Murmanit ist ein seltenes Mineral aus der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ (Gruppensilikate). Es kristallisiert im triklinen Kristallsystem mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung Na2Ti2Na2Ti2(Si2O7)2O4(H2O)4 – ist also ein wasserhaltiges Natrium-Titan-Silikat mit zusätzlichen Oxid-Ionen. Strukturell gehört Murmanit zu den Gruppensilikaten (Sorosilikaten).
Murmanit bildet nur selten gut ausgebildete Kristalle, die dann bis zu 2 cm Größe erreichen können. Viel häufiger sind flockige und blätterige sowie radialstrahlige und feinkörnige Aggregate. Er tritt innerhalb von Alkaligesteinskomplexen in Pegmatiten und vergesellschafteten magmatischen Gesteinen entweder als primärmagmatisches Mineral oder als Umwandlungsprodukt von Lomonosovit auf und wird von Lomonosovit, Aegirin, Arfvedsonit, Neptunit, Mikroklin, Albit, Natrolith, Analcim, Nephelin, Sodalith, Eudialyt, Lorenzenit, Lamprophyllit, Rinkit und Ussingit begleitet.
Für den Murmanit existieren zwei gemeinsame (Co-)Typlokalitäten: das Flusstal des Tschinglusuai () und die Kare am Raslak (), beide in den Lowosero-Tundren in der Oblast Murmansk auf der Halbinsel Kola in Russland. Bis auf wenige Ausnahmen befinden sich auch alle weiteren Fundstellen für Murmanit in den Chibinen und den Lowosero-Tundren in Russland.
Etymologie und Geschichte mini|links|Wilhelm Ramsay – der Erstfinder des Minerals Murmanit mini|links|Kap Kekurski () auf der Fischerhalbinsel (). Beide befinden sich an der Nordküste der Halbinsel Kola – die in Russland auch als Murmanküste bezeichnet wurde. Nach dieser Küste ist das Mineral Murmanit benannt.
Das heute als Murmanit bekannte Mineral wurde erstmals von Wilhelm Ramsay in den Lowosero-Tundren gefunden und wie folgt charakterisiert:
Im Jahre 1923 wurde im Zuge der Expeditionen von Akademiemitglied Alexander Jewgenjewitsch Fersman in den Lowosero-Tundren dieses erstmals von Ramsay beschriebene Mineral wiederentdeckt. Das anfänglich nur in kleinen Mengen gefundene Mineral erhielt im Bericht von A. E. Fersman nach der auffallenden Farbe und der sehr vollkommenen Spaltbarkeit zunächst den Arbeitsnamen Violophyllit (). Weitere Expeditionen in die Lowosero-Tundren in den Jahren 1924–1926 wiesen Vorkommen dieses Minerals im Tschinglusuai-Tal und in den Raslak-Karen am Berg Kedykwerpachk nach.
Bereits 1926 konnte Fersman in der ersten Arbeit, in welcher dem westlichen Publikum die neuen Minerale aus den Chibinen und Lowosero-Tundren vorgestellt wurden, konstatieren:
Aus den Lowosero-Tundren stammte das gesamte für die Untersuchung notwendige Material, an welchem Nina Nikolajewna Gutkowa () die Erstbeschreibung für das neue Mineral (Ein neues Titano-Silikat – Murmanit aus den Lowosero-Tundren, ) durchführte. Den endgültigen Status einer eigenständigen Mineralart mit dem modernen Namen Murmanit erhielt das Mineral in dieser 1930 veröffentlichten Erstbeschreibung. Der Name Murmanit wurde aufgrund der Lage der Fundstellen auf der Kola-Halbinsel gewählt, deren nördlicher Teil in Russland vor 1918 als Murmanküste bezeichnet wurde.
Obwohl seit 1890 bekannt, wurde das Mineral Murmanit in Hintzes den state of the art zusammenfassenden Standardwerk der damaligen Zeit „Handbuch der Mineralogie“ noch nicht aufgeführt. Die erste umfangreichere Arbeit über das Mineral Murmanit stammt – wie oben erwähnt – von Nina Nikolajewna Gutkowa. Im 1938 erschienenen „Ergänzungsband Neue Mineralien“ zum „Handbuch der Mineralogie“ wird das Mineral mit den oben genannten Quellen, insbesondere der Arbeit von Nina Nikolajewna Gutkowa, dann aber ausführlich vorgestellt.
Das Typmaterial für Murmanit wird unter den Katalognummern 25852-25854 und 25862-25863 in der Systematischen Sammlung des Mineralogischen Museums, benannt nach A. J. Fersman (Alexander Jewgenjewitsch Fersman) der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau aufbewahrt. Aufgrund der Entdeckung und Erstbeschreibung vor 1959 (tatsächlich vor über 130 Jahren) zählt der Murmanit zu den Mineralen, die von der International Mineralogical Association (IMA) als Grandfathered bezeichnet werden und keine eigentliche IMA-Nummer besitzen. Im Zuge der von der IMA im Jahre 2016 anerkannten Aufstellung der neuen Seidozerit-Supergruppe mit vier Untergruppen wurde Murmanit neu definiert und wird in der aktuellen „IMA List of Minerals“ statt mit einer IMA-Nummer mit der Sammelbezeichnung „2016 s.p.“ („Special Procedure“) geführt.
Klassifikation Bereits in der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Murmanit zur Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und dort zur Abteilung der „Gruppensilikate (Sorosilikate)“, wo er zusammen mit Betalomonosovit (β-Lomonosovit, β-Lomonossowit), Epistolit und Lomonosovit (Lomonossowit) die „Murmanit-Epistolit-Gruppe“ mit der System-Nr. VIII/B.11 bildete.
Im zuletzt 2018 überarbeiteten und aktualisierten Lapis-Mineralienverzeichnis nach Stefan Weiß, das sich aus Rücksicht auf private Sammler und institutionelle Sammlungen noch nach dieser alten Form der Systematik von Karl Hugo Strunz richtet, erhielt das Mineral die System- und Mineral-Nr. VIII/C.14-040. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies ebenfalls der Abteilung „Gruppensilikate“, wobei in den Gruppen VIII/C.07 bis 20 die Gruppensilikate mit der Baugruppe [Si2O7]6− und tetraederfremden Anionen (O,OH,F) eingeordnet sind. Murmanit bildet hier zusammen mit Shkatulkalith, Jinshajiangit, Perraultit, Surkhobit, Epistolit, Bornemanit, Lomonosovit, Vuonnemit, Innelit, Phosphoinnelit, Yoshimurait, Bussenit, Quadruphit, Sobolevit und Polyphit die „Murmanit-Lomonosovit-Reihe“.
Auch die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Murmanit in die Abteilung der „Gruppensilikate (Sorosilikate)“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der Struktur der Silikatgruppen, der möglichen Anwesenheit zusätzlicher Anionen und der Koordinationszahl der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung und seinem Aufbau in der Unterabteilung „Si2O7-Gruppen mit zusätzlichen Anionen; Kationen in oktaedrischer und größerer Koordination“ zu finden ist, wo es als bislang einziges Mitglied die „Murmanit-Gruppe“ mit der System-Nr. 9.BE.27 bildet.
Die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Murmanit ebenfalls in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Gruppensilikate“ ein. Hier ist er als bislang einziger Vertreter in der „Murmanitgruppe“ mit der System-Nr. 56.02.07 innerhalb der Unterabteilung „Gruppensilikate: Si2O7-Gruppen und O, OH, F und H2O mit Kationen in und/oder >-Koordination“ zu finden.
Chemismus Bereits Wilhelm Ramsay konnte in seinem damaligen „neuen Mineral (3)“ Gehalte an Natrium, Kalium, Calcium, Eisen, Cer (und Didym, Lanthan), Magnesium, Titan und Silizium nachweisen. Da er selber darauf hinwies, dass „es von Einschlüssen von den anderen Mineralen des Gesteins […] im Dünnschliffe [wimmelt]“, dürften zumindest Teile dieses Inventars auf Einschlüsse und/oder Verunreinigungen zurückzuführen sein. Eine der ersten nasschemischen Analysen stammt von Irina Dmitriewna Borneman-Starynkewitsch () und wurde an einem Murmanit aus dem Flusstal des Tschinglusuai durchgeführt. Sie lieferte 30,06 % SiO2; 38,24 % TiO2; 2,08 % ZrO2; 2,33 % Fe2O3; 0,30 % FeO; 2,30 % MnO; 2,56 % CaO; 0,35 % MgO; 10,38 % Na2O; 0,83 % K2O; 6,03 % H2O− und 4,17 % H2O+ (Summe 99,63 %).
Eine Elektronenstrahlmikroanalyse an Murmanit aus dem in Foyaiten sitzenden Mikroklin-Natrolith-Gang No. 18 am Berg Eweslogtschorr in den Chibinen ergab 29,69 % SiO2; 26,89 % TiO2; 0,09 % Al2O3; 2,14 % FeO; 1,26 % MgO; 5,41 % CaO; 0,82 % SrO; 3,62 % MnO; 10,51 % Nb2O5; 5,01 % Na2O und 0,59 % K2O (Summe 86,02 %, keine Gehalte an ZrO2, V2O5 und P2O5 nachweisbar; Gehalte an H2O nicht bestimmt).
Die offizielle Formel der IMA für Murmannit lautet Na2Ti2Na2Ti2(Si2O7)2O4(H2O)4. Sie ähnelt der von Victor N. Yakovenchuk und Kollegen für den Murmanit angegebenen Formel Na2Ti2[Si2O7]O2·2H2O. Yakovenchuk und Kollegen geben allerdings als Idealformel Na3Ti3NbSi4O18·4H2O an, welche idealerweise Gehalte von 30,90 % SiO2; 30,81 % TiO2; 17,08 % Nb2O5; 11,95 % Na2O und 9,26 % H2O und damit erhebliche Gehalte an Niob erfordert.
Von Elena Sokolova und Fernando Cámara wird die allgemeine Formel für den TS-Block der Titansilikate wie folgt angegeben: AP2BP2MH2MO4(Si2O7)2X4+n, mit:
MH2 und MO4 sind Kationen der H- und O-Schichten MH = Ti, Nb, Zr, Y, Mn, Ca + SEE, Ca MO = Ti, Zr, Nb, Fe3+, Fe2+, Mg, Mn, Zn, Ca, Na AP und BP = sind Kationen der peripheren (P) Schichten = Na, Ca + SEE, Ca, Zn, Ba, Sr, K X = Anionen = O2−, OH−, F−, H2O X4+n = XO4 + XPn, n = 0, 1, 1,5, 2, 4 XP = XPM und XPA = apikale Anionen der MH- und AP-Kationen der Peripherie des TS-Blocks Die Stöchiometrie des Kernteils des TS-Blocks, MH2MO4(Si2O7)2XO4, ist in allen Strukturen invariant.
Elena Sokolova und Fernando Cámara zufolge lauten die Formeln für Murmanit wie folgt: Idealformel: Na2Ti2Na2Ti2(Si2O7)2O4(H2O)4 Kurzform für die Idealformel: Na4Ti4(Si2O7)2O4(H2O)4
Die alleinige Elementkombination Na–Ti–Si–H–O, wie sie der offiziellen Formel der IMA für den Murmanit zu entnehmen ist, weisen unter den derzeit bekannten Mineralen (Stand 2021) neben Murmanit nur Ivanyukit-Na und Ivanyukit-Na-C, beide Na2Ti4(SiO4)3(OH)2O2·6H2O, Ivanyukit-Na-T, Na2Ti4(SiO4)3(OH)O3·7H2O, sowie Penkvilksit, Na4Ti2Si8O22·4H2O, auf.
Murmanit ist Namensgeber der Murmanit-Gruppe, die wiederum in die von Elena Sokolova und Fernando Cámara aufgestellte Seidozerit-Obergruppe (Seidozerit-Supergruppe) gestellt wird. Unabhängig von den Beziehungen zu den anderen Vertretern der Murmanit-Gruppe und der Seidozerit-Obergruppe ist Calciomurmanit, (Na,◻)2Ca(Ti,Mg,Nb)4[Si2O7]2O2(OH,O)2(H2O)4, das Na-Ca-geordnete Analogon zum Murmanit.
Kristallstruktur mini|300px|Räumliche Darstellung der Struktur von Murmanit in kationenzentrierter polyedrischer Darstellung in der kristallografischen Standardaufstellung. Der orangefarbene Umriss zeigt die Einheitszelle.Farblegende:
Murmanit kristallisiert im triklinen Kristallsystem in der mit den Gitterparametern a = 5,388 Å; b = 7,058 Å; c = 12,176 Å; α = 93,511°; β = 107,943° und γ = 90,093° sowie einer Formeleinheit pro Elementarzelle.
Wie Ramiza K. Rastsvetaeva und Kollegen ausführen, beruhen die Kristallstrukturen der meisten Schichtsilikatminerale auf zweidimensionalen Schichten, die aus verschiedenen Arten von Modulen bestehen. Jedes Modul enthält eine zentrale, oktaedrische O-Schicht aus M-zentrierten Oktaedern mit gemeinsamen Kanten, die entweder mit einer oder zwei Schichten aus Si-zentrierten Tetraedern (T-Schichten) oder (im Fall von Heterophyllosilikaten) mit zwei gemischten heteropolyedrischen H-Schichten (welche Si-zentrierte Tetraeder und L-zentrierte Oktaeder oder „Semioktaeder“ genannte tetragonale Pyramiden enthalten) verknüpft sind. In Heterophyllosilikaten wie dem Murmanit sind die O- und H-Schichten über gemeinsame Sauerstoff-Atome so miteinander verknüpft, dass sie HOH-Module bilden, welche die Werte von zwei Gitterparametern bestimmen: ≈ 5,4 Å und ≈ 7,1 Å (üblicherweise als a und b bezeichnet). Heterophyllosilikate lassen sich formal aus reinen Phyllosilikaten ableiteten, indem tetraedrische (T) Schichten durch gemischte (heteropolyedrische) Schichten, die entweder fünffach oder sechsfach koordinierte L-Kationen enthalten, ersetzt werden.