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Macedonit

Oxid Mineral

Das seltene Mineral Macedonit ist ein Oxid aus der Perowskit-Supergruppe und hat die idealisierte chemische Zusammensetzung PbTiO3 (Blei-Titan-Oxid). Die klassischen Mineralsystematiken ordnen es in die Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“.

Macedonit
Skogbyit-Kristalle (mittel- bis hellgrau) in poikiloblastischem Pinakiolith (dunkelgraue Grundmasse) mit Macedonit (weiß mit quadratischem Umriss)
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer

IMA 1970-010

IMA-Symbol

Mce[1]

Chemische Formel PbTiO3[2]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)		 Oxide und Hydroxide
System-Nummer nach
Strunz (8. Aufl.)
Lapis-Systematik
(nach Strunz und Weiß)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
nicht verzeichnet
IV/C.10-080[3]

4.CC.30[4]
04.03.06.01
Kristallographische Daten
Kristallsystem tetragonal
Kristallklasse; Symbol ditetragonal-pyramidal; 4mm
Raumgruppe P4mm (Nr. 99)Vorlage:Raumgruppe/99[5][6][2]
Gitterparameter a = natürlich: 3,889(24),[2]
synthetisch: 3,901577(35) Å; b = natürlich: 3,889(24),[2]
synthetisch: 3,901577(35) Å; c = natürlich: 4,209(36),[2]
synthetisch: 4,128031(62) Å[7]
Formeleinheiten Z = 1[7]
Häufige Kristallflächen tetragonale Prismen: {100}, {001}, {110}, tetragonale Bipyramiden: {111}, {101}[2]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 5,5[2]
Dichte (g/cm3) gemessen: 7,82; berechnet: 8,09[2]
Spaltbarkeit nicht beobachtet[2]
Bruch; Tenazität nicht bestimmt[2]
Farbe natürlich: schwarz bis dunkelbraun,[2] synthetisch: gelb
Strichfarbe Bitte ergänzen!
Transparenz natürlich: opak bis schwach durchscheinend[2]
Glanz natürlich: Glasglanz[2]
Kristalloptik
Brechungsindex n = nicht bestimmt[2]
Doppelbrechung nicht beobachtet, sehr schwach anisotrop im reflektierten Licht[2]
Optischer Charakter einachsig
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten löslich in warmen Säuren (HCl, HNO3, H2SO4)[2]
Besondere Merkmale piezoelektrisch, pyroelektrisch

Macedonit ist das natürliche Äquivalent der synthetischen Verbindung Bleititanat und kristallisiert mit tetragonaler Symmetrie. Es entwickelt meist unregelmäßige, seltener prismatische Kristalle von 80–100 Mikrometer Größe. Natürliche Kristalle sind meist schwarz und nahezu opak mit glasigem Glanz.

Die Typlokalität sind Amazonit-führende Alkali-Syenite von Crni Kamen bei Alinci in der Gemeinde Prilep im heutigen Nordmazedonien.[2]

Etymologie und Geschichte

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Synthetisches Bleititanat wurde bereits in den 1930er Jahren als gelbes Farbpigment verwendet.[8] Seit den 1940er Jahren wird es wegen seiner ferroelektrischen Eigenschaften zusammen mit Bariumtitanat intensiv untersucht. Diese Forschungsergebnisse wurden zunächst geheim gehalten, bis die sowjetischen Wissenschaftler B. Wul und I. M. Golgman von Lebedew-Institut der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau 1945 ihre Messungen der Permittivität verschiedener synthetischer Perowskite veröffentlichten.[9]

Natürliche Vorkommen von Bleititanat sind extrem selten. 1971 beschrieben Dusan Radusinovic und Cvetko Markov vom Institut für Nuklearwissenschaften „Vinča“ in Belgrad, damals Yugoslawien, kleine schwarze Bleititanatktistalle aus Alkali-Syeniten im heutigen Nordmazedonien. Sie benannten das neue Mineral der Perowskitgruppe nach seinem Fundort, der damaligen Sozialistischen Republik Mazedonien, Macedonit.[2]

Seither sind weltweit nur wenige weitere Vorkommen beschrieben worden.[10]

Klassifikation

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

Obwohl Macedonit schon 1971 als eigenständiges Mineral anerkannt wurde, ist er in der seit 1977 veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz noch nicht verzeichnet.

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/C.10-080. Dies entspricht der Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort der Abteilung „Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 2 : 3 (M2O3 und verwandte Verbindungen)“, wo Macedonit zusammen mit Barioperowskit, Isolueshit, Lakargiit, Latrappit, Loparit, Lueshit, Megawit, Natroniobit, Pauloabibit, Perowskit, Tausonit und Vapnikit die „Perowskit-Reihe“ mit der Systemnummer IV/C.10 bildet.[3]

Die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Macedonit in die erweiterte Abteilung „Metall : Sauerstoff = 2 : 3, 3 : 5 und vergleichbare“ ein. Diese ist weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen. Hier ist das Mineral in der Unterabteilung „Mit großen und mittelgroßen Kationen“ zu finden, wo es zusammen mit Isolueshit, Loparit und Tausonit die „Loparit-Macedonit-Gruppe“ mit der System-Nr. 4.CC.35 bildet.[4]

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Macedonit die System- und Mineralnummer 04.03.06.01. Das entspricht der Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort der Abteilung „Oxide“. Hier findet er sich innerhalb der Unterabteilung „Einfache Oxide mit einer Kationenladung von 3+ (A2O3)“ als einziges Mineral in der unbenannten Gruppe mit der Systemnummer 04.03.06.

Chemismus

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Macedonit ist das Blei-Analog von Perowskit und hat die Endgliedzusammensetzung PbTiO3. Der natürliche Macedonit aus der Typlokalität enthält noch geringe Mengen Eisen (als Fe2+ angegeben) und Bismut (Bi3+).[2]

Der Macedonit aus Nordmazedonien ist der einzige natürliche Macedonit, der nennenswerte Mengen Eisen und Bismut enthält[11] aber seit den 1960er Jahren wurden synthetische Mischkristalle der Reihe Pb2+Ti4+O3 - Bi3+Fe3+O3 über den gesamten Zusammensetzungsbereich untersucht.[12][13][14]

Kristallstruktur

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Macedonit kristallisiert mit tetragonaler Symmetrie der Raumgruppe P4mm (Raumgruppen-Nr. 99)Vorlage:Raumgruppe/99 und den Gitterparametern a = 3,889(24) Å und c = 4,209(36)  Å sowie einer Formeleinheit pro Elementarzelle.[2]

Macedonit hat die Struktur von Perowskit. Blei (Pb2+) besetzt die von 12 Sauerstoffen kuboktaedrisch umgebene A-Position und Titan (Ti4+) die 6-fach koordinierte, oktaedrische B-Position.[5][5][7]

PbTiO3 ist polymorph und macht bei ~490 °C einen Phasenübergang durch. Oberhalb dieser Temperatur liegt Bleititanat mit kubischer Symmetrie vor.[5][5]

Bildung und Fundorte

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Die Typlokalität sind Amazonit-führende Alkali-Syenite von Crni Kamen bei Alinci in der Gemeinde Prilep im heutigen Nordmazedonien. Hier tritt Macedonit zusammen mit Mikroklin (Amazonit), Quarz, Aegirin-Augit, Riebeckit, Arfvedsonit, Rutil und Zirkon auf.[2]

Ebenfalls 1971 wurden das 2. natürliche Vorkommen von Macedonit in der metamorphen Manganlagerstätte Långban, Gemeinde Filipstad in der Provinz Värmlands län in Schweden. Macedonit tritt hier als Einschluss in Magnetit und Magnetoplumbit auf.[15] In der nahegelegenen Grube Jakobsberg des Nordmark Minendistrikts der Gemeinde Filipstad, Värmlands län, Schweden wurde Macedonit als Einschluss in Ganomalith gefunden.[16]

Siehe auch

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Literatur

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  • Dusan Radusinovic and Cvetko Markov: Macedonite - Lead Titanate: A New Mineral. In: The American Mineralogiste. Band 56, Nr. 2, 1971, S. 387–394 (englisch, minsocam.org [PDF; 5,0 MB; abgerufen am 29. März 2026]).
  • Macedonite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, handbookofmineralogy.org [PDF; 56 kB; abgerufen am 29. März 2026]).
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Commons: Macedonit – Sammlung von Bildern und Videos

Einzelnachweise

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  1. ↑ 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; 320 kB; abgerufen am 29. März 2026]).
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Dusan Radusinovic and Cvetko Markov: Macedonite - Lead Titanate: A New Mineral. In: The American Mineralogiste. Band 56, Nr. 2, 1971, S. 387–394 (englisch, minsocam.org [PDF; 5,0 MB; abgerufen am 29. März 2026]).
  3. 1 2 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.
  4. 1 2 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. März 2026; abgerufen am 30. Juli 2024 (englisch).
  5. 1 2 3 4 5 Gen Shirane, and Sadao Hoshino: On the Phase Transition in Lead Titanate. In: Journal of the Physical Society of Japan. Band 6, Nr. 4, 1951, S. 265–270, doi:10.1143/JPSJ.6.265 (englisch).
  6. ↑ A. M. Glazer and S. A. Mabud: Powder profile refinement of lead zirconate titanate at several temperatures. II. Pure PbTiO3. In: Acta Crystallographica. B34, 1978, S. 1065–1070, doi:10.1107/S0567740878004938 (englisch).
  7. 1 2 3 Praveen Jangadea, P. R. Arjunwadkarb, M. A. Nagarbawadi: Structural characterization of Lead Titanate (PbTiO3) sample using FULLPROF. In: IOSR Journal of Applied Physics. Band 8, Nr. 6, 2016, S. 57–60, doi:10.9790/4861-0806055760 (englisch, researchgate.net [PDF; 502 kB; abgerufen am 29. März 2026]).
  8. ↑ Sandford S. Cole and H. Espenschied: Lead Titanate: Crystal Structure, Temperature of Formation, and Specific Gravity Data. In: The Journal of Physical Chemistry. Band 41, Nr. 3, 1937, S. 445–451, doi:10.1021/j150381a009 (englisch).
  9. ↑ B. Wul: Dielectric Constants of Some Titanates. In: Nature. Band 156, 1945, S. 480, doi:10.1038/156480a0.
  10. ↑ Fundortliste für Macedonit beim Mineralienatlas und bei Mindat
  11. 1 2 Roger H. Mitchell, Mark D. Welch and 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; 2,2 MB; abgerufen am 29. März 2026]).
  12. ↑ S. A. Fedulov, Y. N. Venevtsev, G. S. E. G. Zhdanov, Smazhevskaya, I. S. Rez: X-ray and electrical studies of the PbTiO3-BiFeO3 system. In: Soviet Physics - Crystallography. Band 7, 1962, S. 62–66 (englisch).
  13. ↑ T. P. Comyn, S. P. McBride, A. J. Bell: Processing and electrical properties of BiFeO3–PbTiO3 ceramics. In: Materials Letters. Band 58, Nr. 13, 2004, S. 3844–3846, doi:10.1016/j.matlet.2004.07.021 (englisch).
  14. ↑ Niranjan Panda, Samita Pattanayak, Ram Naresh Prasad Choudhary: Structural and electrical properties of BiFeO3–PbTiO3 system. In: Journal of Materials Science: Materials in Electronics. Band 26, Nr. 6, 2015, S. 4069–4077, doi:10.1007/s10854-015-2946-y (englisch).
  15. ↑ E. A. J. Burke, C Kieft: Second occurrence of makedonite, PbTiO3, Långban, Sweden. In: Lithos. Band 4, Nr. 2, 1971, S. 101–104, doi:10.1016/0024-4937(71)90102-2 (englisch).
  16. ↑ Pete J. Dunn, Donald R. Peacor, John W. Valley, and Charles A. Randall: Ganomalite from Franklin, New Jersey, and Jakobsberg, Sweden: new chemical and crystallographic data. In: Mineralogical Magazine. Band 49, 1985, S. 579–582, doi:10.1180/minmag.2016.080.156 (englisch, [www.rruff.net/odr/view/downloadfile/66691 rruff.net] [PDF; 283 kB; abgerufen am 29. März 2026]).
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