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Hydromagnesit

Hydromagnesit

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Hydromagnesit
Hydromagnesite.png
Hydromagnesit
Andere Namen
  • Magnesia alba bzw. helles Magnesia
  • Talkjordshydrat bzw. Talkerdehydrat
Chemische Formel

Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O[1]

Mineralklasse Carbonate
05.DA.05 (8. Auflage: V/E.01) nach Strunz
16b.07.01.01 nach Dana
Kristallsystem monoklin
Kristallklasse; Symbol nach Hermann-Mauguin monoklin-prismatisch; 2/m[2]
Raumgruppe (Raumgruppen-Nr.) P21/c (Raumgruppen-Nr. 14)
Farbe farblos, weiß
Strichfarbe weiß
Mohshärte 3,5
Dichte (g/cm3) gemessen: 2,24 bis 2,25 ; berechnet: 2,25[3]
Glanz Glasglanz, Seidenglanz, Perlglanz
Transparenz durchsichtig bis durchscheinend
Bruch uneben
Spaltbarkeit vollkommen nach {010}[3]
Habitus nadelige bis tafelige Kristalle; büschelige, massige Aggregate; Krusten
Zwillingsbildung lamellar nach {100}
Kristalloptik
Brechungsindex nα = 1,523, nβ = 1,527; nγ = 1,545[4]
Doppelbrechung
(optischer Charakter)		 δ = 0,022[4] ; zweiachsig positiv
Optischer Achsenwinkel 2V = 30° bis 90° (gemessen), 52° (berechnet)[4]
Weitere Eigenschaften
Schmelzpunkt Zersetzung oberhalb 200 °C
Besondere Kennzeichen Fluoreszenz im UV Licht: kurzwellig, grün; langwellig, blauweiß

Hydromagnesit (auch Magnesia alba oder helles Magnesia) ist ein eher selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Carbonate und Nitrate“. Er kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit der Zusammensetzung Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O[1], ist also chemisch gesehen ein wasserhaltiges Magnesiumcarbonat mit Hydroxidionen als zusätzlichen Anionen.

Hydromagnesit ist durchsichtig bis durchscheinend und entwickelt nur kleine, nadelige bis tafelige Kristalle, die meist in büscheligen Aggregaten angeordnet sind. Oft bildet er allerdings auch massige Aggregate und krustige Überzüge. Die Oberflächen der farblosen bis weißen Kristalle weisen einen glasähnlichen Glanz auf. In Aggregatform oder Krusten schimmert das Mineral dagegen eher perlmuttartig oder ist matt.

Besondere Eigenschaften

Oberhalb von etwa 200 °C zersetzt sich Hydromagnesit unter Abgabe von Wasser und Kohlendioxid.[5] Zurück bleibt Magnesiumoxid.

Etymologie und Geschichte

Erstmals entdeckt wurde Hydromagnesit bei Castle Point nahe Hoboken im US-Bundesstaat New Jersey. Analysiert und beschrieben wurde er 1827 durch Hans Gabriel Trolle-Wachtmeister (1782–1871) unter der Bezeichnung Magnesia alba (bzw. Talkjordshydrat[6], deutsch: Talkerdehydrat[7]). Nach Meinung von Franz von Kobell war diese Bezeichnung allerdings von geringer Bedeutung und in der mineralogischen Nomenklatur zudem unpassend. Er schlug daher den Namen Hydromagnesit vor – ein zusammengesetztes Kunstwort aus dem griechischen Wort „Hydro“ für Wasser und Magnesit – um die Verschiedenheit von Magnesit als wasserfreiem Talkerdecarbonat hervorzuheben.[8]

Klassifikation

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Hydromagnesit zur Abteilung der „Wasserhaltigen Carbonate mit fremden Anionen“, wo er zusammen mit Artinit die „Hydromagnesit-Artinit-Gruppe“ mit der System-Nr. V/E.01 und den weiteren Mitgliedern Brugnatellit, Chlorartinit, Coalingit, Dypingit, Giorgiosit, Indigirit und Widgiemoolthalith bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Hydromagnesit ebenfalls in die Abteilung der „Carbonate mit weiteren Anionen, mit H2O“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit mittelgroßen Kationen“ zu finden ist, wo es als alleiniger Namensgeber die „Hydromagnesitgruppe“ mit der System-Nr. 5.DA.05 und den weiteren Mitgliedern Dypingit, Giorgiosit und Widgiemoolthalith bildet.

Die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Hydromagnesit in die bereits feiner unterteilte Abteilung der „Carbonate - Hydroxyl oder Halogen“ ein. Hier ist er nur zusammen mit Widgiemoolthalith in der unbenannten Gruppe 16b.07.01 zu finden.

Bildung und Fundorte

Hydromagnesit-Büschel auf hellgrünem Magnesit. Die grüne Farbe des Magnesits resultiert aus Nickelverunreinigungen. Fundort: Cedar Hill Quarry, Fulton Township, Lancaster County, Pennsylvania. Größe: 7,3 x 5,5 x 3,1 cm
Hydromagnesit, Fundort: Red Mountain bei Santa Clara, Kalifornien/USA

Hydromagnesit stellt ein Verwitterungsprodukt von magnesiumhaltigen Mineralien (Brucit, Serpentine) bzw. Gesteinen (Ultramafitit, Dolomit, Marmor) dar. In Dolomit und Marmor kann er das Resultat einer hydrothermalen Umwandlung der entsprechenden Gesteine sein. Hydromagnesit kommt typischerweise als Verkrustungen oder Ausfüllung von Klüften und Hohlräumen vor.

Weiterhin kommt Hydromagnesit in (Kalkstein-)Höhlen als Speläothem bzw. als sogenannte Mondmilch vor. Hier wird es durch magensiumreiche Sickerwässer gebildet. Nach Calcit und Aragonit ist es das häufigste speläotheme Mineral.

Eine Besonderheit ist, dass Hydromagnesit, ähnlich Calcit und Aragonit auch von lebenden Organismen gebildet wird. Es ist bekannt, dass Stromatolithen unter alkalischen Bedingungen (pH>9) Hydromagnesit ausscheiden (Salda-See, Südtürkei)[9]. Eine Bildung durch Mikroorganismen ist auch vom Dry Lake in British Columbia bekannt.[10]

Als eher seltene Mineralbildung kann Hydromagnesit an verschiedenen Fundorten zum Teil zwar reichlich vorhanden sein, insgesamt ist er aber wenig verbreitet. Als bekannt gelten bisher (Stand: 2012) rund 280 Fundorte.[4] Neben seiner Typlokalität Castle Point bei Hoboken in New Jersey trat das Mineral in den Vereinigten Staaten von Amerika unter anderem noch im „Nautiloid Canyon“ (einem Teil des Grand Canyon in Arizona, an vielen Orten in Kalifornien, in mehreren Gruben nahe Georgetown (Colorado), in der „Marengo Cave“ im Crawford County (Indiana), bei White Pine im Ontonagon County von Michigan, , bei Kings Mountain in North Carolina, Pennsylvania, bei Lime Rock in Rhode Island sowie an mehreren Orten in Maryland, Nevada, New Mexico, New York, South Dakota, Tennessee, Utah, Virginia, Washington und Wisconsin.[11]

In Deutschland konnte Hydromagnesit bisher am Steinbruch Limberg in der Gemeinde Sasbach in Baden-Württemberg, in der Eibengrotte bei Bamberg und am Zeilberg in Bayern, an mehreren Fundpunkten bei Stolberg (Rheinland) und bei Hüsten (Arnsberg) in Nordrhein-Westfalen sowie am Arensberg, Ettringer Bellerberg in der Eifel und in der Grube Friedrichssegen im Lahntal in Rheinland-Pfalz.

In Österreich fand sich das Mineral unter anderem im Serpentinit-Steinbruch bei Griesserhof (Gulitzen) nahe Hirt im Bezirk Friesach-Hüttenberg und am Buchberg nahe Sankt Veit an der Glan in Kärnten, bei Loja in der niederösterreichischen Gemeinde Persenbeug-Gottsdorf, am Untersberg in Salzburg, am Eibegggraben (Fischbacher Alpen), bei Fohnsdorf und Kraubath an der Mur in der Steiermark, am Gumpachkreuz im Hinterbichler Dorfertal und an der Gratlspitze in Tirol sowie bei Obertraun in Oberösterreich.

In der Schweiz trat Hydromagnesit bisher nur bei Selva (Tujetsch) im Kanton Graubünden, im Salzbergwerk bei Bex im Kanton Waadt und im Bergwerk Les Moulins bei Saint-Luc VS im Kanton Wallis auf.

Weitere Fundorte liegen unter anderem in der Antarktis, in Australien, Belgien, Bolivien, Brasilien, China, Frankreich, Griechenland, Iran, Israel, Italien, Japan, Kanada, Marokko, Mexiko, der Mongolei, Neuseeland, Norwegen, Rumänien, Russland, Schweden, Serbien, Simbabwe, der Slowakei, Spanien, Südafrika, Tschechien, Türkei, Turkmenistan, Ungarn, Usbekistan und im Vereinigten Königreich (Großbritannien).[11]

Kristallstruktur

Hydromagnesit kristallisiert in der Raumgruppe P21/c (Raumgruppen-Nr. 14) mit den Gitterparametern a = 10,11 Å; b = 8,95 Å; c = 8,38 Å und β = 114,4° sowie 2 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[1]

Verwendung

Hydromagnesit wird industriell zusammen mit Huntit zu anorganischen Flammschutzmitteln verarbeitet[12].

Hydromagnesit hat die Eigenschaft unter thermischer Beanspruchung sich endotherm unter Abgabe von Wasser und Kohlendioxid zu zersetzen. Hierdurch wird die Brandausbreitung bei der Verwendung in Kunststoffen verhindert[5].

Als festes Zersezungsprodukt beibt Magnesiumoxid übrig. Die Zersetzung beginnt schon bei, für Flammschutzmittel niedrigen, 200 °C, was gegenüber anderen Flammschutzmitteln, wie Aluminiumhydroxid einen Vorteil darstellt.[13]

Siehe auch

Literatur

  • T. Wachtmeister: Analys af ett pulverformigt mineral från Norra Amerika, in: Kong. Svenska Vetenskaps-Akademiens Handlingar (1828), S. 17-19 (PDF 403,8 kB)
  • F. von Kobell: Ueber den Hydromagnesit von Kumi auf Negroponte, in: Journal für praktische Chemie, Band 4, Leipzig 1835, S. 80-81 (PDF 271,7 kB)
  • Friedrich Klockmann, Paul Ramdohr, Hugo Strunz (Hrsg.): Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978 (Erstausgabe: 1891), ISBN 3-432-82986-8, S. 582.
  • Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 555.
  • Hans Jürgen Rösler: Lehrbuch der Mineralogie. 4. durchgesehene und erweiterte Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie (VEB), Leipzig 1987, ISBN 3-342-00288-3, S. 702.


Einzelnachweise

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. 9. Auflage. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X.
  2. ↑ Webmineral - Hydromagnesite
  3. ↑ 3,0 3,1 John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols: Hydromagnesite, in: Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 66,8 kB)
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 Mindat - Hydromagnesit
  5. ↑ 5,0 5,1 L. A. Hollingbery, T. R. Hull: The Thermal Decomposition of Huntite and Hydromagnesite - A Review, in: Thermochimica Acta, Band 509 (2010), S. 1-11 (PDF 1,11 MB im Webarchiv vom 18. Juli 2011)
  6. ↑ Projekt Runeberg - Nordisk familjebok: Hydromagnesit, S. 1465
  7. ↑ J. C. Deelman (2011): Low-temperature formation of dolomite and magnesite. Chapter Six: Magnesite & Huntite (PDF 223,8 kB; Magnesia alba and Hydromagnesite, S. 18-21)
  8. ↑ Fr. von Kobell: Ueber den Hydromagnesit von Kumi auf Negroponte, in: Journal für praktische Chemie, Band 4, Leipzig 1835 in der Google Buchsuche
  9. ↑ C. J. R. Braithwaite, Veysel Zedef, Living hydromagnesite stromatolites from Turkey, Sedimentary Geology, Volume 106, Issues 3-4, November 1996, Page 309, doi:10.1016/0037-0738(94)90051-5
  10. ↑ Robin W. Renaut, Douglas Stead: Recent Magnesite-Hydromagnesite sedimentation in Playa Basins of the Cariboo Plateau, British Columbia Geologic Survey
  11. ↑ 11,0 11,1 Mindat - Fundorte für Hydromagnesit
  12. ↑ L. A. Hollingbery, T. R. Hull: The Fire Retardant Behaviour of Huntite and Hydromagnesite - A Review, in: Polymer Degradation and Stability, Band 95 (2010), S. 2223-2225 (PDF 1,11 MB im Webarchiv vom 18. Juli 2011)
  13. ↑ R. Rothon: Particulate-Filled Polymer Composites, 2. Auflage 2003
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