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Ber. der Dt. Mineral. Ges., Beih. z. Eur. J. Mineral., 13, 202 (abstract e pôster), 2001
Cu-haltige Elbaite aus Nigeria
Zang, J.W.*, Da Fonseca-Zang, W.A.*, Höfer, H. E. ** & Lahaye, Y.**
Centro Federal de Educação Tecnologia de Goiás (CEFET-GO), Rua 75 n.46, Setor Central,
74055-110, Goiânia, Goiás, Brasilien (e-mail: wabf@cefetgo.br)
** Institut für Mineralogie, Senckenberganlage 28, 60054 Frankfurt/Main
Als Farbursachen bei elbaitreichen Turmalinen, vereinfacht dargestellt als
(Na,Ca) (Al,Li)3 Al6 [(Si,Al)6O18] (BO3)3 (O,OH)3 (OH,F),
werden meist geringe Gehalte von Übergangsmetallionen angegeben [1]. Farbwirksame Cu2+-Ionen wurden bislang ausschließlich bei leuchtend blauen, blauvioletten und grünen Elbaiten aus der Mina da
Batalha, Paraiba, Brasilien, beobachtet [2,3]. Neufunde von Elbaiten aus der Edoko Mine in der Nähe von Ilorin im Ojo-State, Nigeria weisen die gleichen Farben auf (Abb. 1 - 3).
Kristallchemie
Elektronenstrahlmikrosonden- und Laser-Ablations-Massenspektrometrische-Analysen dreier Turmaline dieses neuen Vorkommens im westlichen Nigeria zeigen ähnliche Haupt- und Spurenelementgehalte
wie die sogenannten Paraiba-Turmaline aus dem Nordosten Brasiliens [2,3] (Tab. 1).
Farbursachen
Die UV-VIS-Spektren zeigten bei den ursprünglich meist blauvioletten Proben
Absorptionsbanden mit Maxima bei 498 nm und eine weitere intensivere Bande bei 719 nm. Diese werden durch Mn3+ (498 nm) und Cu2+ (719 nm) auf der Y-Oktaederposition und die daraus jeweils resultierenden Aufspaltungen des 5E ® 5T2 (D)-Übergangs durch die Jahn-Teller-Verzerrung des Oktaeders verursacht (4).
Weiterführende Untersuchungen der Farbursachen durch Temperaturbehandlung bei 600°C unter oxidierenden Bedingungen ergab eine Farbveränderung von einem dunklen Violettblau zu einem hellen Türkis, die UV-VIS
Spektren zeigen eine deutliche Abschwächung der Absorptionsbande des Mangans, die durch Kupfer verursachte Absorptionsbande im Rotbereich bleibt erhalten, der Stein erscheint grün. Derzeit werden detailliertere
Untersuchungen durchgeführt.
Tab. 1: Chemische Analysen der Cu-Elbaite aus Edoko, Nigeria
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Gew.%
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Gew. %
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SiO2
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37,46-38,75
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CuO
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0,51-2,18
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TiO2
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0,00- 0,05
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ZnO
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0,00-0,02
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Al2O3
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40,15-41,55
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PbO
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0,00-0,02
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Bi2O
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0,00- 0,02
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CaO
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0,06-0,20
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FeO
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0,00- 0,02
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Na2O
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2,22-2,52
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MnO
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2,13- 2,59
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F
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1,14-1,74
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MgO
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0,00- 0,01
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(Fe, Mn gesamt als Fe2+, bzw. Mn2+)
Daraus ergibt sich folgende Anzahl von Ionen auf der Basis von 31 (O,OH,F), wobei B3+, Li+, OH-
stöchiometrisch berechnet wurden:
(Na0,77Ca0,03[]0,20) (Al1,66Li0,99Mn2+0,30Cu0,05) [Si6,04O18] (BO3)3 (O,OH)3 (O,OH)0,40 F0,60
Literatur
[1] Dietrich, R.V. (1985): The tourmaline group, Van Nostrand Reinhold, New York
[2] Bank, H., Henn, U., Bank, F.H., von Platen, H., Hofmeister, W. (1990): Leuchtendblaue, Cu-führende Turmaline aus Paraiba, Brasilien, Z. der D. Gem. Ges., 39-1: 3-11
[3] Rossman, G.R., Fritsch, E., Shigley, J.E. (1991): Origin of color in cuprian elbaite from São José de Batalha, Paraiba, Brasil, Am. Min., 76: 1479-1484
[4] Marfunin, A.S. (1979): Physics of minerals and inorganic materials, 340 p., Springer, Berlin
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