| Levinsonit-(Y) | |
|---|---|
| Allgemeines und Klassifikation | |
| IMA-Nummer | 1996-057[1] |
| IMA-Symbol | Lvi-Y[2] |
| Chemische Formel | (Y,Nd,Ce)Al(SO4)2(C2O4)·12H2O |
| Mineralklasse (und ggf. Abteilung) | Organische Verbindungen |
| System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana | IX/A.01 IX/A.01-120 10.AB.70 50.01.09.03 |
| Kristallographische Daten | |
| Kristallsystem | monoklin |
| Kristallklasse;Symbol | monoklin-prismatisch; 2/m |
| Raumgruppe | P2/n (Nr. 13, Stellung 2)Vorlage:Raumgruppe/13.2 |
| Gitterparameter | a = 10,289 Å;b = 9,234 Å;c = 11,015 Å β = 108,50°[3] |
| Formeleinheiten | Z = 2[3] |
| HäufigeKristallflächen | {101}, {010}, {101} |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mohshärte | nicht bestimmbar |
| Dichte (g/cm3) | 2,181 (berechnet) |
| Spaltbarkeit | sehr vollkommen nach {101} |
| Bruch;Tenazität | spröde; uneben |
| Farbe | farblos,[3] weiß[4] |
| Strichfarbe | farblos (also weiß) |
| Transparenz | durchsichtig |
| Glanz | Glasglanz[5] |
| Kristalloptik | |
| Brechungsindizes | nα = 1,48 nβ = 1,49 nγ = 1,59 |
| Doppelbrechung | δ = 0,11 |
| Optischer Charakter | zweiachsig positiv[5] |
| Achsenwinkel | 2V = 7° (gemessen), 46° (berechnet) |
| Weitere Eigenschaften | |
| Chemisches Verhalten | leicht wasserlöslich |
| Besondere Merkmale | schneller Zerfall unter dem Elektronenstrahl |
Levinsonit-(Y) ist ein sehr selten vorkommendesMineral aus derMineralklasse der „Organischen Verbindungen“. Es kristallisiert immonoklinen Kristallsystem mit derchemischen Formel (Y,Nd,Ce)Al(SO4)2(C2O4)·12H2O,[3] ist also chemisch gesehen einkristallwasserhaltigesYttrium-Aluminium-Sulfat-Oxalat.
Levinsonit-(Y) von der Typlokalität bildet prismatische, parallel [101] gestreckte und nach {101} abgeplatteteKristalle bis 1 mm Größe mit einer charakteristischen Morphologie, fernerAggregate aus fünf bis zehn mehr oder weniger zufällig miteinander verwachsenen Kristallen.
Das Mineral stammt vom „Alum Cave Bluff“, einer als Touristenattraktion bekannten Lokalität im Great Smoky Mountains National Park, Tennessee, wo es bei der Verwitterung einespyrithaltigenPhyllits entsteht.[6] Der Name kann mit „Alaunhöhlensteilklippe“ übersetzt werden, jedoch gibt es hier keine Höhle, sondern lediglich die genannte, ca. 30 m hohe Steilklippe, die einen 10 m tiefen Überhang bildet, in deren Schutz die hier gebildeten wasserlöslichen Sulfat- und Oxalatminerale erhalten bleiben.
Im Jahre 1981 begann T. Dennis Coskren ausColumbia/Maryland mit der Untersuchung einer Mineralisation an der „Alum Cave Bluff“. Diese Untersuchungen führten zur Identifizierung einer Vielzahl ungewöhnlicher, für ein Verdunstungsmilieu typischer Minerale. Einige Phasen konnten anfänglich allerdings nicht charakterisiert werden und wurden zur Identifizierung in das Mineralogische Labor an der University of Michigan gegeben, wo sich herausstellte, dass es sich bei drei dieser Phasen um seltenmetall- und Sulfat-haltige Oxalate handelt. Alle drei wurden nach der Einreichung bei derInternational Mineralogical Association (IMA) anerkannt, so auch das unter der Nummer IMA 1996-057 bestätigte Mineral, welches im Jahre 2001 von einem US-amerikanischen Forscherteam mitRoland C. Rouse,Donald R. Peacor,Eric J. Essene,T. Dennis Coskren undRobert J. Lauf im amerikanischen Wissenschaftsmagazin „Geochimica et Cosmochimica Acta“ als Levinsonit-(Y) beschrieben wurde.[3]
Benannt wurde das Mineral nachAlfred Abraham Levinson (1927–2005), Professor für Mineralogie an derUniversity of Calgary, auf den die international anerkannte Nomenklatur der seltenerdmetallhaltigen Minerale und damit der „Levinson Modifier“ zurückgeht.[3] Der Levinson Modifier im Levinsonit-(Y) [das Suffix „-(Y)“] weist auf das dominierendeSeltenerdmetall (hier: Yttrium) hin, wie es die Richtlinien der IMA bei der Namensgebung von seltenmetallhaltigen Mineralen verlangen.[3][4]
DasTypmaterial für Levinsonit-(Y) wird an derUniversity of Michigan,Ann Arbor/Michigan, und im zurSmithsonian Institution gehörendenNational Museum of Natural History,Washington, D.C., aufbewahrt.[7][8]
In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Levinsonit-(Y) zur Mineralklasse der „Organischen Verbindungen“ und dort zur Abteilung der „Salze organischer Säuren“, wo er zusammen mitCaoxit,Coskrenit-(Ce),Glushinskit,Humboldtin,Lindbergit,Minguzzit,Moolooit,Natroxalat,Novgorodovait,Oxammit,Stepanovit,Weddellit,Wheatleyit,Whewellit,Zhemchuzhnikovit undZugshunstit-(Ce) die eigenständige „Gruppe derOxalate“ mit der System-Nr.IX/A.01 bildete.
Die seit 2001 gültige und von derInternational Mineralogical Association (IMA) verwendete9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Levinsonit-(Y) ebenfalls in die Klasse der „Organischen Verbindungen“ und dort in die Abteilung der „Salze von organischen Säuren“ ein. Diese Abteilung ist allerdings weiter unterteilt nach der Art der salzbildendenSäure, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Oxalate“ zu finden ist, wo es als einziges Mitglied die unbenannte Gruppe10.AB.70 bildet.
Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlicheSystematik der Minerale nach Dana ordnet den Levinsonit-(Y) in die Klasse der „Organische Minerale“ und dort in die gleichnamige Abteilung ein. Hier ist er mit Coskrenit-(Ce) und Zugshunstit-(Ce) in der „Zugshunstitgruppe“ mit der System-Nr.50.01.09 innerhalb der Unterabteilung „Salze organischer Säuren (Oxalate)“ zu finden.
Mittelwerte aus Mikrosondenanalysen an Levinsonit-(Y) von der „Alum Cave Bluff“ führten zu Gehalten von 5,72 % Y2O3, 0,50 % La2O3, 3,02 % Ce2O3, 0,76 % Pr2O3, 5,94 % Nd2O3, 3,21 % Sm2O3, 0,54 % Eu2O3, 2,23 % Gd2O3, 1,15 % Dy2O3, 0,29 % Er2O3, 7,83 % Al2O3, 24,58 % SO3, [11,05] % C2O3 und [33,18] % H2O (die beiden letzten wurden aus der Stöchiometrie berechnet). Daraus ergab sich die empirische Formel (Y0,33Nd0,23Ce0,12Sm0,12Gd0,08Dy0,04Pr0,03La0,02Eu0,02Er0,01)Σ=1,00Al1,00(SO4)2,00(C2,00O4)·12,00H2O, die zu (Y,Nd,Ce)Al(SO4)2(C2O4)·12H2O vereinfacht wurde.[3]
Levinsonit-(Y) ist das yttriumdominante Analogon zum cerdominierten Zugshunstit-(Ce), die beide in der „Alum Cave Bluff“ nebeneinander auftreten. DieMetalle der Seltenen Erden weisen eine starke Fraktionierung zwischen diesen beiden Mineralen auf. Die leichten Seltenerdmetalle (englisch: „Light Rare Earth Elements“, LREE) Cer undPraseodym sind im Zugshunstit-(Ce) konzentriert,Neodym ist gleichermaßen in beiden Oxalaten enthalten, währendYttrium und die mittleren bis schweren Seltenerdmetalle („Medium Rare Earth Elements“ und „Heavy Rare Earth Elements“, MREE und HREE)Samarium,Europium,Gadolinium,Dysprosium undErbium an Levinsonit-(Y) gebunden sind.[3]
Levinsonit-(Y) kristallisiert monoklin in derRaumgruppeP2/n (Raumgruppen-Nr. 13, Stellung 2)Vorlage:Raumgruppe/13.2 mit denGitterparameterna = 10,289 Å;b = 9,234 Å;c = 11,015 Å und β = 108,50° sowie zweiFormeleinheit proElementarzelle.[3]
Die Struktur des Levinsonit-(Y) basiert auf einem Grundbaustein, nämlich Ketten von miteinander alternierenden REE-Polyedern und Oxalat-Gruppen, wobei eine Oxalat-Gruppe gemeinsame Kanten mit den benachbarten Polyedern aufweist. Der Grundbaustein wird durch zwei Sulfat-Tetraeder komplettiert, von denen jedes eine gemeinsame Ecke mit dem REE-Polyeder besitzt. Das REE-Polyeder im Zugshunstit-(Ce) ist ein [8]fach koordiniertes, d. h. mit acht Liganden versehenes Antiprisma mit quadratischem Querschnitt, das den Polyedern in Xenotim ähnelt. Die Al-Oktaeder besitzen ungewöhnlicherweise nur H2O-Liganden der Form Al(H2O)6, und keines von ihnen ist mit einem anderen Polyeder der Struktur verbunden. Es handelt sich also um isolierte Einheiten, die mit den Grundbausteinen nur überWasserstoffbrückenbindungen verknüpft sind.[3]
Levinsonit-(Y) bildet prismatische und pseudoorthorhombische, parallel [101] gestreckte und nach {101} abgeplattete Kristalle bis 1 mm Größe mit diagonalerStreifung. Die Kristalltracht besteht aus dem seitlichenPinakoid {010} und zwei Pinakoiden parallel der b-Achse, {101} und {101}. Eine davon abweichende Ausbildung zeigt leicht gestreckte Täfelchen mit rechtwinkligem Querschnitt. Typischerweise treten fünf bis zehn mehr oder weniger zufällig miteinander verwachsene Kristalle zu Aggregaten zusammen.[3][4]
Levinsonit-(Y)-Kristalle sind farblos oder weiß.[4][3] IhreStrichfarbe wird als farblos angegeben. Da die Strichfarbe der Pulverfarbe entspricht und das Mineralpulver nicht farblos ein kann, dürfte die Farbe des Strichs am besten mit weiß beschrieben sein. Die Oberflächen der durchsichtigen Kristalle zeigen einen deutlichen glasartigenGlanz.[3][5]
Das Mineral weist eine sehr vollkommeneSpaltbarkeit nach {101} auf,bricht aber aufgrund seiner Sprödigkeit ähnlich wieAmblygonit, wobei die Bruchflächen uneben ausgebildet sind. Aufgrund der geringen Kristallgröße ließen sich weder seineMohshärte noch dieVickershärte ermitteln. Gemessene Werte für die Dichte des Levinsonit-(Y) existieren nicht, die berechnete Dichte für das Mineral beträgt 2,181 g/cm³.[3]
Levinsonit-(Y) ist in Wasser leicht und rückstandsfrei löslich.[3]
Als sehr seltene Mineralbildung konnte Levinsonit-(Y) bisher (Stand 2016) nur von einem Fundpunkt beschrieben werden.[9][10] SeineTyplokalität ist die Gesteinsklippe der „Alum Cave Bluff“ im Great-Smoky-Mountains-Nationalpark,Sevier County,Tennessee,Vereinigte Staaten.[3]Begleitminerale sind Zugshunstit-(Ce), Coskrenit-(Ce),Epsomit und das „Haarsalz“Halotrichit, wobei der Levinsonit-(Y) entweder in Epsomit und/oder Halotrichit eingebettet auftritt oder freistehende Kristalle in Hohlräumen in diesen Mineralen bildet.[4][3]
Levinsonit-(Y) ist eine typischeSekundärbildung, die in den Böden der „Alum Cave Bluff“ auftritt. Der Name der Lokalität ist irreführend, da es sich nicht um eine Höhle, sondern um eine steile, überhängende Gesteinsklippe handelt. Das Kliff und das umgebende anstehende Gestein sind Teil derpräkambrischen Anakeesta-Formation, einemMetapelit mit derTextur eines Phyllits, dessen HauptmineraleMuskovit,Biotit,Chlorit,Quarz und Pyrit sind. Dieses Gebiet ist mitNiederschlagsmengen von 2000 mm pro Jahr außerordentlich niederschlagsreich. Die resultierende Verwitterung des am Kliff anstehenden Gesteins beinhaltet auch dieOxidation des Pyrits und die Auflösung der hauptsächlichen gesteinsbildendenSilikate. Dies führt wiederum zu sulfatreichen Lösungen mit niedrigenpH-Werten, die reich an Elementen aus den aufgelösten Silikaten wieEisen,Magnesium,Aluminium,Kalium,Natrium,Calcium undMangan sind. Die Seltenerdmetall stammen wahrscheinlich aus alterierten Phasen wieMonazit undXenotim. Wenn diese Lösungen die Wände des Kliffs heruntertropfen, gelangen sie unter die geneigte Oberfläche des Gesteinsüberhanges, wo eine teilweiseVerdunstung zurFällung von Sulfaten, insbesondere von denen des Eisens, führt. Der größte Teil des Wassers läuft dann weiter auf den Boden an der Basis des Kliffs, wo die vollständige Verdunstung die Entstehung einer großen Mineralvielfalt mit hauptsächlich hydrierten und/oder hydratisierten Sulfaten bewirkt. DieseAusfällungen bestehen hauptsächlich aus Epsomit und Vertretern derHaarsalz-Familie, unter denenApjohnit das am weitesten verbreitete Mineral ist.[6][3][11]
Levinsonit-(Y) ist aufgrund seiner Seltenheit lediglich für Mineralsammler interessant.
