Lithiumreiche Granitpegmatite als einziges Milieu
Petalit entsteht praktisch ausschließlich in lithiumführenden Granitpegmatiten, also in den Restschmelzen granitischer Magmen, in denen sich die leichten und die sperrigen Elemente anreichern, weil sie in den Hauptmineralen des Granits keinen Platz finden. Lithium gehört zu diesen Elementen. Die Begleitparagenese ist entsprechend charakteristisch: Mikroklin, Albit, Quarz, Topas, Turmalin und vor allem die übrigen Lithiumminerale Spodumen und Lepidolith. Eine besonders enge Verbindung besteht zu Pollucit, dem Cäsiumsilikat, das in denselben hochfraktionierten Pegmatitkörpern kristallisiert; die beiden Minerale wurden im 19. Jahrhundert nach dem Zwillingspaar Kastor und Pollux benannt. Wo Petalit auftritt, liegt also ein weit entwickelter, stark differenzierter Pegmatit vor. Das erklärt zugleich die geografische Verteilung: Die Fundpunkte folgen den großen Pegmatitprovinzen in Schweden, Brasilien, Simbabwe, Namibia, Afghanistan und Westaustralien. Wie eng die Bindung an dieses Milieu ist, zeigt Bernic Lake in Manitoba: Dort lagern rund 82 Prozent der bekannten Weltreserven an Pollucit, und auch aus Manitoba ist Petalit belegt. Ein Petalitfund ist damit zugleich ein Hinweis auf einen lithium- und cäsiumhöffigen Pegmatitkörper.
Kristallchemie: Lithium in einem Silicium-Aluminium-Gerüst
Die Formel LiAlSi4O10 zeigt ein bemerkenswertes Verhältnis: Auf ein Aluminium kommen vier Silicium. Petalit ist damit das siliciumreichste der gesteinsbildenden Lithiumminerale, und genau das macht ihn als Erz weniger attraktiv als Spodumen. Die Strunz-Systematik führt ihn in der 9. Auflage unter 9.EF.05 und in der 8. Auflage unter VIII/F.01 bei den Schichtsilikaten; kristallografisch ist er monoklin, Raumgruppe P2/a, mit den Gitterparametern a = 11,74 Å, b = 5,17 Å, c = 7,63 Å und β = 112,5 Grad. Die Kristallklasse ist monoklin-prismatisch, Symmetrie 2/m. Dicktafelige oder säulige Kristalle sind selten, meist tritt Petalit derb oder körnig auf. Unter Druck und Temperatur ist die Struktur nicht stabil: Bei etwa 500 Grad Celsius und 3 Kilobar wandelt sich Petalit in Spodumen und Quarz um.
Utö 1800: Erstbeschreibung an einer mittelalterlichen Eisenerzgrube
Die Typlokalität ist die Insel Utö in der Gemeinde Haninge im Stockholmer Schärengarten; eine Quelle ordnet sie geografisch Södermanland nahe Nynäshamn zu. Dort wurde seit etwa 1150 Eisenerz abgebaut, 1607 ist der Bergbau erstmals schriftlich belegt, 1624 arbeiteten neun Gruben, 1719 zerstörten russische Truppen die Anlagen, 1879 wurde der Betrieb endgültig eingestellt. Das Erz ist ein Skarn, der neben Eisen auch Lithium und etwas Silber enthält. In diesem Umfeld beschrieb José Bonifácio de Andrada e Silva im Januar 1800 das neue Mineral und benannte es nach griechisch petalon, Blatt, weil sich die Kristalle in dünne Blätter spalten lassen. Utö ist Typlokalität für vier Minerale, darunter neben Petalit auch Spodumen und der 1913 beschriebene Holmquistit. Damit ist die Insel einer der wichtigsten Fundorte der Lithiummineralogie überhaupt.