Goldschmidtit

2018-034[1]

Goldschmidtit
Goldschmidtit
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer

2018-034[1]

IMA-Symbol

Gsc[2]

Chemische Formel KNbO3[3]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung) 		Oxide und Hydroxide[4]
Kristallographische Daten
Kristallsystem kubisch
Kristallklasse; Symbol m3mVorlage:Kristallklasse/Unbekannte Kristallklasse
Raumgruppe Pm3m (Nr. 221)Vorlage:Raumgruppe/221[5][1]
Gitterparameter a = natürlich: 3,9876(1) Å[5][1]
Formeleinheiten Z = 1[5][1]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte nicht definiert
Dichte (g/cm3) berechnet: 5,32(3)[5]
Spaltbarkeit nicht beobachtet[5]
Bruch; Tenazität nicht beobachtet[5]
Farbe dunkelgrün[5]
Strichfarbe nicht definiert
Transparenz undurchsichtig (opak)[5]
Glanz Diamantglanz[5]
Kristalloptik
Brechungsindex n = berechnet: 2,16(2)[5]

Das extrem seltene Mineral Goldschmidtit ist ein Oxid aus der Perowskit-Supergruppe und hat die idealisierte chemische Zusammensetzung KNbO3 (Kalium-Niob-Oxid). Die klassischen Mineralsystematiken ordnen es in die Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“.

Goldschmidtit ist das natürliche Äquivalent der synthetischen Verbindung Kaliumniobat und kristallisiert wie diese mit kubischer Symmetrie. Der einzige gefundene Kristall ist 100 Mikrometer groß und dunkelgrün mit einem diamantähnlichen Glanz auf den Oberflächen.[5]

Die Typlokalität ist der Kimberlit bei Koffiefontein 80 km südöstlich von Kimberley in Südafrika.[5]

Etymologie und Geschichte

Asta Nørregaard: Der junge Victor Goldschmidt

Die erste Synthese von Kaliumniobat erfolgte bereits 1877 durch A. Joly[6] und Victor Moritz Goldschmidt bestimmte 1926 die Kristallstruktur von KNbO3 und erkannte dessen Isotypie mit Perowskit.

In der Natur wurde KNbO3 mit Perowskitstruktur im Jahr 2018 von Nicole A. Meyer und Mitarbeitern beschrieben und als neues Mineral von der International Mineralogical Association (IMA) anerkannt. Das neue Mineral der Perowskit-Supergruppe wurde nach dem norwegischen Geochemiker Victor Moritz Goldschmidt benannt, in Anerkennung seiner grundlegenden Arbeiten zur Kristallchemie.[5][1]

Der Name Goldschmidtit wurde schon über 100 Jahre zuvor für Minerale verwendet – zu Ehren des deutschen Mineralogen Victor Mordechai Goldschmidt. Im Jahr 1899 nannte William Herbert Hobbs ein von ihm beschriebenes Silber-Gold-Tellurid Goldschmidtit.[7] Nur ein Jahr später (1900) konnte Charles Palache zeigen, dass es sich bei diesem Goldschmidtit um Sylvanit (AuAgTe4) handelte und der Name wurde wieder zurückgezogen.[8] Im Jahr 1939 vergab Martin A. Peacock von der University of Toronto den Namen Goldschmidtin, ebenfalls zu Ehren von Victor Mordechai Goldschmidt, für ein neues Silberanitmonid[9] und stellte 1940 fest, dass es sich bei diesem Goldschmidtin um Stephanit (Ag5SbS4) handelte.[10]

Klassifikation

Die strukturelle Klassifikation der IMA zählt den Goldschmidtit zur Gruppe der stöchiometrischen Einfachperowskite in der Perowskit-Supergruppe. Hier bildet er zusammen mit Bariolakargiit, Barioperowskit, Isolueshit, Megawit, Lakargiit, Loparit, Heamanit-(Ce), Lueshit, Macedonit, Perowskit und Tausonit die Perowskit-Untergruppe.[11][5]

Da Goldschmidtit erst 2018 als eigenständiges Mineral anerkannt wurde, ist er weder in der veralteten 8. Auflage noch in der von der IMA zuletzt 2009[12] aktualisierten 9. Auflage der Mineralsystematik nach Hugo Strunz verzeichnet.

Auch die zuletzt 2018 überarbeitete Lapis-Systematik nach Stefan Weiß, die formal auf der alten Systematik nach Strunz in der 8. Auflage basiert,[13] sowie die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana kennen den Goldschmidtit noch nicht.

Die von der Mineraldatenbank „Mindat.org“ weitergeführte Strunz-Klassifikation in der 9. Auflage ordnet den Goldschmidtit in die Klasse der „Oxide und Hydroxide“ (genauer „Oxide, einschließlich Hydroxide, V[5,6]-Vanadate, Arsenite, Antimonite, Bismutite, Sulfite, Selenite, Tellurite, Iodate“) und dort in die Abteilung „Metall : Sauerstoff = 2 : 3, 3 : 5 und vergleichbare“ (englisch Metal : Oxygen = 2 : 3, 3 : 5, and similar) ein. Diese ist weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen. Das Mineral ist hier entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit großen und mittelgroßen Kationen“ (englisch With large and medium-sized cations) zu finden, wo er als einziges Mitglied eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer 4.CC.17 bildet (vergleiche dazu auch gleichnamige Unterabteilung in der Klassifikation nach Strunz (9. Auflage)).[4]

Chemismus

Goldschmidtit ist das Kalium-Analog von Isolueshit und hat die Endgliedzusammensetzung KNbO3. Der Goldschmidtit aus der Typlokalität hat die empirische Zusammensetzung (K0,50La0,15Sr0,13Ba0,09Ce0,08)(Nb0,70Cr0,19Fe0,05Al0,01Mg0,04Ti0,01)O3[5] entsprechend der Austauschreaktionen

  • [A]K + [B]Nb5+ = [A]La3+ + [B]Cr3+ (hypothetisches Endglied)
  • [A]K + [B]Nb5+ = [A]Sr2+ + 2/3 [B]Nb5+ + 1/3 [B]Mg2+ (hypothetisches Endglied)

Kristallstruktur

Goldschmidtit kristallisiert mit kubischer Symmetrie der Raumgruppe Pm3m (Raumgruppen-Nr. 221)Vorlage:Raumgruppe/221 und den Gitterparametern a=3,9876(1) Å sowie einer Formeleinheiten pro Elementarzelle. Goldschmidtit kristallisiert mit der Struktur von Perowskit. Kalium (K+) besetzt die von 12 Sauerstoffen kuboktaedrisch umgebene A-Position und Niob (Nb5+) die 6-fach koordinierte, oktaedrische B-Position.[5][1]

Synthetisches Kaliumniobat (KNbO3) ist polymorph und macht mit steigenden Temperaturen mehrere Phasenumwandlungen durch. Bei tiefen Temperaturen hat Kaliumniobat rhomboedrische Symmetrie. Bei −10 °C ändert sich die Symmetrie zu orthorhombisch mit den Gitterparametern a=5,702(10)Å, b=5,739(10)Å und c=3,984(10)Å (bei 25 °C). Oberhalb von 260 °C ist KNbO3 tetragonal mit a=4,00(2)Å und c=4,07(2)Å und oberhalb 500 °C liegt Kaliumniobat in kubischer Struktur mit a=4,024(1)Å vor.[14]

Der natürliche Goldschmidtit ist ein Mischkristall und seine kubische Symmetrie wird wahrscheinlich durch die Gehalte von LaCrO3 stabilisiert.[5] Synthetisches Kaliumniobat mit rund 20 Mol-% LaFeO3 ist bei Raumtemperatur ebenfalls kubisch.[15]

Bildung und Fundorte

Kaliumniobat kann bei Umgebungsdruck (1 bar) synthetisiert werden, der natürliche Goldschmidtit wurde bislang aber nur als Einschluss in einem Diamanten gefunden, wo er in einer Tiefe von rund 170 km bei 53 kbar und 1190 °C gebildet wurde.[5]

Die Typlokalität ist der Kimberlit bei Koffiefontein 80 km südöstlich von Kimberley in Südafrika, wo Goldschmidtit in Diamant vorkommt. Die Minerale aus weiteren Einschlüssen des Diamanten, Chrom-reichen Augit, Chromit, ein Magnesiumsilikat und ein unidentifiziertes K-Sr-SEE-Nb-Oxid, deuten auf ein websteritisches Ursprungsgestein des Diamanten hin.[5]

Goldschmidtit wurde bisher (Stand 2026) nur in seiner Typlokalität nachgewiesen.[16]

Siehe auch

Literatur

  • Nicole A. Meyer, Michelle D. Wenz, James P. S. Walsh, Steven D. Jacobsen, Andrew J. Locock, Jeffrey W. Harris: Goldschmidtite, (K,REE,Sr)(Nb,Cr)O3: A new perovskite supergroup mineral found in diamond from Koffiefontein, South Africa. In: American Mineralogist. Band 104, Nr. 9, 2019, S. 1345–1350, doi:10.2138/am-2019-6937 (englisch, Vorabdruck [PDF; 214 kB; abgerufen am 25. April 2026]).
  • Goldschmidtite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2019 (englisch, handbookofmineralogy.org [PDF; 83 kB; abgerufen am 25. April 2026]).

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d e Aaron J. Celestian: New Mineral Names: Diamonds, Dumps, and Fumaroles – Goldschmidtite. In: American Mineralogist. Band 106, Nr. 12, 2021, S. 2028, doi:10.2138/am-2021-NMN1061225 (englisch, minsocam.org [PDF; 427 kB; abgerufen am 25. April 2026]).
  2. ↑ Laurence N. Warr: IMA–CNMNC approved mineral symbols. In: Mineralogical Magazine. Band 85, 2021, S. 291–320, doi:10.1180/mgm.2021.43 (englisch, cambridge.org [PDF; 351 kB; abgerufen am 29. April 2026]).
  3. ↑ Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: March 2026. (PDF; 3,9 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Marco Pasero, März 2026, abgerufen am 29. April 2026 (englisch).
  4. ↑ a b Classification of Goldschmidtite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 29. April 2026 (englisch, siehe auch Anker „Strunz-Mindat“).
  5. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r Nicole A. Meyer, Michelle D. Wenz, James P. S. Walsh, Steven D. Jacobsen, Andrew J. Locock, Jeffrey W. Harris: Goldschmidtite, (K,REE,Sr)(Nb,Cr)O3: A new perovskite supergroup mineral found in diamond from Koffiefontein, South Africa. In: American Mineralogist. Band 104, Nr. 9, 2019, S. 1345–1350, doi:10.2138/am-2019-6937 (englisch, minsocam.org – Vorabdruck [PDF; 2,2 MB; abgerufen am 25. April 2026]).
  6. ↑ A. Joly: Recherches sur les composés du nobium et du tantale. In: Annales scientifiques de l’É.N.S. 2e série. Band 6, 1877, S. 125–186 (französisch, numdam.org [PDF; 9,3 MB; abgerufen am 25. April 2026]).
  7. ↑ William H. Hobbs: Goldschmidtite. a New Mineral. In: American Journal of Science. Band 4, Nr. 41, 1899, S. 357–364 (englisch, ajsonline.org [PDF; 658 kB; abgerufen am 25. April 2026]).
  8. ↑ Charles Palache: Notes on tellurides from Colorado. In: American Journal of Science. Band 4, Nr. 60, 1900, S. 419–427 (englisch, ajsonline.org [PDF; 770 kB; abgerufen am 30. Januar 2026]).
  9. ↑ M. A. Peacock: Goldschmidtine, a newly recognized antimonide of silver. In: American Mineralogist. Band 24, Nr. 4, 1939, S. 227–241 (englisch, minsocam.org [PDF; 1,1 MB; abgerufen am 25. April 2026]).
  10. ↑ M. A. Peacock: Goldschmidtine identical with stephanite. In: American Mineralogist. Band 25, Nr. 5, 1940, S. 372–373 (englisch, minsocam.org [PDF; 146 kB; abgerufen am 25. April 2026]).
  11. ↑ Roger H. Mitchell, Mark D. Welch, Anton R. Chakhmouradian: Nomenclature of the perovskite supergroup: A hierarchical system of classification based on crystal structure and composition. In: Mineralogical Magazine. Band 81, Nr. 3, 2017, S. 411–461, doi:10.1180/minmag.2016.080.156 (englisch, cambridge.org [PDF; 2,3 MB; abgerufen am 25. April 2026]).
  12. ↑ Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,9 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Januar 2009, archiviert vom Original am 29. Juli 2024; abgerufen am 30. Juli 2024 (englisch).
  13. ↑ Stefan Weiß: Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018. 7., vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2018, ISBN 978-3-921656-83-9.
  14. ↑ Dawei Wang, Ge Wang, Zhilun Lu, Zaid Al-Jlaihawi, Antonio Feteira: Crystal Structure, Phase Transitions and Photoferroelectric Properties of KNbO3-Based Lead-Free Ferroelectric Ceramics: A Brief Review. In: Frontiers in Materials. Band 7, 2020, S. 1–13, doi:10.3389/fmats.2020.00091 (englisch, frontiersin.org [PDF; 12,4 MB; abgerufen am 25. April 2026]).
  15. ↑ Ken-ichi Kakimoto, Izumi Masuda, Hitoshi Ohsato: Ferroelectric and Piezoelectric Properties of KNbO3 Ceramics Containing Small Amounts of LaFeO3. In: Japanese Journal of Applied Physics. Band 42, 9S, 2003, S. 6102, doi:10.1143/JJAP.42.6102 (englisch).
  16. ↑ Fundortliste für Goldschmidtit beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 25. April 2026.

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