Fluorapophyllit-(K) ist ein selten vorkommendes Mineral aus der Gruppe der Apophyllite innerhalb der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ mit der chemischen Zusammensetzung KCa4[(F,OH)|(Si4O10)2]·8H2O und ist damit chemisch gesehen ein wasserhaltiges Kalium-Calcium-Silikat mit zusätzlichen Fluorid- bzw. Hydroxidionen. Strukturell gehört es zu den Schichtsilikaten. Die in den runden Klammern angegebenen Bestandteile Fluorid- und Hydroxidionen können sich in der Formel jeweils gegenseitig vertreten, stehen jedoch immer im selben Mengenverhältnis zu den anderen Bestandteilen des Minerals.
Fluorapophyllit-(K) kristallisiert im tetragonalen Kristallsystem und entwickelt bis zu 20 cm große, dipyramidale, prismatische, isometrisch-pseudokubische oder tafelige Kristalle, die entweder farblos sind oder weiße, rosa, gelbe bzw. grüne Farbtöne zeigen. Die Oberflächen weisen einen glasähnlichen Glanz auf, Basis- und Spaltflächen schimmern dagegen eher perlmuttartig.
Wie alle Minerale der Apophyllitgruppe wird auch Fluorapophyllit-(K) häufig in Begleitung von Zeolithen als sekundäre Bildungen in den ehemaligen Hohlräumen von Mandelsteinen oder Drusen in Basalten, Phonolithen oder anderen basischen Vulkaniten sowie in manchen Erzlagerstätten als späthydrothermale Bildung gefunden.
Etymologie und Geschichte mini|links|Idiomorpher, transparenter Fluorapophyllit-(K)-Kristall aus dem Distrikt Jalgaon, Maharashtra, Indien (Größe: 7,5 cm × 4,7 cm × 3,2 cm) „Apophyllit“ wurde erstmals im Jahre 1784 von Carl Rinman, dem Sohn von Sven Rinman, als „Zeolith von Hellesta“ in Schweden erwähnt und dabei auch mit den Trivialnamen „Gässten“ und „Brausestein“ bedacht. Als eigenständiges Mineral wurde Apophyllit zuerst von José Bonifácio de Andrada e Silva als „Ichthyophthalme“ beschrieben, wobei das Originalvorkommen des „Ichthyophthalm“ die Insel Utö im südlichen Stockholmer Schärengarten ist. Abraham Gottlob Werner deutschte den Namen zu „Fischaugenstein“ ein. Der Name nimmt Bezug auf den Perlmuttglanz der Basisfläche, der einem gekochten Fischauge ähnelt. René-Just Haüy betrachtete 1801 einen Apophyllit aus Island ursprünglich als eine Varietät des von ihm aufgestellten Mesotyps und benannte ihn „Mésotype époinlée“, bezeichnete das Mineral aber vier Jahre später im Hinblick auf das Verhalten vor dem Lötrohr (nach dem griechischen Wort ἀπόφύλλίζω [apophyllizo] für „entblättern“) als Apophyllit.
Obwohl der Name „Apophyllit“ seit über 200 Jahren für ein einzelnes Mineral stand, wurden nach der Entdeckung des Hydroxyapophyllit im Jahre 1978 diesen beiden „Apophylliten“ von der IMA neue Namen zugewiesen. Die Apophyllite mit F > (OH) hießen fortan Fluorapophyllit, Apophyllite mit (OH) > F Hydroxyapophyllit. „Apophyllit“ durfte weiterhin für unbestimmte Vertreter der Mischkristallreihe verwendet werden. Im Jahre 2008 benannte Ernst Burke dann die Vertreter der Apophyllitgruppe um, wobei aus Fluorapophyllit „Apophyllit-(KF)“ wurde. Diese Umbenennung wurde 2015 rückgängig gemacht und zur Abgrenzung der einzelnen Spezies nun das dominierende einwertige Kation als Suffix in Klammern an den Mineralnamen angehängt und das dominierende tetraederfremde Anion als Präfix dem Mineralnamen vorangestellt. Der von der IMA anerkannte Mineralname lautet seitdem Fluorapophyllit-(K).
Typmaterial für Fluorapophyllit-(K) ist nicht definiert.
Klassifikation In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz war der Fluorapophyllit-(K) noch nicht aufgeführt.
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/H.01-020. Dies entspricht der Klasse der „Silikate“ und dort der Abteilung „Schichtsilikate“, wo Fluorapophyllit-(K) zusammen mit Fluorapophyllit-(Na) und Hydroxyapophyllit-(K) eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer VIII/H.01 bildet.
Die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Fluorapophyllit-(K) in die erweiterte Klasse der „Silikate und Germanate“, dort aber ebenfalls in die Abteilung „Schichtsilikate (Phyllosilikate)“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der Struktur der Silikatschichten. Das Mineral ist hier entsprechend seinem Aufbau in der Unterabteilung „Einfache Tetraedernetze mit 4-, 5-, (6-) und 8-gliedrigen Ringen“ zu finden, wo es zusammen mit Hydroxyapophyllit-(K) und Fluorapophyllit-(Na) die „Apophyllitgruppe“ mit der Systemnummer 9.EA.15 bildet.
In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Fluorapophyllit-(K) die System- und Mineralnummer 72.03.01.01. Das entspricht der Klasse der „Silikate“ und dort der Abteilung „Schichtsilikate: Zweidimensionale unbegrenzte Lagen mit anderen als sechsgliedrigen Ringen“. Hier findet er sich innerhalb der Unterabteilung „Schichtsilikate: Zweidimensionale unbegrenzte Lagen mit anderen als sechsgliedrigen Ringen: 3-, 4- oder 5-gliedrige Ringe und 8-gliedrige Ringe“ in der „Apophyllitgruppe (4- und 8-gliedrige Ringe)“, in der auch Apophyllitgruppe (nicht als Mineral anerkannt), Hydroxyapophyllit-(K), Fluorapophyllit-(Na) und Carletonit eingeordnet sind.
Chemismus mini|links|Apophyllit mit grüner Farbe durch in Spuren enthaltenes Vanadium aus dem Bombay Quarry, Mumbai District, Maharashtra, Indien (Größe: 7,6 cm × 6,6 cm × 2,9 cm)
Fluorapophyllit-(K) hat (auf Basis von 20 Sauerstoffatomen pro Formel) die gemessene Zusammensetzung (K0,85Na0,16)Σ=1,01Ca4,05(Si7,83Al0,07)Σ=7,90O20F1,05·8,1H2O, was zu KCa4Si8O20F·8H2O idealisiert wurde und Gehalte von 5,19 % K2O, 24,73 % CaO, 52,98 % SiO2 sowie 2,09 % F und 15,89 % H2O erfordert.
Fluorapophyllit-(K) ist das fluordominante Analogon des hydroxyldominierten Hydroxyapophyllit-(K), mit dem er eine kontinuierliche Mischkristallreihe mit variabel austauschbaren Fluoridionen (Fluorapophyllit-(K)) und Hydroxidionen (Hydroxyapophyllit-(K)) bildet. Fluorapophyllit-(K) und Hydroxyapophyllit-(K) können weder visuell noch durch Röntgendiffraktion und in den meisten Fällen auch durch optische Methoden nicht voneinander unterschieden werden. Sie sind nur durch chemische Analysen genau zuzuordnen.
In manchen ammoniumhaltigen Apophylliten sind bis zu 25 % des stöchiometrischen K+ durch NH4+ ersetzt. Möglicherweise existiert hier eine weitere Mischkristallreihe zwischen Fluorapophyllit-(K) und einem hypothetischen Endglied Fluorapophyllit-(NH4).
Insbesondere indische Apophyllite aus stark porösen Basalten, die Maximalgehalte von 600 bis 750 ppm Vanadium besitzen, weisen in ihrem Spurenelementbestand Gehalte von 1600 ppm Vanadium und 350 ppm Mangan auf. Es hat sich herausgestellt, dass vierwertiges Vanadium in Form des Vanadyl-Ions (VO2+) für die grüne Farbe der indischen Apophyllite und auch für deren Dichroismus verantwortlich ist.
Kristallstruktur mini|Struktur der Minerale der Apophyllitgruppe: Ca2+, (Na, K)+, O2−, F−, H+, Si4+
Fluorapophyllit-(K) kristallisiert im tetragonalen Kristallsystem in der mit den Gitterparametern a = 8,963 Å und c = 15,804 Å sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle.
Fluorapophyllit-(K) weist eine ungewöhnliche Einschichtstruktur auf, die aus endlosen Schichten bzw. Netzen von SiO4-Tetraedern parallel (001) besteht (vergleiche dazu auch die nebenstehenden Abbildung). Im Gegensatz zu den Sechserringen der Glimmergruppe werden diese Schichten aus Vierer- und Achterringen von eckenverknüpften [SiO4]4−-Tetraedern aufgebaut. Die Viererringe zeigen bezüglich der c-Achse abwechselnd (alternierend) nach oben und nach unten. Die Schichten sind miteinander durch große Calciumionen verknüpft, die aus jeder der benachbarten Schichten zwei Sauerstoffatome, ein (F,OH)-Ion und zwei H2O-Moleküle verbinden. Die Verbindung der H2O-Moleküle mit den Sauerstoffatomen der SiO4-Tetraeder geschieht über Wasserstoffbrückenbindungen. Jedes (F,OH)-Ion ist von vier in derselben Ebene liegenden Calciumionen umgeben, während jedes Kaliumion von acht H2O-Molekülen umgeben ist. Auf diese Weise wechseln die Tetraederschichten kontinuierlich mit Schichten, die aus den großen Kationen von Calcium und Kalium sowie F−/OH− und H2O-Molekülen bestehen. Die Anordnung der Schichten parallel (001) erklärt die sehr vollkommene Spaltbarkeit des Fluorapophyllit-(K) in diese Richtung.
Das Kristallwasser wird in zwei Schritten zwischen 310 und 334 °C sowie 430 und 450 °C ausgetrieben.
Eigenschaften Morphologie mini|Apophyllit mit Längsstreifung, entstanden durch Baufehler mit Bildung aneinandergrenzender Subindividuen mini|Fluorapophyllit-(K)-Kristalle mit zinnenartig auslaufenden Terminierungen auf Stilbit-Ca aus dem Distrikt Nashik, Indien (Größe: 17,2 cm × 11,4 cm × 8,4 cm)
Fluorapophyllit-(K) bildet fast immer aufgewachsene, bis zu 20 cm große Kristalle, die im Wesentlichen in vier verschiedenen Grundtypen mit den Hauptflächenformen {110}, {101} und {001} auftreten (siehe dazu auch die zugehörigen Grafiken). Bei Vergleichen mit historischen Kristallzeichnungen muss beachtet werden, dass die Aufstellung der Kristalle in modernen Zeichnungen gegenüber der früheren morphologischen Orientierung um 45° gedreht ist.
Neben prismatischen bis isometrischen, pseudowürfeligen Kristallen mit den trachtbestimmenden, sich meist im Gleichgewicht befindlichen Flächenformen {110} und {001} existieren Kristalle, die durch Dominanz von {101} dipyramidal und durch Dominanz von {001} tafelig erscheinen. Die Flächen von {110} weisen durch gleichzeitiges Auftreten von {110} und {210} häufig eine deutliche und tiefe, kantenparallele Streifung sowie Rundung auf. Im Gegensatz dazu steht die bereits Ende des 19. Jahrhunderts vertretene Meinung, dass die Streifung der Apophyllite durch Baufehler mit Bildung zahlloser aneinandergrenzender Subindividuen entsteht, wobei die individuellen Blöcke um jeweils 1° bis 3° versetzt sind, wie es auch die nebenstehende Kristallzeichnung zeigt.
Die Flächen von {001} sind oft matt, rau oder laufen in zahllose einzelne Subindividuen aus. Fluorapophyllit-(K) bildet gelegentlich Zwillinge mit der Zwillingsachse normal auf (111) und der Verwachsungsfläche ebenfalls normal auf (111), folglich ungefähr parallel (3) (alte Aufstellung!). Ferner muss auf die radialstrahligen Fluorapophyllit-(K)-Aggregate von Momin Akhada bei Rahuri unweit Ahmednagar in Indien verwiesen werden, deren kugelförmiges Erscheinungsbild an so genannte Diskokugeln erinnert.
Physikalische und chemische Eigenschaften In reiner Form ist Fluorapophyllit-(K) farblos und wasserklar-durchsichtig. Durch vielfache Lichtbrechung aufgrund von Gitterbaufehlern oder polykristalliner Ausbildung sind die Kristalle aber häufiger weiß, wobei die Transparenz entsprechend abnimmt, oder zeigen durch Fremdatome wie Vanadium bzw. durch Einschlüsse anderer Minerale (z. B. Seladonit, Hämatit) rosafarbene, gelbliche oder grünliche Töne. Die Strichfarbe des Fluorapophyllit-(K) ist hingegen immer weiß. Die Oberflächen der durchscheinenden bis durchsichtigen Kristalle weisen auf allen Flächen einen starken glasartigen Glanz, auf den Flächen von {001} und auf Spaltflächen hingegen Perlmuttglanz auf.
Fluorapophyllit-(K) besitzt eine sehr vollkommene Spaltbarkeit nach {001}, bricht aufgrund seiner Sprödigkeit aber ähnlich wie Amblygonit, wobei die Bruchflächen uneben ausgebildet sind. Mit einer Mohshärte von 4,5 bis 5 gehört Fluorapophyllit-(K) zu den mittelharten Mineralen, die sich wie die Referenzminerale Fluorit und Apatit mehr oder weniger leicht mit einem Taschenmesser ritzen lassen. Die gemessene Dichte für Fluorapophyllit-(K) beträgt je nach Autor 2,33 bis 2,37 g/cm³, die berechnete Dichte liegt bei 2,37 g/cm³.