Hydroxylherderit, veraltet u. a. auch als Hydro-Herderit oder Hydroxyl-Herderit bekannt, ist ein eher selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“. Es kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit der chemischen Formel CaBe[(OH,F)|PO4], ist also chemisch gesehen ein Calcium-Beryllium-Phosphat mit zusätzlichen Hydroxidionen. Die in den runden Klammern angegebenen Verbindungen bzw. Elemente F und OH können sich dabei in der Formel jeweils gegenseitig vertreten (Substitution, Diadochie), stehen jedoch immer im selben Mengenverhältnis zu den anderen Bestandteilen des Minerals.
Hydroxylherderit findet sich vor allem in Form von kurzprismatischen, nach der c-Achse oder der a-Achse gestreckten Kristallen oder in nach {001} dicktafeligen Individuen, die bis zu 17 cm Größe erreichen können. Bekannt sind ferner nierige bis kugelige, auch radialfaserige Aggregate. Hydroxylherderit bildet eine lückenlose Mischkristallreihe mit seinem wesentlich selteneren fluordominanten Analogon Herderit, von dem er makroskopisch nicht zu unterscheiden ist.
Etymologie und Geschichte mini|links|Sigismund August Wolfgang Freiherr von Herder – Namensgeber für Herderit und Hydroxylherderit
Als Erstbeschreiber des Hydroxylherderits gilt der US-amerikanische Mineraloge und Chemiker Samuel Lewis Penfield, der 1894 ihm zur Verfügung gestellte Kristalle eines unbekannten Minerals aus Paris in Maine/USA als fluorfreien Herderit erkannt hatte und aufgrund der Ähnlichkeit mit Herderit und der chemischen Zusammensetzung mit OH anstelle von F den Namen Hydro-Herderit (Hydroherderit) einführte. Über fünfzig Jahre später änderten Charles Palache, Harry Berman und Clifford Frondel diesen Namen in Hydroxyl-Herderit und definierten das Mineral als Endglied einer Mischkristallreihe mit Herderit und damit als eigene Spezies. Die Grundlage dieser Definition bleibt unklar, da eine Analyse, welche einen fluordominanten Herderit belegt hätte, bis zu diesem Zeitpunkt nicht existierte. Wiederum über fünfzig Jahre wurde das Mineral in Hydroxylherderit umbenannt. Hydroxylherderit galt lange „nur“ als Varietät von Herderit – und wurde auch 1987 noch so bezeichnet.
Typmaterial des Minerals ist nicht definiert. Anderen Angaben zufolge befindet sich das Typmaterial des Hydroxylherderites in der Yale University, New Haven, Connecticut, Vereinigte Staaten (Katalog-Nr. Brush 1971, 1972, 1974, 1975).
Klassifikation Bereits in der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Hydroxylherderit zur Mineralklasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort zur Abteilung der „Wasserfreien Phosphate, mit fremden Anionen F, Cl, O, OH“, wo er zusammen mit Babefphit, Bergslagit, Herderit und Väyrynenit die unbenannte Gruppe VII/B.01 bildete.
Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Hydroxylherderit ebenfalls in die Abteilung der „Phosphate usw. mit zusätzlichen Anionen; ohne H2O“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen und dem Stoffmengenverhältnis der zusätzlichen Anionen zum Phosphat-, Arsenat bzw. Vanadatkomplex (RO4), so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit kleinen und mittelgroßen Kationen“ zu finden ist, wo es nur noch zusammen mit Bergslagit und Herderit die „Herderitgruppe“ mit der System-Nr. 8.BA.10 bildet.
Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Hydroxylherderit in die Klasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort in die Abteilung der „Wasserfreien Phosphate etc., mit Hydroxyl oder Halogen“. Hier ist er als Namensgeber der „Herderitgruppe“ mit der System-Nr. 41.05.04 und den weiteren Mitgliedern Bergslagit, Herderit und Väyrynenit innerhalb der Unterabteilung „Wasserfreie Phosphate etc., mit Hydroxyl oder Halogen mit (AB)2(XO4)Zq“ zu finden.
Chemismus Die Analyse des „Hydro-Herderits“ von Paris, Maine/USA, ergab Gehalte von 34,04 % CaO; 16,13 % BeO; 44,05 % P2O5; 5,85 % H2O und nur Spuren von Fluor, die zur Formel CaBePO4OH idealisiert wurden. Unter den von Peter B. Leavens, Pete J. Dunn und Richard V. Gaines untersuchten Hydroxylherderiten weist ein aus der Palermo #1 Mine bei North Groton in New Hampshire den geringsten Fluorgehalt und die mit 98 Mol-% höchsten Anteil an Hydroxylherderit auf. An diesem Kristall wurden Gehalte von 34,17 % CaO; 43,14 % P2O5 und 0,19 % Fluor gemessen.
Die Formel des reinen Hydroxyl-Endgliedes CaBePO4OH erfordert Gehalte von 34,82 % CaO; 15,53 % BeO, 44,06 % P2O5 und 5,59 % H2O.
Hydroxylherderit ist das hydroxyldominante Analogon des fluordominierten Herderits, mit dem er eine kontinuierliche Mischkristallreihe bildet. Ein Fluorgehalt von 5,86 Gew.-% charakterisiert den Mittelpunkt der Mischkristallreihe. Bei Kristallen mit Fluorgehalten < 5,86Gew.-% handelt es sich um Hydroxylherderite, ist der Wert größer als 5,86 Gew.-%, liegt Herderit vor.
Kristallstruktur Hydroxylherderit kristallisiert monoklin in der mit den Gitterparametern a = 9,79 Å; b = 7,66 Å; c = 4,80 Å und β = 90,0° sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle.
Die Kristallstruktur des Hydroxylherderits besteht aus Schichten von eckenverknüpften BeO3(OH,F)- und PO4-Tetraedern, die in Richtung der c-Achse durch Schichten aus kantenverknüpften CaO6(OH,F)2-Polyedern verbunden sind. Jede Tetraederschicht enthält alternierende PO4- und BeO3(OH,F)-Polyeder, die ein Gerüst aus zentrosymmetrischen Vierer- und Achterringen parallel (001) bilden. Die CaO6(OH,F)2-Polyeder können am besten als leicht verzerrte tetragonale Antiprismen beschrieben werden, die – über gemeinsame Kanten – eine Schicht aus Sechserringen bilden. Trotz seiner ausgeprägten Schichtstruktur weist Hydroxylherderit nur eine undeutliche Spaltbarkeit auf.
Hydroxylherderit ist isotyp zu Datolith (und Herderit), d. h., er kristallisiert mit der gleichen Struktur wie Datolith.
Eigenschaften mini|links|Flächenreiche Hydroxylherderit-Kristalle mit zugehörigen Kopfbildern. Links ein einfacher Kristall, rechts ein Zwillingskristall. Gleiche Farben bedeuten gleiche Flächenformen.
Morphologie Hydroxylherderit kann sehr große Kristalle bilden, die starke Unterschiede in Tracht und Habitus aufweisen. Sie sind kurzprismatisch nach der a-Achse oder der c-Achse oder dicktafelig nach {001} ausgebildet. Die Kristalle sind oft sehr komplex und flächenreich und besitzen dadurch ein verrundetes Aussehen. An ihnen dominieren die Pinakoide {100}, {010}, {001} und {102} sowie die Prismen {011}, {012}, {021}, {110}, {111}, {112}, {113}, {12}, {11} und {23}. Die Kristalle des Hydroxylherderits wirken aufgrund des von 90° nur unwesentlich abweichenden Winkels β sowie der fast immer vorhandenen Verzwillingung meist pseudo-orthorhombisch. Die Kristalle vom Erstfundort Paris und die von Topsham, beide Maine/USA, gehören zu den wenigen Vertretern der Hydroxylherderite, an denen man die Zugehörigkeit zum monoklinen Kristallsystem deutlich erkennen kann (vgl. die nebenstehenden Kristallzeichnungen). Die mit bis zu 17 cm größten Kristalle stammen aus der Lavra do Xanda, Virgem da Lapa, Minas Gerais, Brasilien.
mini|rechts|Zeichnung eines idealisierten Hydroxylherderit-Vierlings Auf die Zwillingsbildung an Hydroxylherderitkristallen hat erstmals Samuel Lewis Penfield aufmerksam gemacht. Hydroxylherderit kann entweder Zwillinge nach {001} mit {001} als Zwillingsebene oder nach {100} mit {100} als Zwillingsebene bilden. Zwillingsbildung nach {001} ist v. a. am Kristallen aus dem „Golconda Pegmatit“ in Minas Gerais bekannt, Zwillingsbildung nach {100} – obwohl in vielen Fällen schwer zu identifizieren – zeigen praktisch alle größeren Kristalle. Daneben sind, insbesondere aus dem „Golconda Pegmatit“ und hier aus der „Lavra da Golconda Velha“, auch Vierlinge nach beiden Zwillingsgesetzen bekannt, die charakteristische „Fishtail“-Berührungszwillinge bilden (vgl. die nebenstehende Kristallzeichnung). Die Zwillingskristalle von Virgem da Lapa zeigen auf {112} und auf {010} eine durch die Zwillingsbildung verursachte, oft „gebogen“ wirkende Streifung. Gelegentlich werden auch Ätzfiguren beobachtet. Hydroxylherderit wurde in Form von scharfkantigen Kristallen als Einschluss in anderen Mineralen gefunden.
Bekannt sind ferner nierige bis kugelige, im Innern radialfaserige Aggregate, die Pseudomorphosen nach Beryllonit darstellen. Sphärische Aggregate aus dünntafeligen Hydroxylherderit-Kristallen stammen aus der Lavra do Jaime bei Linópolis in Minas Gerais, Brasilien.
mini|rechts|Hydroxylherderit-Kristalle von Fundpunkten im Fichtelgebirge und in Maine/USA
Physikalische und chemische Eigenschaften Hydroxylherderitkristalle sind farblos, grau, braun, blassgelb, grünlichweiß, hellblau oder violett, ihre Strichfarbe ist dagegen immer weiß. Kristalle von Virgem da Lapa, Minas Gerais, weisen einen alexandritartigen Farbwechsel von blaugrün oder blau im Tageslicht zu lavendelfarben oder hellviolett im Glühlampenlicht auf. Die Oberflächen der durchscheinenden bis durchsichtigen Kristalle zeigen einen glas- oder harzartigen Glanz. Hydroxylherderit besitzt eine mittelhohe Licht- und eine mittelhohe bis hohe Doppelbrechung (δ = 0,033). Die Höhe der Lichtbrechung korreliert linear mit dem Fluorgehalt der Herderit-Hydroxylherderit-Mischkristalle. Sie sinkt mit steigendem Fluorgehalt. Chatoyance (Katzenaugeneffekt) zeigen die bis zu 7 cm langen, beige bis hellbraun gefärbten Kristalle aus der „Lavra Olho de Gato“ bei Golconda unweit Governador Valadares, Minas Gerais, Brasilien.
Im durchfallenden Licht ist Hydroxylherderit farblos und ohne Pleochroismus, wobei grüne Herderit-Hydroxylherderit-Mischkristalle einen schwachen bis moderaten Pleochroismus von grün nach gelblichgrün zeigen.
Hydroxylherderit besitzt eine undeutliche Spaltbarkeit nach (110), bricht aufgrund seiner Sprödigkeit aber ähnlich wie Quarz oder Glas, wobei die Bruchflächen halbmuschelig ausgebildet sind. Das Mineral weist eine Mohshärte von 5 bis 5,5 auf und gehört damit zu den mittelharten Mineralen, die sich ähnlich gut wie das Referenzmineral Apatit mit einem Taschenmesser noch ritzen lassen. Die gemessene Dichte für Hydroxylherderit beträgt 2,95 g/cm³, die berechnete Dichte 2,94–2,97 g/cm³.
Vor dem Lötrohr bläht sich der Hydroxylherderit auf und schmilzt zu weißem Email. Er färbt die Flamme schwach grünlich. Im geschlossenen Röhrchen werden die Kristalle weiß, dekrepitieren heftig und geben schwach saures Wasser ab. In Salzsäure (HCl) ist er langsam, aber vollständig löslich. Hydroxylherderit zeigt eine schwache gelbe Fluoreszenz im kurzwelligen UV-Licht, die möglicherweise von einer hellen gelborangefarbenen Phosphoreszenz begleitet wird.
Bildung und Fundorte mini|links|Hydroxylherderit-Zwilling mit deutlichem einspringendem Winkel aus Linópolis, Divino das Laranjeiras, Doce-Tal, Minas Gerais, Brasilien (Größe: 6 cm × 4,6 cm × 1,2 cm) mini|rechts|Grüner Hydroxylherderit-Kristall aus „Dara-i-Pech“ in Afghanistan (Größe: 7 cm × 6 cm × 4 cm) mini|rechts|Grüner Hydroxylherderit auf Topas aus Dassu im Braldu-Tal, Pakistan (Größe: 3 cm × 2,9 cm × 2,2 cm)