Nontronit

Nontronit
Nontronit aus der Slowakei
Chemische Formel	(Ca0,5, Na)0,3Fe3+2(Si,Al)4O10(OH)2*nH2O
Mineralklasse	Phyllosilikate 9.EC.40 (9. Aufl.) ; VIII/H.19-40 (8. Aufl.) (nach Strunz) 71.03.01a.03 (nach Dana)
Kristallsystem	monoklin
Kristallklasse	monoklin-prismatisch 2 / m [1]
Farbe	gelb, gelb-grün, olivgrün, grün, orange, braun
Strichfarbe	farblos; weiß
Mohshärte	1,5 bis 2
Dichte (g/cm3)	2,3 (berechnet 2,28)
Glanz	erdig, harzig, wachsartig, stumpf
Transparenz	nahezu opak
Bruch	scherbenhaft, splittrig; tonhaft
Spaltbarkeit	vollkommen nach {001}; {110} deutlich
Habitus	meist kryptokristallin; pseudohexagonal; blättrig; wurmförmige, filzige Aggregate; Sphärolithe
Häufige Kristallflächen	{001}, {110}
Kristalloptik
Brechungsindex	α=1,530 bis 1,580 β=1,555 bis 1,612 γ=1,560 bis 1,615 [2]
Doppelbrechung (optische Orientierung)	Δ=0,030 bis 0,035 [2] ; zweiachsig negativ [2]
Winkel/Dispersion der optischen Achsen	2vz ~ 25-68° (hier: 2Vx) [3]
Pleochroismus	X: gelblich Y: gelbgrün (bis dunkelbraun) Z: olivgrün (bis hellbraun) X<Y<Z oder X<Z<Y
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten	in Natronlauge löslich; Salzsäure löst Kationen und hinterläßt Silikatsekelett; adsorbiert Anilinfarben
Ähnliche Minerale	Beidellit, Montmorillonit

Der zur Gruppe der Smektite gehörende Nontronit ist ein nicht allzu häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der Silikate, genauer ein regulär geschichtetes Phyllosilikat (Tonmineral). Er kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung (Ca_0,5, Na)_0,3Fe³⁺₂(Si,Al)₄O₁₀(OH)₂*nH₂O.

Das Mineral hat eine geringe Härte von 1,5 bis 2,0 und eine gelbe bis gelbgrüne Farbe. Die Strichfarbe ist meist farblos kann aber auch weiß sein. Ähnliche Minerale sind andere Smektite wie beispielsweise Beidellit und Montmorillonit.

Etymologie und Geschichte

Das Mineral Nontronit wurde nach Nontron benannt, einer Kleinstadt im Norden des Départements Dordogne. Die eigentliche Typlokalität befindet sich aber bei Le Mandereau im Gemeindegebiet von Saint-Pardoux-la-Rivière. Hier wurde beim Abbau von Mangan (Mangandioxid) der Nontronit entdeckt.

Nontronit wird aufgrund seiner Farbe und seines Auftretens auch als Chloropal bezeichnet. Ein weiteres Synonym ist der Hydoferripyrophyllit.

Das Mineral wurde zum ersten Mal 1827 von Pierre Berthier wissenschaftlich beschrieben. Sein Typus-Handstück befindet sich im Mineralogiemuseum der École Nationale Supérieure des Mines in Paris.

Mischreihen und Varietäten

Nontronit bildet mit dem Mineral Beidellit eine eingeschränkte Mischreihe; Beidellit besitzt bis zu einem Atom Fe³⁺ pro Formeleinheit, Nontronit mehr als zwei Atome pro Formeleinheit ^[4]. Montmorillonit und Nontronit können ebenfalls als Mischreihe betrachtet werden, die durch die Substitution Al³⁺ für Fe³⁺ zustande kommt. Auch in diesem Fall ist die Mischreihe nicht vollständig, es besteht eine sehr große Mischlücke zwischen 25 und 75 Mol % Fe³⁺.

Eine Varietät stellt der Chrom-Nontronit dar.

Bildung und Fundorte

Nontronit ist ein Verwitterungsprodukt von Biotit, sowie generell von Basalten, Kimberliten und anderen ultramafischen Gesteinen (zu finden als Kluftbestege und Überzüge in diesen Gesteinen). Auch kann er pseudomorph Hornblenden und Pyroxene verdrängen. Gelegentlich wird er auch als Imprägnation in porösen Kontaktgesteinen von Olivinbasalten beobachtet.

Nontronit tritt ferner in schlecht drainierten vulkanischen Aschenböden auf. In manchen Minerallagerstätten entstand er hydrothermal durch an Silizium und Eisen angereicherte Lösungen (so beispielsweise in Graphit- und Sulfidlagerstätten); ferner bildet er sich hydrothermal an ozeanischen Rücken und anderen Austrittsstellen in der Tiefsee. In kontaktmetamorph veränderten Kalken kann Nontronit ebenfalls vorkommen. Authigen bildet er sich in rezenten Meeressedimenten. Womöglich spielen auch Mikroorganismen bei seiner Entstehung eine wichtige Rolle ^[5].

Begleitminerale von Nontronit sind unter anderem Apophyllit, Calcit, Chabasit, Hollandit, Pyrit, Quarz (mit den Varietäten Chalcedon und Opal), Siderit und Strengit.

Nontronit kann den zuvor in vulkanischen Gasblasen gebildeten Laumontit verdrängen.

Fundorte in Frankreich neben der Typlokalität in der Dordogne sind die Départements Charente, Haute-Vienne, Rhône und Saône-et-Loire. Vorkommen in Deutschland befinden sich in Bayern bei Hagendorf, in Hessen am Vogelsberg, in Niedersachsen bei Göttingen und bei Sankt Andreasberg sowie in Sachsen bei Geilsdorf und bei Wolkenstein. Nontronit tritt außerdem in folgenden Ländern auf:

• Australien (New South Wales, South Australia)
• Brasilien (Minas Gerais)
• Indien (Maharashtra)
• Kasachstan
• Mexiko (Chihuahua)
• Madagaskar
• Namibia (Tsumeb)
• Norwegen (bei Froland)
• Polen (bei Strzegom)
• Portugal (bei Sátão
• Russland (bei Perm)
• Schweden (bei Vittensten)
• Slowakei
• Spanien (bei Gerona)
• Ungarn (Mátra-Gebirge)
• Venezuela
• Vereinigte Staaten (Arizona, Colorado, Hawaii, Kalifornien, North Carolina, New Mexico, Pennsylvania, Utah, Washington und West Virginia)

Extraterrestrisches Vorkommen

Es besteht Grund zu der Annahme, dass Nontronit auch auf dem Planet Mars zugegen ist. Erste Hinweise lieferte bereits Mariner 9 im Jahr 1971, die dann 1975 von Viking 1 und Viking 2 erhärtet wurden (Die Röntgenspektrometer der beiden Sonden fanden bis zu 47 % Nontronit). Diese Vermutungen wurden erneut mit dem Infrarotspektrometer von Mars Express bestätigt ^[6]

Kristallstruktur

Nontronit kristallisiert im monoklin-prismatischen Kristallsystem in der Raumgruppe $\ C 2/m$ (Raumgruppen-Nr. 12) mit den Gitterparametern a = 5,28 Å; b = 9,14 Å; c = 9,28 Å und β = 101,0° sowie 2 Formeleinheiten pro Elementarzelle.^[7]

Die grundlegenden Baueinheiten der Nontronitstruktur sind:

• [SiO₄]-Tetraeder in Viererkoordination und
• [Fe³⁺O₆]-Oktaeder in Sechserkoordination.

Die Tetraederecken sind über ihre Sauerstoffatome zu pseudohexagonalen Tetraedernetzebenen verknüpft. Diese Tetraederschichten werden durch eine Schicht oktaedrisch koordinierter Fe³⁺-Kationen zusammengehalten. Die Oktaeder berühren sich über ihre Kanten. Beim Nontronit sind nur zwei der drei zentralen Oktaederpositionen von den Fe³⁺-Kationen besetzt, das Mineral ist daher dioktaedrisch. Die Schichten folgen in Richtung der c-Achse aufeinander und zwar in der Abfolge T-O-T (Tetraeder-Oktaeder-Tetraeder). Der Nontronit ist somit ein 2:1- oder Dreischicht-Tonmineral. Die Tetraederspitzen der Tetraederschichten zeigen jeweils in Richtung Oktaederschicht.

In den Tetraederschichten erfolgt eine Substitution der Si⁴⁺-Atome durch Fe³⁺- und/oder Al³⁺-Atome (bis zu einem Verhältnis von 1:8). In den Oktaedern erfolgt eine Substitution des Fe³⁺ durch Al³⁺ und Mg²⁺. Durch die Substitutionen entsteht eine Schichtladung, die zu mehr als 60 % in der Tetraederschicht konzentriert ist. Das entstandene Ungleichgewicht in den Ladungen wid durch Kationen wie Na⁺, Ca²⁺ und gelegentlich Mg²⁺ kompensiert, die sich schichtartig zwischen zwei T-O-T-Lagen legen. In diese Zwischenschicht lagern sich ferner Wassermoleküle ein. Nontronit ist somit ein Kationen-Austauscher und durch den Wassereinbau quellfähig.

Die OH-Gruppen sind mit den Oktaedern assoziiert.

Nontronit besitzt eine .

Siehe auch

• Systematik der Minerale nach Strunz (9. Auflage)
• Liste der Minerale

Einzelnachweise

1. ↑ Webmineral – Nontronit (engl.)
2. ↑ ^{a b c} MinDat - Nontronit (engl.)
3. ↑ W. E. Tröger: Optische Bestimmung der gesteinsbildenden Minerale. 4. neubearbeitete Auflage. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, 1971, ISBN 3-510-65011-5 (S. 109)
4. ↑ Caillère, S. et al: Minéralogie des argiles. Classification et nomenclature.. Masson, 1982.
5. ↑ Kohler et al.: In: Clays and Clay Minerals. 42, 1994.
6. ↑ Poulet, F. et al.: Phyllosilicates on Mars and implication for early martian climate. In: Nature. 438, 2005.
7. ↑ American Mineralogist Crystal Structure Database - Nontronite und Diffraction Data (englisch, European Journal of Mineralogy 18, 2006)

Weblinks

 Commons: Nontronite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Mineralienatlas:Nontronit (Wiki)
• Mineral Handbook