Anatas
| Anatas | |
|---|---|
| Allgemeines und Klassifikation | |
| IMA-Nummer |
1962 s.p.<ref name="IMA-Liste" /> |
| IMA-Symbol |
Ant<ref name="Warr" /> |
| Andere Namen |
|
| Chemische Formel | TiO2 |
| Mineralklasse (und ggf. Abteilung) |
Oxide und Hydroxide |
| System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana |
IV/D.05 IV/D.14-010<ref name="Lapis" /> 4.DD.05 04.04.04.01 |
| Kristallographische Daten | |
| Kristallsystem | tetragonal |
| Kristallklasse; Symbol | ditetragonal-dipyramidal; 4/m2/m2/m<ref name="Webmineral" /> |
| Raumgruppe | I41/amd (Nr. 141)<ref name="StrunzNickel" /> |
| Gitterparameter | a = 3,78 Å; c = 9,51 Å<ref name="StrunzNickel" /> |
| Formeleinheiten | Z = 4<ref name="StrunzNickel" /> |
| Häufige Kristallflächen | üblicherweise prismatisch nach [001] mit {110}, {010}<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
| Zwillingsbildung | selten nach {112} |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mohshärte | 5,5 bis 6<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
| Dichte (g/cm3) | gemessen: 3,79 bis 3,97; berechnet: [3,89]<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
| Spaltbarkeit | vollkommen nach {001} und {011}<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
| Bruch; Tenazität | schwach muschelig; spröde<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
| Farbe | schwarzgrau, braun bis rötlichbraun, indigoblau, grün; selten farblos |
| Strichfarbe | weiß bis blassgelb<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
| Transparenz | durchsichtig bis undurchsichtig<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
| Glanz | Diamantglanz bis Metallglanz<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
| Kristalloptik | |
| Brechungsindizes | nω 2,561<ref name="Mindat" /> nε 2,488<ref name="Mindat" /> |
| Doppelbrechung | δ 0,073<ref name="Mindat" /> |
| Optischer Charakter | einachsig negativ; annormal zweiachsig bei kräftig gefärbten Kristallen<ref name="Handbookofmineralogy" />, s. Anmerkungen im Text |
| Pleochroismus | meist schwach, aber stärker bei kräftig gefärbten Kristallen<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
Anatas (auch Oktaedrit oder oktaedrischer Schörl<ref name="Witzke" />) ist ein häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ mit der chemischen Zusammensetzung TiO2 und damit chemisch gesehen Titandioxid.
Anatas kristallisiert im tetragonalen Kristallsystem und entwickelt meist dipyramidale und tafelige Kristalle von wenigen Millimetern bis mehreren Zentimetern Größe, deren Farben zwischen schwarzgrau, braun, rötlich-braun und blau variieren. Die Farben beruhen auf Verunreinigungen mit Fremdatomen; reiner Anatas ist farblos, kommt aber nur sehr selten natürlich vor.
Etymologie und Geschichte
Benannt wurde Anatas nach dem griechischen Wort {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:153: attempt to index field 'data' (a nil value) anátasis für Ausdehnung, Streckung oder auch das Emporstrecken, da die meisten der gefundenen, dipyramidalen Kristalle im Gegensatz zu anderen tetragonal orientierten Mineralen eine überdurchschnittliche Längenausdehnung in Richtung der Z-Achse zeigen.
Erstmals wurde blauer Anatas 1783 von Jacques Louis de Bournon in einem Brief an Jean-Baptiste Romé de L’Isle als indigoblauer Schörl erwähnt. Im Weiteren wurden von verschiedenen Wissenschaftlern Anatas-Varietäten beschrieben und unterschiedlich benannt. So beschrieb Horace-Bénédict de Saussure Octaèdrit, Jean-Claude Delamétherie Oisanit. 1801 untersuchte René-Just Haüy erstmals farblosen Anatas, der bei Le Bourg-d’Oisans im französischen Département Isère gefunden wurde, und erkannte dabei auch, dass es sich bei den verschiedenen bislang bekannten Mineralen um Varietäten des gleichen Minerals handelt, das er Anatas nannte.<ref name="Haüy" />
Anatas war bereits lange vor der Gründung der International Mineralogical Association (IMA) bekannt und als eigenständige Mineralart anerkannt. Damit hätte Anatas theoretisch den Status eines grandfathered Mineral. In der 1962 erfolgten Publikation der IMA: Commission on new minerals and mineral names wurde einstimmig beschlossen, dass die Bezeichnung Anatas und nicht Oktaedrit als offizieller Mineralname gilt.<ref name="IMA-1962" /> Da dies automatisch eine nachträgliche Ankerkennung für das Mineral bedeutete, wird es seitdem in der „Liste der Minerale und Mineralnamen“ der IMA unter der Summenanerkennung „IMA 1962 s.p.“ (special procedure) geführt.<ref name="IMA-Liste" /> Die seit 2021 ebenfalls von der IMA/CNMNC anerkannte Kurzbezeichnung (auch Mineral-Symbol) von MineralName lautet „Ant“.<ref name="Warr" />
Klassifikation
In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Anatas zur Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort zur Abteilung „MO2- und verwandte Verbindungen“, wo er zusammen mit dem inzwischen diskreditierten Selenolith die „Selenolith-Anatas-Gruppe“ mit der Systemnummer IV/D.05 bildete.
In der zuletzt 2018 überarbeiteten Lapis-Systematik nach Stefan Weiß, die formal auf der alten Systematik von Karl Hugo Strunz in der 8. Auflage basiert, erhielt das Mineral die System- und Mineralnummer IV/D.14-010. Dies entspricht ebenfalls der Abteilung „Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 1 : 2 (MO2 und verwandte Verbindungen)“, wo Anatas zusammen mit Downeyit eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer IV/D.14 bildet.<ref name="Lapis" />
Auch die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte<ref name="IMA-Liste-2009" /> 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Anatas in die Abteilung der „Metall : Sauerstoff = 1 : 2 und vergleichbare“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen sowie der Kristallstruktur, sodass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung und seinem Aufbau in der Unterabteilung „Mit mittelgroßen Kationen; Gerüst kantenverknüpfter Oktaeder“ zu finden ist, wo es als einziges Mitglied eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer 4.DD.05 bildet.
In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Anatas die System- und Mineralnummer 04.04.04.01. Dies entspricht ebenfalls der Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort der Abteilung der „Oxidminerale“. Hier ist er als einziges Mitglied in einer unbenannten Gruppe mit der Systemnummer 04.04.04 innerhalb der Unterabteilung „Einfache Oxide mit einer Kationenladung von 4+(AO2)“ zu finden.
Kristallstruktur
Anatas kristallisiert tetragonal in der Raumgruppe I41/amd (Raumgruppen-Nr. 141) mit den Gitterparametern a = 3,78 Å und c = 9,51 Å sowie 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle.<ref name="StrunzNickel" />
Kristalloptik
Anatas als tetragonaler Kristall wird in Übereinstimmung mit dem Neumannschen Prinzip in der Regel als optisch einachsiges Material beschrieben. Einige Quellen<ref name="Handbookofmineralogy" /> beschreiben für stark gefärbte Kristalle ein biaxiales optisches Verhalten, das nicht im Einklang mit der Kristallstruktur steht. Dafür sind verschiedene Ursachen denkbar:
- Symmetrieerniedrigung durch den Einbau von Fremdatomen, analog zur Symmetrieerniedrigung in Granaten
- Symmetrieerniedrigung durch mechanische Spannungen, die eine spannungsinduzierte Doppelbrechung erzeugen.
- Fehldeutung polarisationsmikroskopischer Ergebnisse aufgrund der Wechselwirkung von Färbung und Interferenzfiguren<ref name="opticalmineralogy.com" />
Modifikationen und Varietäten
Die Verbindung TiO2 ist trimorph und kommt neben dem tetragonalen Anatas noch als orthorhombisch kristallisierender Brookit und als ebenfalls tetragonal, aber in einer anderen Raumgruppe kristallisierender Rutil vor. Ab 915 °C geht Anatas monotrop in Rutil über.<ref name="Rösler" />
Bildung und Fundorte
Anatas bildet sich normalerweise sekundär durch Umwandlung anderer titanhaltiger Minerale in Hydrothermaladern und Klüften in Granit, Glimmerschiefer, Gneis und Diorit, kann aber auch in vulkanischen und metamorphen Gesteinen entstehen. Begleitminerale sind neben Brookit und Rutil noch Titanit, Ilmenit, titanhaltiger Magnetit, Hämatit und Quarz. Zudem findet sich Anatas in Form von Pseudomorphosen nach Titanit und Ilmenit. Da sich das Mineral seinerseits in Rutil umwandelt, werden auch Pseudomorphosen von Rutil nach Anatas gefunden.
Weltweit sind bisher rund 2500 Fundorte für Anatas dokumentiert (Stand: 2023).<ref name="Mindat-Anzahl" />
In Deutschland fand sich Anatas unter anderem im Schwarzwald (Baden-Württemberg), im bayerischen Fichtelgebirge sowie im Schwäbisch-Fränkischen, Bayerischen und Oberpfälzer Wald, in Hessen, im Harz (Niedersachsen, Sachsen-Anhalt, Thüringen), der Eifel (Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz), im Taunus, im Saarland, im sächsischen Erzgebirge, in Schleswig-Holstein und im Thüringer Wald.
In Österreich trat das Mineral vor allem in den Regionen Kärnten, Niederösterreich, Salzburg, Steiermark, Tirol, Oberösterreich und Wien zutage und in der Schweiz fand es sich unter anderem in den Kantonen Bern, Glarus, Graubünden, Kanton Tessin, Uri und Wallis.
Weitere Fundorte sind Andorra, die Antarktis, Argentinien, Armenien, Äthiopien, mehrere Regionen in Australien, Belgien, Bolivien, Brasilien, Bulgarien, Chile, China, Elfenbeinküste, Finnland, viele Regionen in Frankreich, Kambodscha, Kamerun, Griechenland, Grönland, Guyana, Indien, Indonesien, Irak, Irland, viele Regionen in Italien, Japan, mehrere Regionen in Kanada, die Kanalinsel Jersey, Kasachstan, Madagaskar, Malawi, Marokko, Mexiko, Mongolei, Namibia, Neuseeland, Niger, Nordkorea, mehrere Regionen in Norwegen, Pakistan, Peru, Polen, Portugal, Réunion, Rumänien, mehrere Regionen in Russland, Schweden, Slowakei, Spanien, Südafrika, Sudan, Tschechien, Türkei, Uganda, Ukraine, Ungarn, Usbekistan, in mehreren Regionen des Vereinigten Königreichs (Großbritannien) sowie in vielen Regionen der Vereinigten Staaten von Amerika (USA).<ref name="Fundorte" />
Anatas-Kristalle lassen sich auch mittels CTR-Verfahren (chemische Transportreaktionen) künstlich herstellen.
Verwendung
Als Pigment
Anatas dient als weißes Pigment in der Farbmittelindustrie. Es wird nach dem Sulfatverfahren hergestellt. Durch die zum Rutil höhere photokatalytische Aktivität, die zur Zersetzung von organischen Komponenten, z. B. Polymeren, führt, ist der Einsatzbereich eingeschränkt. Typische Einsatzgebiete sind dabei Photokatalysatoren, synthetische Fasern, Lebensmittel- und Kosmetikfarben E171 und als Rohstoff für die Industrie, z. B. Sonderkeramiken oder Gläser.<ref name="Benedix" /><ref name="Handelsblatt" /> Nanoteiliger Anatas wird teilweise in Sonnenschutzcremes eingesetzt. UV-Strahlung mit einer Wellenlänge kleiner als etwa 380 nm wird absorbiert.
Als Schmuckstein
Anatas wird nur selten als Schmuckstein verwendet, da er sehr spröde ist und aufgrund seiner guten Spaltbarkeit beim Fassen und Löten zu Brüchen neigt. Geschliffen hat er aber unter Sammlern einen gewissen Wert.
Siehe auch
Literatur
- Walter Schumann: Edelsteine und Schmucksteine. Alle Arten und Varietäten. 1900 Einzelstücke. 16., überarbeitete Auflage. BLV Verlag, München 2014, ISBN 978-3-8354-1171-5, S. 228.
Weblinks
- Anatas. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung, abgerufen am 10. August 2024.
- IMA Database of Mineral Properties – Anatase. In: rruff.info. RRUFF Project (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- Anatase search results. In: rruff.info. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF) (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Anatase. In: rruff.geo.arizona.edu. (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
Einzelnachweise
<references> <ref name="Benedix"> </ref> <ref name="Fundorte"> Fundortliste für Anatas beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 14. April 2023. </ref> <ref name="Handbookofmineralogy"> </ref> <ref name="Handelsblatt"> Chris Löwer: Titandioxid-Beschichtungen verleihen Glas, Metall und Kunststoffen neue Eigenschaften. Oberflächen reinigen sich von alleine. Handelsblatt, 17. Dezember 2004, abgerufen am 14. April 2023. </ref> <ref name="Haüy"> </ref> <ref name="IMA-1962"> </ref> <ref name="IMA-Liste"> 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: July 2024. (PDF; 3,6 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Marco Pasero, Juli 2024, abgerufen am 13. August 2024 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref> <ref name="IMA-Liste-2009"> 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 Vorlage:IconExternal am 29. Juli 2024; abgerufen am 30. Juli 2024 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref> <ref name="Lapis"> </ref> <ref name="Mindat"> Anatase. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 14. April 2023 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref> <ref name="Mindat-Anzahl"> Localities for Anatase. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 14. April 2023 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref> <ref name="opticalmineralogy.com"> <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />polarisationsoptische Mikroskopie an Anatas ( vom 23. Februar 2019 im Internet Archive) </ref> <ref name="Rösler"> </ref> <ref name="StrunzNickel"> </ref> <ref name="Warr"> </ref> <ref name="Webmineral"> David Barthelmy: Anatase Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 11. September 2022 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref> <ref name="Witzke"> Thomas Witzke: Entdeckung von Schörl. Abgerufen am 11. September 2022. </ref> </references>