Oxycalcioroméit

Oxycalcioroméit
Winzige Oxycalcioroméit-Kristalle im Calcit aus der „Miniera di Buca della Vena“ bei Pontestazzemese in der Gemeinde Stazzema, Apuanische Alpen, Provinz Lucca, Toskana, Italien
Allgemeines und Klassifikation
Andere Namen	IMA 2012-022
Chemische Formel	Ca2Sb2O6O Ca2Sb2O7
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Oxide und Hydroxide
System-Nr. nach Strunz	4.DH.15
Kristallographische Daten
Kristallsystem	kubisch
Kristallklasse; Symbol	kubisch-hexakisoktaedrisch; 4/m 3 2/m
Raumgruppe	Fd3m (Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227
Gitterparameter	a = 10,3042 Å
Formeleinheiten	Z = 8
Häufige Kristallflächen	{111}
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	nicht bestimmbar
Dichte (g/cm3)	5,393 (berechnet)
Spaltbarkeit	keine Angaben
Bruch; Tenazität	uneben; spröde
Farbe	rötlichbraun, rötlichgelb
Strichfarbe	blassgelb
Transparenz	durchsichtig
Glanz	Glas- bis Harzglanz
Kristalloptik
Brechungsindex	n = 1,950
Optischer Charakter	isotrop

Oxycalcioroméit ist ein sehr seltenes Mineral aus der Mineralklasse der Oxide und Hydroxide. Es kristallisiert im kubischen Kristallsystem mit der Zusammensetzung Ca₂Sb₂O₆O, ist also ein Calcium-Antimonat, dessen Y-Position hauptsächlich durch Sauerstoff-Ionen besetzt ist.

Oxycalcioroméit kommt an seiner Typlokalität in Form von idiomorphen, oktaedrischen Kristallen von maximal 0,1 mm Größe vor, die eng mit Calcit, Cinnabarit, Derbylit, Dolomit, Hämatit, Glimmer, Pyrit, Sphalerit und Turmalin vergesellschaftet sind.

Die Typlokalität des Oxycalcioroméits ist die „Miniera di Buca della Vena“ (Koordinaten der Miniera di Buca della Vena43.99833333333310.294166666667) bei Pontestazzemese in der Gemeinde Stazzema, Apuanische Alpen, Provinz Lucca, Toskana, Italien. Die „Miniera di Buca della Vena“ ist bereits die Typlokalität für Allanit-(La), Apuanit, Dessauit-(Y), Mapiquiroit, Marrucciit, Pellouxit, Pillait, Rouxelit, Scainiit, Stibivanit und Versiliait.

Etymologie und Geschichte

Möglicherweise identisch mit Oxycalcioroméit: Atopit

Orangebrauner „Roméit“ der Varietät Atopit von Långban, Filipstad, Värmland, Schweden

Atopit von Miguel Prournier, Ouro Preto, Brasilien

Während der Untersuchung einer Mineralvergesellschaftung aus der „Miniera di Buca della Vena“ bei Stazzema wurde ein Vertreter der Pyrochlor-Obergruppe identifiziert, der auf der Basis von qualitativen chemischen Analysen von Paolo Orlandi und Andrea Dini zuerst als Stibiobetafit angesprochen worden war. Stibiobetafit war ursprünglich von Petr Černý und Kollegen (1979) als Sb³⁺-Analogon von Betafit definiert worden, wurde aber in der neuen Nomenklatur der Pyrochlor-Obergruppe zu „Oxycalciopyrochlor“ redefiniert. Quantitative chemische Analysen an diesem Mineral zeigten aber, dass nicht Titan das dominierende Element auf der B-Position ist, sondern Antimon, wodurch es sich nicht um einen Vertreter der Betafitgruppe, sondern um einen Vertreter der Roméitgruppe handelt. Chemische, spektroskopische und Strukturdaten zeigten die Abwesenheit von H₂O und nur sehr geringe Fluor-Gehalte, so dass es sich um das als Mineral noch nicht beschriebene Ca-Sb-O-dominante Glied der Pyrochlor-Obergruppe handelt, das gemäß der neuen Nomenklatur dieser Gruppe als „Oxycalcioroméit“ zu bezeichnen ist. Chemische Analysen, die einem Oxycalcioroméit entsprechen, hatten zwar schon Andrew G. Christy und Kjell Gatedal von einem Mineral aus Långban, Gemeinde Filipstad, Provinz Värmlands län bzw. der historischen Provinz Värmland im zentralen Schweden präsentiert, jedoch fehlten die entsprechenden kristallographischen Daten.

Nach der Ermittlung der physikalischen, chemischen und strukturellen Eigenschaften des Minerals aus der „Miniera di Buca della Vena“ wurde es der International Mineralogical Association (IMA) vorgelegt, die es im Jahre 2012 unter der vorläufigen Bezeichnung IMA 2012-022 anerkannte. Die wissenschaftliche Erstbeschreibung dieses Minerals erfolgte im Jahre 2013 durch ein italienisches Forscherteam mit Cristian Biagioni, Paolo Orlandi, Fabrizio Nestola und Sara Bianchin im englischen Wissenschaftsmagazin Mineralogical Magazine. Die Autoren benannten das Mineral in Übereinstimmung mit der Nomenklatur der Pyrochlor-Obergruppe aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung mit einer durch Calcium dominierten A-Position, durch Sb dominierten B-Position sowie durch Sauerstoff dominierten Y-Position als Oxycalcioroméit (englisch Oxycalcioroméite).

Das Typmaterial für Oxycalcioroméit wird unter der Katalognummer 19640 (Holotyp) in der Sammlung des „Museo di Storia Naturale“ der Università di Pisa in Pisa, Italien, aufbewahrt.

Roméit war ein 1841 durch Augustin Alexis Damour zu Ehren von Jean-Baptiste Romé de L’Isle, französischer Mineraloge und einer der Begründer der Kristallographie, benanntes Mineral, welches bei der Neudefinition der Nomenklatur der Pyrochlor-Obergruppe im Jahre 2010 diskreditiert wurde, da sich hinter seiner Zusammensetzung die neuen Minerale Fluornatroroméit, Fluorcalcioroméit und Oxycalcioroméit verbergen. Er ist gleichzeitig der Namensgeber für die Roméit-Untergruppe innerhalb der Pyrochlor-Obergruppe. Bei der als Atopit bezeichneten Roméit-Varietät handelt es sich möglicherweise ebenfalls um Oxycalcioroméit.

Klassifikation

Die aktuelle Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) zählt den Oxycalcioroméit zur Pyrochlor-Obergruppe mit der allgemeinen Formel A_2–mB₂X_6–wY_1–n, in der A, B, X und Y unterschiedliche Positionen in der Struktur der Minerale der Pyrochlor-Obergruppe mit A = Na, Ca, Sr, Pb²⁺, Sn²⁺, Sb³⁺, Y, U, □, oder H₂O; B = Ta⁵⁺, Nb⁵⁺, Ti⁴⁺, Sb⁵⁺, W⁶⁺, Al³⁺ oder Mg²⁺; X = O, OH oder F und Y = OH^–, F, O, □, H₂O oder sehr große (>> 1,0 Å) einwertige Kationen wie K, Cs oder Rb repräsentieren. Zur Pyrochlor-Obergruppe gehören neben Oxycalcioroméit noch Fluorcalciomikrolith, Fluornatromikrolith, Hydrokenomikrolith, Hydroxycalciomikrolith, Hydroxykenomikrolith, Kenoplumbomikrolith, Oxynatromikrolith, Oxystannomikrolith, Oxystibiomikrolith, Cesiokenopyrochlor, Fluorcalciopyrochlor, Fluornatropyrochlor, Hydrokenopyrochlor, Hydropyrochlor, Hydroxycalciopyrochlor, Hydroxykenopyrochlor, Hydroxymanganopyrochlor, Hydroxynatropyrochlor, Oxycalciopyrochlor, Fluorcalcioroméit, Hydroxycalcioroméit, Hydroxyferroroméit, Oxyplumboroméit, Hydrokenoelsmoreit, Hydroxykenoelsmoreit, Fluornatrocoulsellit und Hydrokenoralstonit. Oxycalcioroméit bildet zusammen mit Fluorcalcioroméit, Hydroxycalcioroméit, Hydroxyferroroméit und Oxyplumboroméit innerhalb der Pyrochlor-Obergruppe die Roméitgruppe.

In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz ist der Oxycalcioroméit noch nicht aufgeführt.

Die seit 2001 gültige und von der IMA verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Oxycalcioroméit in die Abteilung der „Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 1 : 2 und vergleichbare“ ein. Diese ist weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen und der Kristallstruktur, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung und seinem Aufbau in der Unterabteilung „Mit großen (± mittelgroßen) Kationen; Lagen kantenverknüpfter Oktaeder“ zu finden ist, wo es zusammen mit allen Vertretern der Pyrochlor-, Mikrolith-, Betafit-, Roméit- und Elsmoreitgruppen die Pyrochlor-Übergruppe mit der System-Nr. 4.DH.15 bildet. Oxycalcioroméit ist dabei zusammen mit Fluorcalcioroméit, Fluornatroroméit, Hydroxycalcioroméit (ehemals Lewisit), Oxyplumboroméit, Bismutostibiconit (Q), Monimolit (Q), Partzit (Q), Stetefeldtit (Q), Stibiconit (Q) in der Roméitgruppe zu finden.

Die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana kennt den Oxycalcioroméit ebenfalls noch nicht.

Chemismus

Mikrosondenanalysen an Oxycalcioroméit-Körnern von der Typlokalität lieferten Mittelwerte von 0,83 % Na₂O; 13,68 % CaO; 0,13 % MnO; 0,68 % PbO; 5,52 % FeO; 0,28 % Al₂O₃; 0,68 % V₂O₃; 0,28 % SnO₂; 3,53 % TiO₂; 75,86 % Sb₂O₅ total; bzw. 63,73 % Sb₂O₅ und 10,93 % Sb₂O₃ sowie 1,20 % F; (O ≡ F) –0,51 %; Summe = 100,96 %. Auf der Basis von zwei Kationen auf der B-Position pro Formeleinheit wurde daraus die empirische Formel (Ca_1,073Fe²⁺_0,338Sb³⁺_0,330Na_0,118Pb²⁺_0,013Mn²⁺_0,008)_Σ=1,880(Sb⁵⁺_1,734Ti_0,194V³⁺_0,040Al_0,024Sn⁴⁺_0,008)_Σ=2,000(O_6,682F_0,278)_Σ=6,960 berechnet, die zu Ca₂Sb⁵⁺₂O₇ vereinfacht wurde, welche 25,74 % CaO und 74,26 % Sb₂O₅ (Summe 100,00 %) erfordert.

Oxycalcioroméit ist das einzige Mineral mit der Elementkombination Ca – Sb – O. Chemisch ähnlich sind u. a. Ingersonit, Ca₃Mn²⁺Sb⁵⁺₄O₁₄; Peretait, Ca(SbO)₄(SO₄)₂(OH)₂·2H₂O; Sarabauit, CaSb³⁺₁₀S₆O₁₀; und die fraglichen Phasen Atopit, (Ca,Na)₂Sb₂(O,F,OH)₇, und Mauzeliit, (Pb,Ca,Na)₂(Sb,Ti)₂(O,OH,F)₇.

Innerhalb der Pyrochlor-Obergruppe sind theoretisch durch die vier verschiedenen zu besetzenden Positionen eine Vielzahl von Substitutionsmöglichkeiten vorhanden. Oxycalcioroméit ist das O-dominante Analogon zum F-dominierten Fluorcalcioroméit und zum OH-dominierten Hydroxycalcioroméit sowie das Ca-dominante Analogon zum Pb-dominierten Oxyplumboroméit. Untergruppen-übergreifend ist Oxycalcioroméit das Sb⁵⁺-dominante Analogon zum Nb-dominierten Oxycalciopyrochlor (ehemals Stibiobetafit).

Kristallstruktur

Kristallstruktur von Oxycalcioroméit als Kationen-zentrierte polyedrische Darstellung

Oxycalcioroméit kristallisiert im kubischen Kristallsystem in der Raumgruppe Fd3m (Raumgruppen-Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227 mit dem Gitterparameter a = 10,3042 Å sowie acht Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Die Kristallstruktur des Oxyplumboroméits (vergleiche dazu die nebenstehende Strukturzeichnung) kann als dreidimensional-polymerisiertes, für Vertreter der Pyrochlor-Obergruppe typisches Gerüst aus eckenverknüpften BO₆-Oktaedern beschrieben werden, wobei in den Zwischenräumen dieses Gerüsts Tunnel nach [110] existieren, welche die A-Kationen sowie die Anionen der Y-Position aufnehmen. Die achtfach koordinierte A-Position (16d) wird hauptsächlich durch Ca besetzt. Da im Oxycalcioroméit Antimon sowohl als Sb³⁺ als auch als Sb⁵⁺ vorkommt und auf der B--Position lediglich das Sb⁵⁺ sitzt, muss Sb³⁺ auf der A-Position eingebaut werden. Sb³⁺ sitzt allerdings auf der aufgespaltenen, geringer symmetrischen A′-Position (96g), die fünffach koordiniert ist. Die oktaedrisch koordinierte B-Position (16c) ist neben Sb⁵⁺ in geringem Umfang auch mit Ti, Al, V³⁺ und Sn⁴⁺ besetzt. Die X- (48f) und Y-Positionen (8b) sind vierfach koordinierte Anionen-Positionen und werden durch O (48f) sowie O und untergeordnet F (8b) besetzt. Die Sauerstoff-Umgebung um die B-Kationen weist eine ungefähre oktaedrische Anordnung auf, während die A-Kationen in verzerrten Würfeln lokalisiert sind.

Oxycalcioroméit ist isotyp (isostrukturell) zu allen anderen in der Raumgruppe Fd3m (Raumgruppen-Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227 kristallisierenden Vertretern der Pyrochlor-Obergruppe.

Eigenschaften

Morphologie

Oxycalcioroméit bildet an seiner Typlokalität idiomorphe Kristalle von 0,1 mm Größe, an denen lediglich das Oktaeder {111} identifiziert wurde.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Die Kristalle des Oxycalcioroméits sind rötlichbraun bis rötlichgelb, während ihre Strichfarbe mit blassgelb angegeben wird. Die Oberflächen des durchsichtigen Oxycalcioroméits zeigen einen glas- bis harzartigen Glanz, was sehr gut mit dem hohen Wert für die Lichtbrechung (n = 1,950) übereinstimmt. Oxycalcioroméit weist aufgrund seiner Zugehörigkeit zum kubischen Kristallsystem keine Doppelbrechung auf und ist optisch völlig isotrop.

Oxycalcioroméit besitzt keine Spaltbarkeit und auch keine Teilbarkeit, bricht aber aufgrund seiner Sprödigkeit ähnlich wie Amblygonit, wobei die Bruchflächen uneben ausgebildet sind. Aufgrund der geringen Größe der Kristalle konnte weder die Mohshärte noch die Vickershärte bestimmt werden. Die berechnete Dichte für Oxycalcioroméit beträgt 5,393 g/cm³. Oxycalcioroméit zeigt weder im langwelligen noch im kurzwelligen UV-Licht eine Fluoreszenz.

Bildung und Fundorte

Die Typlokalität des Oxycalcioroméits ist die kleine Baryt-Pyrit-Lagerstätte „Miniera di Buca della Vena“ bei Pontestazzemese in der Gemeinde Stazzema, Apuanische Alpen, Provinz Lucca, Toskana, Italien, die im Kontakt zwischen einer metavulkanisch-metasedimentären Sequenz paläozoisch-triassischen Alters sowie obertriassischen Dolomitsteinen und unterjurassischen Marmoren sitzt. Der linsenförmige Erzkörper von 200 m Länge und maximal 20 m Dicke ist zoniert und besteht in seinem unteren Bereich aus Baryt und Pyrit sowie in seinem oberen Bereich aus Baryt und Eisenoxiden (Magnetit und Hämatit), wobei den Erzen Linsen aus Marmoren und Dolomitsteinen eingeschaltet sind. Während des alpinen tektono-metamorphen Ereignisses wurden diese Carbonatlinsen zerbrochen und deformiert, wobei sich Calcit-Baryt-Gangsysteme bildeten, in denen neben einer Reihe seltener Mineralspezies auch Oxycalcioroméit entwickelt ist. Oxycalcioroméit fand sich nur auf Stufen aus dem südlichen Teil der Grube. Seine Kristallisation steht in engem Zusammenhang mit der Zirkulation hydrothermaler Fluide während der alpinen Metamorphose der Lagerstätte, wobei die Druck-Temperatur-Bedingungen der Grünschieferfazies entsprachen.

Parageneseminerale des Fluorcalcioroméits in der „Miniera di Buca della Vena“ sind Calcit, Cinnabarit, Derbylit, Dolomit, Hämatit, Glimmer, Pyrit, Sphalerit und Turmalin.

Als sehr seltene Mineralbildung konnte der Oxycalcioroméit bisher (Stand 2018) weltweit erst von fünf Fundorten beschrieben werden.

Außer der Typlokalität kennt man für Oxycalcioroméit die folgenden Fundorte:

• der „Blocherleitengraben“ im Mieslingtal bei Spitz, Wachau, Niederösterreich, Österreich
• das abgeworfene Cu-Sb-Bergwerk der „Mina da Herdade da Ventosa“ bei Nossa Senhora das Neves, Beja, Distrito de Beja, Region Alentejo, Portugal
• die metamorphe Fe-Mn-Lagerstätte Långban, Gemeinde Filipstad, Provinz Värmlands län bzw. der historischen Provinz Värmland im zentralen Schweden
• die Grube „Fianel“ unweit der Fraktion Ausserferrera der Gemeinde Ferrera GR im Süden des ehemaligen Bezirks Hinterrhein des Kantons Graubünden, Schweiz

Fundstellen für Oxycalcioroméit in Deutschland sind damit unbekannt.

Verwendung

Oxycalcioroméit ist aufgrund seiner Seltenheit ohne jede praktische Bedeutung und nur für Mineralsammler interessant.

Siehe auch

• Systematik der Minerale
• Liste der Minerale

Literatur

• Cristian Biagioni, Paolo Orlandi, Fabrizio Nestola, Sara Bianchin: Oxycalcioroméite, Ca₂Sb₂O₆O, from Buca della Vena mine, Apuan Alps, Tuscany, Italy: a new member of the pyrochlore supergroup. In: Mineralogical Magazine. Band 77, 2013, S. 3027–3037, doi:10.1180/minmag.2013.077.7.12 (englisch). 

Weblinks

Commons: Oxycalcioroméite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Mineralienatlas: Oxycalcioroméit (Wiki)
• Oxycalcioroméite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 29. April 2020 (englisch). 
• American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Oxycalcioroméite. In: rruff.geo.arizona.edu. Abgerufen am 29. April 2020 (englisch).