Merkwaardige macro mineralen
een informatieve rubriek met handstukken uit de collectie van Raymond Dedeyne, door hemzelf becommentarieerd en door Theo Muller van foto’s voorzien - voor vragen of suggesties, email mmm@minerant.orgGaudefroyiet van de N’Chwaning II Mine
Kuruman, KMF, Northern Cape, RSANogal wat verzamelaars denken dat - eens je één boraat hebt gezien – je ze wel allemaal hebt gezien. Dat is misschien wel wat heel kort door de bocht, maar toch zit er een kern van waarheid in. Er zijn heel veel boraten – momenteel meer dan 230 natuurlijke, volgens ETi MADEN, monopoliehouder op alle Turkse boriumontginningen - en veel daarvan kun je zonder zware analytische apparatuur onmogelijk uit elkaar houden. Op zicht zien ze er allemaal hetzelfde uit: witte dingetjes, dikwijls zo zeldzaam dat ze soms zelfs niet meer op het specimen terug te vinden zijn (!) en vooral interessant voor labeltjesverzamelaars en lieden die het hoogste genot vinden in het afvinken van mineralennamen in de Fleischer (of vrij naar Nat King Cole en later de Rolling Stones: guys who get their kicks, not on route sixty six but on Fleischer ticks). Kortom: voor veel verzamelaars weinig “sammlungsfähig” spul.
Toch zijn er uitzonderingen, met mooie grote en goedgevormde kristallen zoals borax of colemaniet, of met een afwijkende (lees: anders dan witte) kleur. Tot die laatste categorie behoort o.a. roweiet, waarover al eerder een MMM gepleegd werd: zie https://www.minerant.org/MMM/O/olshanskyiet-HexigtenBanner.html Nog een ander gekleurd boraat – en dan nog wel een (doorgaans) zwart! – is gaudefroyiet, met als chemische formule Ca4Mn3+2-3(BO3)3(CO3)(O,OH)3. Maar laten we – vooraleer hierop verder te gaan – het even hebben over de opbouw en indeling van boraten in het algemeen.
Boraten zijn opgebouwd rond het driewaardig element boor (alternatief: borium – beide benamingen zijn correct). Het booratoom kan zowel een drie- als een vier-coördinatie aannemen. Het doet zich dan ook voor onder twee alternatieve vormen: [B(O,OH)3] driehoeken met een vlakke structuur (figuur 1) en [B(O,OH)4] tetraëders met een driedimensionale structuur (figuur 2).
|
|
|
|
|
Boraten vertonen dus zowel gelijkenis met de carbonaten (CO3) en de nitraten (NO3) enerzijds en met de sulfaten (SO4) en aanverwanten anderzijds: dat is tegelijk de reden waarom ze in de bekende Nickel-Strunz classificatie in klasse 6 (tussen de carbonaten en nitraten, klasse 5 en de sulfaten en aanverwanten, klasse 7) worden ondergebracht. Die driehoeken en tetraëders kunnen zowel afzonderlijk voorkomen als onderling aan elkaar gekoppeld via zuurstofbruggen. Zo ontstaan ingewikkelde structuren waarbij zelfs “gemengde” koppelingen van driehoeken met tetraëders voorkomen. Dit wordt duidelijk geïllustreerd aan de hand van de structuur van borax, een van de bekendste boraten, (figuur 3) die bestaat uit drie onderling verknoopte ringen (twee zesringen en één achtring) die samen twee vlakke BO3 en twee tetraëdrische BO4 eenheden bevatten – het resulterend tweewaardig anion wordt gecompenseerd met twee natriumkationen.
Figuur 3: het tetrahydroxyl tetraboraat anion in borax (bron: Wikipedia)
En jawel, het kan nog complexer: die driehoek/tetraëder combinaties (ook wel aangeduid als Fundamental Building Blocks – FBB’s) kunnen zich ruimtelijk ook nog eens aaneenrijgen volgens verschillende, zich herhalende patronen - net zoals monomeren aan elkaar gekoppeld worden tot polymeren. Het zal dan ook niet verwonderen dat er zoveel verschillende boraten voorkomen, wat een logische classificatie sterk bemoeilijkt. Historisch werden dan ook nogal wat pogingen ondernomen in die richting. De twee meest belangrijke daarvan zijn van de hand van Grice, Burns en Hawthorne enerzijds (1995 en 1999 – ref 1, 2) en die van Strunz anderzijds (1997- ref 3).
De eerstgenoemden stellen een classificatie voor die gebaseerd is op de dimensionaliteit van de borium-zuurstofkristalstructuur – zeg maar op de ruimtelijke structuur van het eindresultaat. Zo komen ze tot een indeling op basis van de onderlinge samenhang van de FBB’s: nesoboraten (alleenstaande FBB’s), soroboraten (gekoppeld twee aan twee), cycloboraten (ringvormig aaneengeschakeld), inoboraten (tot kettingen aaneengeschakeld), phylloboraten (tot tweedimensionale bladen gerangschikt) en tektoboraten (met een driedimensionale structuur). En jawel, dat hebt u als aandachtige lezer meteen opgemerkt: een indeling die volledig parallel loopt aan de klassieke Strunz-indeling van de silicaten.
De indeling volgens Strunz daarentegen is in eerste instantie gebaseerd op de chemische samenstelling van de boraten. Al naar gelang het aantal boriumatomen in de betrokken FBB komt hij tot een indeling in mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta- en hogere boraten: vrij triviaal telwerk dus.
In 2009 koos de IMA-CNMNC werkgroep uiteindelijk voor de classificatie van Grice, Burns en Hawthorne (ref 4). Mijns inziens is die ook logischer dan die van Strunz, want ze classificeert op het hoogste (kristallografisch-structurele) niveau, terwijl laatstgenoemde een lager niveau (samenstelling van de FBB’s, de bouwstenen van het geheel) als uitgangsbasis neemt. Toch wordt in veel hedendaagse databases (MinDat, Webmineral, Mineralienatlas) nog steeds de voorkeur gegeven aan de indeling volgens Strunz. Vreemd genoeg geeft Wikipedia – in nogal wat aangelegenheden niet direct een toonbeeld van wat wetenschappelijk correct is – in zijn bijdrage over “Borate Minerals” https://en.wikipedia.org/wiki/Borate_mineral de voorkeur aan de Grice, Burns en Hawthorne indeling Maar spijtig genoeg vervallen ze snel daarna weer in onjuistheden die hun hele verdere omschrijving voor de leek nagenoeg onverstaanbaar maken: hun “06.A Monoborates” moet “Subclass: nesoborates” worden en hun “Subclass nesoborates” moet “Subclass: soroborates” zijn.
Maar genoeg over boraatclassificaties: laten we terugkeren naar gaudefroyiet – een nesoboraat sensu Burns, Grice en Hawthorne of een monoboraat sensu Strunz. Het werd in maart 1962 voor het eerst gevonden in een uitgeputte sectie van hoofdader #2 in de mangaanmijn van Tachgagalt, 17 km zuidoost van Ouarzazate in de Marokkaanse Centrale Anti-Atlas. Pascal Gallo – een opmerkzame voorman – pikte er wat ongewone brokstukken op die na analyse niet minder dan zes verschillende nieuwe boriummineralen bleken te bevatten: gaudefroyiet, despujolsiet, henritermieriet, jouravskiet, marokiet en neltneriet. Niettegenstaande het feit dat de uitbating van Tachgagalt altijd vrij onbeduidend is geweest – zeker in vergelijking met grotere Marokkaanse mangaanmijnen zoals Imini – werd het zodoende in één klap gepromoveerd tot de typevindplaats van niet minder dan zeven mineralen (later kwam daar ook nog jacquesdietrichiet bij, een koperboraat). Eén daarvan, gaudefroyiet, werd genoemd naar de Franse geestelijke/mineraloog Christophe-Léon Gaudefroy (†1971 – figuur 4) die bijna 30 jaar lang een leerstoel mineralogie bekleedde aan het Institut
figuur 4: Christophe-Léon Gaudefroy
Catholique de Paris – daarnaast was hij ook actief aan de Sorbonne en bij de geologische exploratie van Marokko.
Tachgagalt was in werking van 1937 tot 1965. Pogingen in 1964-1965 om nog meer interessant materiaal te vinden leverden niets op: de mijnwerkers hadden toen de storthopen al grondig met de hand gesorteerd, op zoek naar zeldzaamheden die ze konden ten gelde maken. Ook latere expedities naar Tachgagalt (de mijn is slechts moeilijk bereikbaar, in volle steenwoestijn zonder enige noemenswaardige wegen) bleven zonder enig verder resultaat. Onder dergelijke omstandigheden bleef gaudefroyiet aanvankelijk een echte zeldzaamheid. Toch werd het uitgebreid onderzocht: als het eerst ontdekte natuurlijke mineraal dat zowel boraat- als carbonaatanionen bevat kreeg het nogal wat belangstelling in wetenschappelijke kringen.
In 1991 werd het echter herontdekt in het Zuid-Afrikaanse Kalahari Manganese Field (KMF) – eerst in de Wessels Mine en daarna in de N’Chwaning I en II Mines. Aan de hand van latere studies bleek dat het in die regio relatief verspreid voorkwam, maar dan vooral als zwartgekleurde millimetergrote korrels en compacte haarvormige kristalletjes die in het – al even zwarte - mangaanerts zijn ingebed en daarin slechts met veel moeite kunnen worden herkend. Mooie kristallen - en zeker die op matrix - bleven echter zeldzaam. Sinds hun ontdekking verschenen ze maar sporadisch op de markt en de laatste vondst dateert volgens Cairncross ondertussen alweer van 2011. Op de SMAM beurs van 2019 werd een klein lot goede specimens aangeboden maar dat was waarschijnlijk afkomstig uit oude voorraden. Buiten Tachgagalt en de KMF is gaudefroyiet enkel nog bekend van de Caspar steengroeve in de Duitse Eifel, maar daar zullen verzamelaars van macrospecimens wel niet veel aan hebben.
Gaudefroyiet kristalliseert in het hexagonaal kristalstelsel en vormt daarbij meestal gedrongen tot langgerekte prisma’s die vaak dubbelzijdig beëindigd zijn met complexe terminaties. (figuur 5).
Figuur 5: gaudefroyiet kristalmodel
Kristallen uit de Zuid-Afrikaanse KMF kunnen tot 5 cm halen. Die zijn uniform zwart, maar ook haarvormige kristalletjes komen er voor als viltachtige massa’s met een donkerroodbruine kleur.
Het specimen van de foto (90x55x45 mm) kocht ik in 2003 van Willy Israel, toentertijd zowat de enige bron in onze contreien voor specimens van Tsumeb of van de KMF. Het is afkomstig uit N’Chwaning II en is samengesteld uit kleine slanke, zwarte hexagonale prisma’s tot 1 cm met een complexe beëindiging op een zwarte matrix van mangaanerts. Op de achterkant van het specimen komen agglomeraties van rhombendodecaëdrische, roodbruine andradietkristalletjes voor – een typische begeleider voor KMF-gaudefrauyiet - naast enkele kleine gipskristalletjes en een gele substantie die mogelijks ettringiet is, een andere typische KMF begeleider.
Met dank aan Paul Tambuyser voor de VESTA-kristaltekening, Ludo Van Goethem voor de foto van het gaudefroyiet specimen en Ernst Burke voor de wetenschappelijke ondersteuning bij het omschrijven van de boraatclassificaties.
Ref 1 P.C. Burns, J.D. Grice, F.C. Hawthorne Canadian Mineralogist 33, pp 1131-1151 (1995)
Ref 2 J.D. Grice, P.C. Burns, F.C. Hawthorne Canadian Mineralogist 37, pp 731-762 (1999)
Ref 3 H. Strunz European Journal of Mineralogy 9, pp 225-232 (1997)
Ref 4 S.J. Mills, F. Hatert, E.H. Nickel, G. Ferraris European Journal of Mineralogy 21, pp 1073-1080 (2009)
