Die Milaritgruppe (Osumilithgruppe, Milarit-Osumilith-Gruppe) ist eine Gruppe von Mineralen aus der Abteilung der Ringsilikate, die alle den gleichen strukturellen Aufbau haben. Ihre Zusammensetzung gehorcht der allgemeinen Formel:
C B2 A2 [T23T112O30].
In dieser Strukturformel repräsentieren die Großbuchstaben A, B, C, T1 und T2 unterschiedliche Positionen in der Milaritstruktur, mit
C: K, Na, Ba, ☐ (Leerstelle) B: ☐, H2O, Na, K, A: Ca, Mg, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Mn3+, Ti, Sn, Zr, Y, Yb, Sc, Na, Nb, Ta T2: Li, Be, Mg, Zn, Fe2+, Fe3+, Al, B T1: Si, Al
In ihren optischen und physikalischen Eigenschaften sind die Minerale der Milaritgruppe anderen Mineralen wie Quarz, Apatit, Beryll oder Cordierit, mit denen sie zusammen auftreten können, sehr ähnlich und werden daher oft übersehen.
Sie bilden sechsseitige prismatische bis plattige Kristalle oder unscheinbare, kleine Kriställchen oder körnige Aggregate. Je nach Zusammensetzung sind sie farblos, blass rosa, violett, blau, grün, oder braun mit gläsernem bis fettigem Glanz. Sie zeigen deutliche bis gute Spaltbarkeit senkrecht zu den Prismenflächen und sind mit einer Mohsschen Härte von 5–6 recht hart (2,5–3: Berezanskit, bis 7,5: Armenit).
Mit wenigen Ausnahmen (z. B. Milarit, Osumilith) sind die einzelnen Minerale dieser Gruppe sehr selten, insgesamt aber weltweit verbreitet. Sie kommen vor allem in Gesteinen vor, die in der Spätphase magmatischer Intrusionen gebildet werden: Pegmatite und hydrothermale Gänge.
Etymologie und Geschichte Vom Zeolith zum Ringsilikat: Milarit und Armenit mini|Milarit aus dem Val Giuv, Tujetsch, Vorderrhein Tal, Kanton Graubünden, Schweiz Die Geschichte der Milaritgruppe beginnt mit ein paar Irrtümern – und gleich dem ersten verdankt sie ihren Namen. Der Schweizer Mineralienhändler G. R. Köhler erwarb in den 1860er Jahren im Tavetsch (Graubünden, Schweiz) einige Mineralstufen, als deren Fundort ihm das Val Milar genannt wurde. Der Mineraloge Gustav Adolf Kenngott „erkannte es bald für etwas Neues“, erwarb die Stücke 1869 und benannte das von ihm neu beschriebene Mineral nach dem vermeintlichen Fundort – Milarit. Giuvit nach dem Nachbartal Val Giuv wäre korrekt gewesen.
In seinem Brief vom 30. September 1869 an Gustav von Leonhard, Professor an der Universität Heidelberg und Herausgeber des Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und Paläontologie, beschrieb er Milarit als einen neuen Zeolith. Die „siedenden Steine“, so die Übersetzung von Zeolith, faszinierten derzeit die mineralogisch interessierte Gesellschaft und von Schottland bis Italien wurden neue Zeolithe entdeckt und wissenschaftlich beschrieben. Nur in der Schweiz wurden sie damals kaum gefunden, womit Kenngott seinen Bericht einleitete. Die Zuordnung zur Zeolithgruppe ist vor diesem Hintergrund und mit den damaligen analytischen Möglichkeiten nachvollziehbar, aber aus heutiger Sicht nicht korrekt.
Rund 60 Jahre später ergaben systematische Untersuchungen der Berylliumgehalte einer großen Anzahl von Mineralen, die an der Harvard University durchgeführt wurden, dass Beryllium ein essenzieller Bestandteil von Milarit ist.
mini|Armenit aus Isenwegg, Wasen Alp, Ganter Tal, Brig, Kanton Wallis, Schweiz Die nächste Entdeckung eines Minerales aus der Milaritgruppe erfolge 1939 von Henrich Neumann an der Universität Oslo in Norwegen. Nicht ungewöhnlich für die oft verwechselten Minerale dieser Gruppe lag die Probe seit 1877, vom Mineralogiestudenten O. A. Corneliussen in der Armen-Mine bei Kongsberg gesammelt und als „Epidot?“ beschriftet, in der Sammlung des Osloer Institutes für Mineralogie. Neumann untersuchte die Fundstücke erneut und benannte das neue wasserhaltige Barium-Kalzium-Aluminiumsilikat ebenfalls nach dem Fundort: Armenit.
In einer weiteren Publikation zwei Jahre später zeigt er die Verwandtschaft von Armenit mit Milarit auf und stellt die Einordnung als Zeolith in Frage – die Entwässerungstemperatur ist mit 500 bis 600 °C für zeolithisches Wasser zu hoch. Eine systematische Einordnung unterlässt er jedoch mit Hinweis auf fehlende Röntgenstrukturanalysen.
Die Struktur klärten dann N. V. Belov und T. N. Tarkova 1949 und 1951 auf. Sie konnten Milarit als Doppelringsilikat beschreiben mit Be in einer weiteren Tetraederposition und erkannten die strukturelle Verwandtschaft mit Beryll.
Von tiefen zu hohen Bildungstemperaturen: Osumilith mini|Osumilith aus Sakkabira, Halbinsel Ōsumi, Präfektur Kagoshima, Kyūshū, Japan Die Minerale, die Akiho Miyashiro von der Universität Tokio 1951 untersuchte, stammten nicht aus niedrig temperierten, hydrothermalen Gängen wie Milarit und Armenit, sondern waren eindeutig magmatischen Ursprungs. Sie stammten aus der feinkristallinen Grundmasse sowie kleinen Hohlräumen eines Rhyodazit aus der Provinz Ōsumi, Japan, wo sie zusammen mit Tridymit auftreten, was auf recht hohe Bildungstemperaturen schließen lässt. Folgerichtig wurden sie zunächst für ein lange bekanntes Mineral gehalten – Cordierit in diesem Fall oder eine Hochtemperaturmodifikation desselben. Bei genaueren Untersuchungen dieser ungewöhnlichen, optisch einachsigen „Cordierite“ konnte Miyashiro zeigen, dass es sich um ein neues Mineral aus der Milaritgruppe handelte und benannte es nach der Herkunft: Osumilith. Er äußerte auch den Verdacht, dass es sich bei vielen „Cordieriten“, die in den 50 Jahren zuvor in vergleichbaren Magmatiten beschrieben worden sind, ebenfalls um Osumilith handelt.
Vom Anfang des Sonnensystems: Merrihueit, Roedderit, Yagiit Die 1960er Jahre waren das extraterrestrische Jahrzehnt der Milaritgruppe. Bis dahin kannte man Minerale mit Milaritstruktur nur aus Gesteinen, die Produkte längerer Kristallisations- und Fraktionierungsprozesse waren, in deren Folge es zu Anreicherung unter anderem von Alkali- und Erdalkalimetallen wie Li, Na, K, Be, Ba oder auch H2O kommt. Meteorite hingegen sind sehr primitive Gesteine, die ganz am Anfang solcher Fraktionierungsprozesse stehen. Dennoch führten zahlreiche Untersuchungen des Mineralbestandes von Meteoriten weltweit dann zu Entdeckungen von Mineralen mit Milaritstruktur auch in diesem Umfeld.
1965 wurde im Mezö-Madaras Meteorit, gefallen am 4. September 1852 in Mezömadaras, Siebenbürgen, Rumänien das erste K- und Na-reiche Mineral in einem Meteoriten entdeckt: Merrihueit. Anders als alle bis dahin bekannten Minerale mit Milaritstruktur enthält es kein Aluminium.
1966 entdeckte man im Indarch Meteorit, gefallen am 7. April 1891 in Shusha, Autonome Republik Nachitschewan, Aserbaidschan, mit Roedderit das Mg-Analog von Merrihueit.
1968 führte die Untersuchung des Colomera Meteorit, ein Eisen-Meteorit, der 1910 bei Granada, Andalusien, in Spanien gefunden worden war, zur Entdeckung des Yagiit.
2006 brachte die Raumsonde Stardust Material vom Kometen 81P/Wild 2 zur Erde, das unerwartet auch Hochtemperaturminerale wie Roedderit enthielt.
2014 wurden poröse, chondritische Mikrometeorite aus dem antarktischen Schnee und Eis geborgen, die Proben interplanetarischer Staubpartikel gleichen, die von Flugzeugen in der Stratosphäre gesammelt wurden. Diese Staubpartikel repräsentieren das ursprünglichste Material aus der Entstehungszeit unseres Sonnensystems und enthielten neben Enstatit und Kosmochlor auch Roedderit.
Von verschiedenen Enden der Welt: Eifel, Tørdal, Tadschikistan... Fast so entlegen wie die Meteorite ist der Komplex alkalireicher Granitoide und deren Bor-reicher und SiO2-untersättigter Pegmatite im Alaigebirge in Tadschikistan. Die Moränen des Darai-Pioz-Gletscher sind die Typlokalität von 35 Mineralen, davon 5 aus der Milaritgruppe: 1969: Sogdianit 1975: Darapiosit 1994/95: Dusmatovit 1996: Berezanskit 1998: Shibkovit
Das bislang letzte Mineral der Milaritgruppe, Agakhanovit-(Y), wurde 2013 im Heftetjern-Pegmatit, Tørdal, Norwegen entdeckt. Nur wenige Jahre zuvor, 2006, wurde von dort bereits Oftedalit beschrieben, ein Scandium-haltiges Mitglied der Milaritgruppe.
Vorkommen Die hohe Variabilität der Zusammensetzungen spiegelt sich in der Unterschiedlichkeit der geologischen Milieus, in denen Minerale der Milaritgruppe anzutreffen sind, wider. Meist sind das alkalireiche Magmatite, Pegmatite und hydrothermale Lösungen oder Xenolithe in syenitischen Brekzien, wo sie bei niedrigen Drucken und Temperaturen oft unter 300 °C kristallisieren, aber auch saure Magmatite (Osumilith), granulitfazielle Metamorphite (Osumilith), metamorphe Manganlagerstätten (Sugilith) und Meteorite (Yagiit, Roedderit, Merrihueit).
Diesem sehr großen Stabilitätsbereich von Mineralen der Milaritgruppe stehen oft nur wenige dokumentierte Vorkommen der einzelnen Minerale gegenüber. Dies wird darauf zurückgeführt, dass diese Minerale leicht mit häufigen Mineralen gleichen Vorkommens verwechselt werden können, z. B. mit Quarz, Apatit, Cordierit oder Beryll. Viele Minerale dieser Gruppe sind erst in den letzten 30 Jahren entdeckt worden und es wird davon ausgegangen, dass die Minerale dieser Gruppe sehr viel verbreiteter sind als bislang bekannt.
Kristallstruktur Die Minerale der Milaritgruppe sind meist hexagonal mit der (: Almarudite) mit den Gitterparametern a = 9,903 Å (Berezanskit) bis 10,505 Å (Shibkovit) und c = 13,48 Å (Poudretteit) bis 14,39 Å (Darapiosit) sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle.
Geordneter Einbau von Al in die Silikat-Doppelringe und H2O auf der B-Position führen beim Armenit zu erniedrigter orthorhombischer Symmetrie mit der und 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle.
T1: Silikat-Anion mini|Milaritstruktur: 6er Doppelring der T1-Position: Links: Atome (Rot: Silizium, Blau: Sauerstoff) Rechts: Koordinationspolyeder Die T1-Position ist tetraedrisch von 4 Sauerstoffanionen umgeben. Das Kation, vorwiegend Si4+, sitzt im Zentrum und die Sauerstoffanionen auf den Ecken eines Tetraeders. Sechs dieser Tetraeder sind über gemeinsame Ecken, d. h. Sauerstoffionen, zu Ringen verknüpft und zwei dieser Ringe wiederum über Ecken zu Doppelringen. Diese 6er-Doppelring-Silikatanionen sind nicht direkt, d. h. über Si-O-Si-Bindungen, miteinander verbunden und die Minerale der Milaritgruppe werden daher in den Klassifikationen von Dana und Strunz zu den Ringsilikaten gezählt.
T2: Gerüststruktur mini|Milaritstruktur: T2-Position - Tetraedergerüst, Blick entlang der c-Achse (links) und a-Achse (rechts) Grau: T1-6er-Doppelring Grün: T2-Tetraeder Die T2-Position ist ebenfalls tetraedrisch von 4 Sauerstoffanionen umgeben. Sie liegt zwischen den T1-6er-Doppelringen und ist mit jeder Tetraederecke mit einer T1-Position verbunden. Jeder T2-Tetraeder verknüpft über gemeinsame Ecken vier T1-Doppelringe miteinander zu einem vierfach verbundenen, dreidimensionalen TO2-Gerüst. Nach den Systemen von Zoltai und Liebau zählt die Milaritstruktur zu den Gerüststrukturen.
Theoretisch gibt es eine ganze Reihe von Gerüststrukturen vierfach verknüpfter Tetraeder mit Doppelringen, von denen nur wenige in Mineralstrukturen vorkommen. Die einzige weitere natürlich vorkommende Tetraeder-Gerüststruktur mit Tetraeder-Doppelringen ist die des Steacyit mit 4er-Doppelringen. Eine weitere mit dem Milarit eng verwandte Gerüststruktur, 6er-Einfachringe, die über weitere Tetraeder zu vierfach verknüpften Gerüsten verbunden sind, findet man bei den Mineralen der Beryll-Gruppe und beim Cordierit.
C-Position Die vorwiegend von Kaliumionen (K+) besetzte C-Position ist von 12 Sauerstoffionen umgeben. Sie liegt zwischen zwei 6er-Doppelringen im Zentrum der Ringe und ist der K-Position in Glimmern sehr ähnlich.
B-Position Die oftmals leere oder partiell mit Wasser oder Na+ besetzte Position ist von 9 Sauerstoffionen umgeben und insbesondere bei wasserhaltigen Mineralen dieser Gruppe in zwei Subpositionen aufgespalten, die entlang der c-Achse übereinander liegen und von denen jeweils nur eine besetzt ist. Die B-Position füllt den Hohlraum zwischen drei 6er-Doppelringen auf Höhe der Ringe.
A-Position