Natrolith

Natrolith ist ein häufig vorkommendes Mineral aus der Zeolithgruppe innerhalb der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ mit der chemischen Zusammensetzung Na₂[Al₂Si₃O₁₀]·2H₂O. Er ist damit chemisch gesehen ein wasserhaltiges Natrium-Alumosilikat. Strukturell gehört Natrolith zu den Gerüstsilikaten.

Natrolith
radialstrahliger Natrolith aus Nasik, Maharashtra, Indien
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer	1997 s.p.
IMA-Symbol	Ntr
Chemische Formel	Na2(Si3Al2)O10·2H2O Na2[Al2Si3O10]·2H2O
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Gerüstsilikate (Tektosilikate) – Zeolithgruppe – Faserzeolithe
System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana	VIII/F.10 VIII/J.21-010 9.GA.05 77.01.05.01
Ähnliche Minerale	Mesolith, Skolezit
Kristallographische Daten
Kristallsystem	orthorhombisch
Kristallklasse; Symbol	orthorhombisch-pyramidal; mm2
Raumgruppe	Fdd2 (Nr. 43)Vorlage:Raumgruppe/43
Gitterparameter	a = 18,29 Å; b = 18,64 Å; c = 6,59 Å
Formeleinheiten	Z = 8
Zwillingsbildung	nach {110}, {011} und {031}
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	5 bis 5,5
Dichte (g/cm3)	gemessen: 2,20 bis 2,26; berechnet: 2,25
Spaltbarkeit	vollkommen nach {110}, deutlich nach {010}
Bruch; Tenazität	uneben; spröde
Farbe	farblos, weiß, grau, bläulich, gelblich, rosa
Strichfarbe	weiß
Transparenz	durchsichtig bis durchscheinend
Glanz	Glasglanz, Perlglanz
Kristalloptik
Brechungsindizes	nα = 1,473 bis 1,483 nβ = 1,476 bis 1,486 nγ = 1,485 bis 1,496
Doppelbrechung	δ = 0,012 bis 0,013
Optischer Charakter	zweiachsig positiv
Achsenwinkel	2V = 58° bis 64° (gemessen), 48° bis 62° (berechnet)
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten	schmilzt vor dem Lötrohr
Besondere Merkmale	pyroelektrisch, piezoelektrisch, orange bis gelbe Fluoreszenz

Natrolith kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem und entwickelt vorwiegend langprismatische bis nadelige oder haarförmige Kristalle, die oft zu radialstrahligen Mineral-Aggregaten verbunden sind. In reiner Form ist Natrolith farblos und durchsichtig. Durch vielfache Lichtbrechung aufgrund von Gitterbaufehlern oder polykristalliner Ausbildung kann er aber auch weiß erscheinen, wobei die Transparenz entsprechend abnimmt. Gelegentlich nimmt das Mineral durch Fremdbeimengungen auch eine graue, bläuliche, gelbliche oder rosa Farbe an.

Etymologie und Geschichte

Natrolith vom Hohentwiel (Typlokalität)

Erstmals gefunden und beschrieben wurde Natrolith vom Hohentwiel bei Singen in Baden-Württemberg im Jahre 1803 durch Martin Heinrich Klaproth. Der Name ist eine Zusammensetzung der griechischen Wörter Natron und λίθος lithos für „Stein“.

Das Typmaterial des Minerals wird im Museum für Naturkunde in Berlin unter den Katalognummern 1998-4177 und 1999-4969 aufbewahrt.

Ein 1887 von Hermann Traube beschriebenes und als Laubanit bezeichnetes Mineral stellte sich nach neueren Analysen durch Traube und Brendler sowie durch Strunz als Natrolith heraus, weshalb der Mineralname diskreditiert und als Synonym dem Natrolith zugerechnet wurde.

Natrolith war bereits lange vor der Gründung der International Mineralogical Association (IMA) bekannt und als eigenständige Mineralart anerkannt. Damit hätte Natrolith theoretisch den Status eines grandfathered Mineral. In der 1997 erfolgten Publikation der IMA/CNMNC: Recommended nomenclature for zeolite minerals: Report of the Subcommittee on Zeolites of the International Mineralogical Association wurde die Nomenklatur für Zeolithminerale überarbeitet und teilweise neu definiert. Da dies automatisch eine nachträgliche Ankerkennung für den Natrolith bedeutete, wird das Mineral seitdem in der „Liste der Minerale und Mineralnamen“ der IMA unter der Summenanerkennung „IMA 1997 s.p.“ (special procedure) geführt.

Klassifikation

Bereits in der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Natrolith zur Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und dort zur Abteilung der „Gerüstsilikate (Tektosilikate)“, wo er als Namensgeber die „Natrolith-Gruppe“ mit der Systemnummer VIII/F.10 und den weiteren Mitgliedern Edingtonit, Gonnardit, Mesolith, Mountainit, Skolezit und Thomsonit innerhalb der Familie der Zeolithe bildete.

Im 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 Mineralnummer VIII/J.21-10. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies ebenfalls der Abteilung „Gerüstsilikate“, wobei in den Gruppen J.21 bis J.27 die Minerale der Zeolithgruppe eingeordnet sind. Natrolith bildet hier zusammen mit Gonnardit, Mesolith, Paranatrolith, Skolezit, Thomsonit-Ca und Thomsonit-Sr eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer VIII/J.21 innerhalb der von Gruppe J.21 bis J.22 reichenden Faserzeolithe (Stand 2018).

Die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Natrolith dagegen in die bereits feiner unterteilte Abteilung der „Gerüstsilikate (Tektosilikate) mit zeolithischem H₂O; Familie der Zeolithe“ ein. Diese ist zudem weiter unterteilt nach der Kristallstruktur, so dass das Mineral entsprechend seinem Aufbau in der Unterabteilung „Zeolithe mit Ketten aus Vierer-Ringen, verbunden über ein fünftes Si“ zu finden ist, wo es als Namensgeber die „Natrolithgruppe“ mit der Systemnummer 9.GA.05 und den weiteren Mitgliedern Gonnardit, Mesolith, Paranatrolith und Skolezit bildet.

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat MineralName die System- und Mineralnummer 77.01.05.01. Dies entspricht ebenfalls der Klasse der „Silikate“ und dort der Abteilung der „Gerüstsilikate: Zeolith-Gruppe“. Hier ist er als Namensgeber der Gruppe „Natrolith und verwandte Arten“ mit der System-Nr. 77.01.05 und den weiteren Mitgliedern Tetranatrolith, Paranatrolith, Mesolith, Skolezit, Edingtonit, Gonnardit, Cowlesit, Thomsonit-Ca, Thomsonit-Sr und Nabesit innerhalb der Unterabteilung der „Echten Zeolithe“ zu finden.

Chemismus

Der idealen (theoretischen) Zusammensetzung von Natrolith (Na₂[Al₂Si₃O₁₀]·2H₂O) zufolge besteht das Mineral im Verhältnis aus je zwei Teilen Natrium (Na) und Aluminium (Al), drei Teilen Silicium (Si), zwölf Teilen Sauerstoff (O) und vier Teilen Wasserstoff (H). Dies entspricht einem Massenanteil (Gewichts-%) von 12.09 Gew.-% Na, 14,19 Gew.-% Al, 22,16 Gew.-% Si, 50,49 Gew.-% O und 1,06 Gew.-% H oder in der Oxidform 16,30 Gew.-% Na₂O, 26,82 Gew.-% Al₂O₃, 47,41 Gew.-% SiO₂ und 9,48 Gew.-% H₂O.

Natrolith ist das natriumreiche Endglied einer kontinuierlichen Mischkristallreihe, welche durch den Austausch von Calcium und Wasser anstelle von Natrium charakterisiert ist. Das calciumreiche Endglied der Reihe (bei gleicher Kristallstruktur) ist Skolezit, Ca(Al₂Si₃O₁₀)·3H₂O, während Mesolith intermediärer Zusammensetzung ist (Na₂Ca₂(Al₆Si₉O₃₀)·8 H₂O).

Aufgrund der Mischkristallbildung ist bei natürlichen Natrolithproben meist ein Teil des Natriums durch Calcium ersetzt. Des Weiteren finden sich gelegentlich Eisen (Fe₂O₃) und Kalium (K₂O) als Fremdbeimengungen.

Kristallstruktur

Natrolith kristallisiert orthorhombisch in der Raumgruppe Fdd2 (Raumgruppen-Nr. 43)Vorlage:Raumgruppe/43 mit den Gitterparametern a = 18,29 Å; b = 18,64 Å und c = 6,59 Å sowie 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Eigenschaften

Beim Erhitzen bis auf 300 °C kann das im Natrolith enthaltene Kristallwasser fast vollständig ausgetrieben werden. Nach Abkühlung ist das Mineral jedoch in der Lage, es wieder zu absorbieren. In Salzsäure ist Natrolith löslich, wobei Kieselsäure (Kieselgallert) ausfällt.

Bildung und Fundorte

Natrolith in einer Quarz-Druse

Natrolith bildet sich hauptsächlich durch hydrothermale Alteration feldspathaltiger Gesteine. Dort kommt Natrolith als Haupt- oder Nebenbestandteil der Grundmasse vor oder bildet idiomorphe Kristalle in Drusen und Klüften.

Als häufige Mineralbildung ist Natrolith an vielen Orten anzutreffen. Weltweit sind bisher rund 1300 Vorkommen dokumentiert (Stand 2024).

Fundorte sind neben der Typlokalität am Hohentwiel und dem Kaiserstuhl unter anderem Narssarssuk in Grönland, Teigarhorn in Island, Québec in Kanada, die Halbinsel Kola in der Russischen Föderation sowie Tálezly und Soutěsky in Tschechien.

Siehe auch

• Liste der Minerale

Literatur

• M. H. Klaproth: Chemische Untersuchung des Natroliths. In: Gesellschaft naturforschender Freunde zu Berlin, Neue Schriften. Band 4, 1803, S. 243–248 (rruff.info [PDF; 461 kB; abgerufen am 2. März 2021]). 
• Douglas S. Coombs, Alberto Alberti, Thomas Armbruster, Gilberto Artioli, Carmine Colella, Ermanno Galli, Joel D. Grice, Friedrich Liebau, Joseph A. Mandarino, Hideo Minato, Ernest H. Nickel, Elio Passaglia, Donald R. Peacor, Simona Quartieri, Romano Rinaldi, Malcolm Ross, Richard A. Sheppard, Ekkehard Tillmanns, Giovanna Vezzalini: Recommended nomenclature for zeolite minerals: Report of the Subcommittee on Zeolites of the International Mineralogical Association, Commission on New Minerals and Mineral Names. In: The Canadian Mineralogist. Band 35, 1997, S. 1571–1606 (englisch, Online [PDF; 3,5 MB; abgerufen am 28. März 2024]). 
• Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7., vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage. Springer, Berlin [u. a.] 2005, ISBN 3-540-23812-3, S. 126. 
• Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien-Enzyklopädie (= Dörfler Natur). Edition Dörfler im Nebel-Verlag, Eggolsheim 2002, ISBN 978-3-89555-076-8, S. 272. 

Weblinks

Commons: Natrolite – Sammlung von Bildern und Videos

• Natrolith. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung; abgerufen am 2. März 2021 
• IMA Database of Mineral Properties – Natrolite. In: rruff.info. RRUFF Project; abgerufen am 28. März 2024 (englisch). 
• Natrolite search results. In: rruff.info. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF); abgerufen am 2. März 2021 (englisch). 
• American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – MineralNamee. In: rruff.geo.arizona.edu. Abgerufen am 28. März 2024 (englisch).