseudokubische Nesosilikate, Arsenate, Vanadate und Mitglieder mit TO4, wobei T = Si, Al, Fe, Ti, P, As, Te sein kann. Die allgemeine Formel lautet

X3Y2(TO4)3

  • X = zweiwertige Kationen umgeben von 8 Sauerstoffanionen, Mg2+, Ca2+, Fe2+, Mn2+, Zn2+, Y3+ (Dodekaeder)
  • Y: vorwiegend dreiwertige Kationen umgeben von 6 Sauerstoffanionen, Al3+, Cr3+, Fe3+, Ti3+, V3+, Zr4+, Sn4+ (Oktaeder)
  • T: vorwiegend vierwertige Kationen umgeben von 4 Sauerstoffanionen, Si4+, Al3+, Ti4+, Fe3+,2+, P5+ (Tetraeder)

Die meisten Granate sind kubisch (Raumgruppe Ia-3d), aber zwei OH-haltige Spezies (Henritermierit und Holtstamit) haben eine tetragonale Symmetrie (Raumgruppe I41/acd).

  • 29 Spezies gehören zu einer von 5 Gruppen: Der tetragonalen Henritermierit-Gruppe und der isometrischen Bitikelit-, Schorlomit-, Granat- und Berzeliitgruppen mit einer totalen Ladung von Z = 8 (Silikate), Z = 9 (Oxide), Z = 10 (Silikat), Z = 12 (Silikate) und Z = 15 (Vanadate, Arsenate).
  • 3 Spezies sind singuläre Vertreter potentieller Gruppen, in welchen Z vakant oder durch monovalente (Halide, Hydroxide) oder bivalente (Oxide) Kationen besetzt ist.

Die 5 Gruppen der Granat-Supergruppe

  • Henritermierit-Gruppe (Z=8, Silikate, tetragonal)

    • Holtstamit
    • Henritermierit
  • Bitikleit-Gruppe (Z=9, Oxide, isometrisch)

    • Bitikleit
    • Usturit
    • Dzhuluit
    • Elbrusit
  • Schorlomit-Gruppe (Z=10, Silikate, isometrisch)

    • Kimzeyit
    • Irinarassit
    • Schorlomit
    • Kerimasit
    • Toturit
  • Granat-Gruppe (Z=12, Silikate, isometrisch)

    • Menzerit-(Y)
    • Pyrop
    • Grossular
    • Spessartin
    • Almandin
    • Eringait
    • Goldmanit
    • Momoiit
    • Knorringit
    • Uwarowit
    • Andradit
    • Calderit
    • Majorit
    • Morimotoit
  • Berzeliit-Gruppe (Z=15, Vanadate, Arsenate, isometrisch)

    • Schäferit
    • Palenzonait
    • Berzeliit
    • Manganberzeliit

Die 3 singulären Vertreter

  • Katoit (Z=0, Hydroxid, isometrisch)
  • Kryolithionit (Z=3, Halid, isometrisch)
  • Yafsoanit (Z=6, Oxid, isometrisch)

Granat-Kandidaten

  • Blythit (Mangan-Granat): Mn32+Mn23+[SiO4O3, nicht anerkanntes Mineral, da rein hypothetisches Endglied der Granat-Gruppe als Mn3+-Analogon zu Spessartin
  • Eltyubyuit: Ca12Fe3+10Si4O32Cl6
  • Khoharit (Magnesium-Eisen-Granat): Fe3+-Analogon zu Pyrop und rein hypothetisches Endglied, daher kein anerkanntes Mineral.
  • Skiagit: Fe2+-Analogon zu Andradit bzw. Fe3+-Analogon zu Almandin und rein hypothetisches Endglied, das erst bei Drücken von über 100 kbar kristallisiert, daher kein anerkanntes Mineral.
  • Wadalit: Ca6(Al,Mg)4(Si,Al,Fe3+)3O16Cl3

Die klassische Granatgruppe

Die Granatgruppe - in der bisherigen bzw. klassischen Betrachtungsweise - sind Silikate und bilden eine wichtige Gruppe gesteinsbildender Mineralien. Klassische Granate stellen eine komplexe Gruppe von Mischsilikaten mit isomorphen Kristallen dar, deren Form dominiert wird vom Rhombendodekaeder {110}, dem Ikositetraeder (Trapezoeder) {211} und deren Kombination. Man spricht von einer "isomorphen Mischkristallreihe". Isomorph bedeutet hierbei, dass die Elemente durch andere ohne Änderung der Kristallstruktur ersetzt werden können. Innerhalb bestimmter Grenzen kann also die chemische Zusammensetzung von Granat zu Granat variieren. Die klassische Granatgruppe umfasste sechs Mineralien der Pyralspitgruppe (Pyrop, Almandin und Spessartin bzw. Aluminiumgranate) und der Ugrandit-Gruppe (Uwarowit, Grossular und Andradit bzw. Calciumgranate) mit der allgemeinen Formel

X3Y2(SiO4)3

  • X = zweiwertige Kationen umgeben von 8 Sauerstoffanionen, Mg2+, Ca2+, Fe2+, Mn2+
  • Y: vorwiegend dreiwertige Kationen umgeben von 6 Sauerstoffanionen, Al3+, Cr3+,Fe 3+

Natürliche Kristalle sind immer mehr oder minder Mischkristalle der verschiedenen Endglieder und können (zonar) stark schwankend aufgebaut sein. Als Bezeichnung für die häufig auftretenden Pyrop-Almandin-Mischkristalle wird auch "Pyralmandit" verwendet, "Spalmandit" bezeichnet Spessartin-Almandin-Mischkristalle und als "Spandit" können Spessartin-Andradite bezeichnet werden. (berthold weber text)

Die Nomenklatur der klassischen Granatgruppe wurde mit der Veröffentlichung der IMA-Nomenklatur der Granat-Supergruppe hinfällig, bzw. der neuen Norm angepasst und erweitert.

Die aktuelle Granatgruppe umfasst die sechs klassischen Granate "Pyrop, Grossular, Spessartin, Almandin, Uwarowit, Andradit", sowie "Eringait, Goldmanit, Momoiit, Knorringit, Calderit, Majorit, Menzerit-(Y) und Morimotoit".


Hydrogranate

Die untenstehenden, bisher als Hydrogranate bezeichneten Spezies wurden entweder diskreditiert oder umgruppiert:

  • Hibschit: wurde diskreditiert, da kein eigenständiges Mineral, sondern zugunsten Grossular geändert, da Si das dominante Kation der Z-Stelle ist.
  • Katoit: wurde umgruppiert
  • Hydroandradit: ist kein eigenständiges Mineral, sondern eine Varietät von Andradit.
  • Henritermierit: wurde umgruppiert.


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