Oxynatromikrolith

Während der Untersuchung der Bildung und der vergesellschafteten Minerale von Luanshiweiit, eines neuen Vertreters der Glimmer, wurde unter dessen Begleitmineralen ein oxidisches Ta-Nb-Mineral mit einer ungewöhnlichen chemischen Zusammensetzung angetroffen, das in der Vergangenheit entsprechend der Nomenklatur der alten „Pyrochlorgruppe“[5] entweder „Mikrolith“ oder „Uranmikrolith“ genannt worden war. Nach der Ermittlung der physikalischen, chemischen und röntgendiffraktometrischen Eigenschaften stellte es sich als neuer Vertreter der neuen Pyrochlor-Obergruppe[6][7] (Pyrochlor-Supergruppe) heraus. Das neue Mineral wurde der International Mineralogical Association (IMA) vorgelegt, die es im Jahre 2013 unter der vorläufigen Bezeichnung „IMA 2013-063“ anerkannte. Die wissenschaftliche Erstbeschreibung dieses Minerals erfolgte im Jahre 2017 durch ein chinesisches Wissenschaftlerteam mit Fan Guang, Ge Xiangkun, Li Guowu, Yu Apeng und Shen Ganfu im englischen Wissenschaftsmagazin „Mineralogical Magazin“. Die Autoren benannten das neue Mineral in Übereinstimmung mit der Nomenklatur der Pyrochlor-Obergruppe aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung mit einer durch Natrium dominierten A-Position, durch Ta dominierten B-Position sowie durch O dominierten Y-Position als Oxynatromikrolith (englisch Oxynatromicrolite).[3]

Das Typmaterial für Oxynatromikrolith wird unter der Katalognummer M11940 (Holotyp) in der Sammlung des Chinesischen geologischen Museums in Peking, China, aufbewahrt.[3]

Die aktuelle Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) zählt den Oxynatromikrolith zur Pyrochlor-Obergruppe mit der allgemeinen Formel A_2–mB₂X_6–wY_1–n[6], 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 = Ta, Nb, Ti, Sb⁵⁺ oder W; 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 Oxynatromikrolith noch Fluorcalciomikrolith, Fluornatromikrolith, Hydrokenomikrolith, Hydroxycalciomikrolith, Hydroxykenomikrolith, Kenoplumbomikrolith, Oxystannomikrolith, Oxystibiomikrolith, Cesiokenopyrochlor, Fluorcalciopyrochlor, Fluornatropyrochlor, Hydrokenopyrochlor, Hydropyrochlor, Hydroxycalciopyrochlor, Hydroxykenopyrochlor, Hydroxymanganopyrochlor, Hydroxynatropyrochlor, Oxycalciopyrochlor, Fluorcalcioroméit, Hydroxycalcioroméit, Hydroxyferroroméit, Oxycalcioroméit, Oxyplumboroméit, Hydrokenoelsmoreit, Fluornatrocoulsellit und Hydrokenoralstonit. Oxynatromikrolith bildet zusammen mit Fluorcalciomikrolith, Fluornatromikrolith, Hydrokenomikrolith, Hydroxycalciomikrolith, Hydroxykenomikrolith, Kenoplumbomikrolith, Oxystibiomikrolith und Oxystannomikrolith innerhalb der Pyrochlor-Obergruppe die Mikrolithgruppe.

Die mittlerweile veraltete, aber teilweise noch gebräuchliche 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz führt den Oxynatromikrolith noch nicht auf. Er würde zur Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort zur allgemeinen Abteilung der „Oxide mit Verhältnis Metall : Sauerstoff = 2 : 3 (M₂O₃ und verwandte Verbindungen)“ gehören, wo er zusammen mit Bariomikrolith (diskreditiert 2010, möglicherweise Hydrokenomikrolith), Bismutomikrolith (diskreditiert 2010), Fluornatromikrolith, Mikrolith, Natrobistantit, Plumbomikrolith, Stannomikrolith, Stibiomikrolith und Uranmikrolith die „Pyrochlor-Gruppe, Mikrolith-Untergruppe“ mit der System-Nr. IV/C.18 gebildet hätte.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik kennt den Oxynatromikrolith ebenfalls noch nicht. Er würde in die Abteilung der „Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 1 : 2 und vergleichbare“ eingeordnet werden. 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 wäre, wo es zusammen mit allen Vertretern der Pyrochlor-, Mikrolith-, Betafit-, Roméit- und Elsmoreitgruppen die Pyrochlor-Übergruppe mit der System-Nr. 4.DH.15 bilden würde. Hydroxycalciomikrolith wäre dabei zusammen mit Fluorcalciomikrolith, Fluornatromikrolith, Hydrokenomikrolith, Hydroxykenomikrolith, Hydromikrolith, Kenoplumbomikrolith, Oxycalciomikrolith, Oxystannomikrolith (ehemals Stannomikrolith) und Oxystibiomikrolith (ehemals Stibiomikrolith) in der Mikrolithgruppe zu finden.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana kennt den Oxynatromikrolith noch nicht. Er würde in die Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort in die Abteilung der „Mehrfachen Oxide mit Nb, Ta und Ti“ eingeordnet werden. Hier wäre er in der „Mikrolith-Untergruppe; Ta>Nb;(Ta⁺Nb)_>2(Ti)“ mit der System-Nr. 08.02.02 innerhalb der Unterabteilung der „Mehrfache Oxiden mit Nb, Ta und Ti mit der Formel A₂(B₂O₆)(O,OH,F)“ zu finden.

Achtzehn Mikrosondenanalysen an acht unterschiedlichen Oxynatromikrolith-Kristallen aus dem Pegmatit „Pegmatitgang No. 309“ ergaben Mittelwerte von 5,41 % Na₂O; 4,56 % CaO; 14,00 % UO₂; 0,16 % La₂O₃; 0,11 % Ce₂O₃; 0,13 % Nd₂O₃; 0,62 % PbO; 61,52 % Ta₂O₅; 8,21 % Nb₂O₅; 0,23 % Sb₂O₅; 0,05 % TiO₂; 0,56 % SiO₂; 0,29 % SnO₂; 1,04 % F; –0,44 % (O ≡ F) sowie 1,30 % H₂O (bestimmt aus der Stöchiometrie) [Summe = 98,53 %].[3] Auf der Basis von zwei Kationen auf der B-Position wurde die empirische Formel (Na_0,99Ca_0,46U_0,31Pb_0,02La_0,01H₂O_0,21)_Σ=2,00(Ta_1,58Nb_0,35Si_0,05Sn_0,01Sb_0,01)_Σ=2,00O₆(O_0,43F_0,31H₂O_0,26)_Σ=1,00 ermittelt, die zu (Na,Ca,U)₂(Ta,Nb)₂O₆(O,F) vereinfacht wurde. Die Idealformel für Oxynatromikrolith ist (Na,Ca,U)₂Ta₂O₆O.[3]

Die Gehalte an Uran in Höhe von 12,38–18,03 Gew.-% UO₂ führen zu einer vollständigen Metamiktisierung des Minerals.[3]

Innerhalb der Pyrochlor-Obergruppe sind theoretisch durch die vier verschiedenen zu besetzenden Positionen eine Vielzahl von Substitutionsmöglichkeiten vorhanden. Oxynatromikrolith ist das O-dominante Analogon zum F-dominierten Fluornatromikrolith[8] und das Na-dominante Analogon zum Sn-dominierten Oxystannomikrolith bzw. zum Sb-dominierten Oxystibiomikrolith.[6][7] Chemisch ähnlich sind Irtyshit und Natrotantit.[4]

Oxynatromikrolith ist durch seine hohen Gehalte an UO₂ stark metamikt. Die Parameter für die Einheitszelle wurden an Material ermittelt, welches für vier Stunden bei 1000 °C in Stickstoffatmosphäre erhitzt und dann bis Zimmertemperatur mit 10 °C·h^–1 abgekühlt wurde und dadurch rekristallisierte. Sie sind mit den Werten für andere Vertreter der Pyrochlor-Obergruppe vergleichbar.[3] Oxynatromikrolith kristallisiert im kubischen Kristallsystem in der Raumgruppe Fd3m (Raumgruppen-Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227 mit dem Gitterparameter a = 10,420 Å sowie acht Formeleinheiten pro Elementarzelle.[3]

Wie bei allen Vertretern der Pyrochlor-Obergruppe besteht die Kristallstruktur des Oxynatromikroliths aus – in diesem Falle – Ta(O,OH)₆-Oktaedern mit gemeinsamen Ecken, die Schichten aus Dreier- und Sechserringen parallel [110] bilden. In diesen Schichten finden sich Kanäle in Richtung <110>, welche die Sauerstoffatome und die auf der A-Position sitzenden Atome wie Na, Ca und U aufnehmen.[9]

Für Oxynatromikrolith wird aufgrund der texturellen Beziehungen zu seinen Begleitmineralen sowie der geologischen und geochemischen Charakteristika des Pegmatits an seiner Typlokalität eine primäre Bildung angenommen. Das Mineral kristallisierte direkt aus einem hochentwickelten sauren Magma oder aus magmatisch-hydrothermalen Fluiden, die reich an volatilen und lihophilen erzbildenden Elementen waren. Albitisierung, Lepidolithisierung und Greisenbildung waren für die Bildung von Oxynatromikrolith wahrscheinlich nicht notwendig. Das Mineral wird jedoch stellenweise sekundär durch eine stärker hydratisierte Phase verdrängt.[3]

Typische Begleitminerale des Oxynatromikroliths an seiner Typlokalität sind Albit, Kalifeldspat, Quarz, Muskovit, Kaolinit, Tantalit-(Mn), Stibiotantalit, Pollucit, Spodumen, Montebrasit, Hafnium-reicher Zirkon, ein roter „Turmalin“, Polylithionit, Trilithionit, Luanshiweiit-2M₁ und das erwähnte Verwitterungsprodukt des Oxynatromikroliths.[3]

Als sehr seltene Mineralbildung konnte der Oxynatromikrolith bisher (Stand 2018) erst von einem Fundpunkt beschrieben werden.[10][11] Die Typlokalität für Oxynatromikrolith ist der gangförmige LCT-Granitpegmatit „Pegmatitgang No. 309“ im Pegmatitfeld von Guanpo bei der gleichnamigen Stadt im Kreis Lushi, Sanmenxia, Provinz Henan, China.[3]

Fundstellen für Oxynatromikrolith aus Deutschland, Österreich und der Schweiz sind damit unbekannt.[4]

In der Vergangenheit wurden zwei Minerale beschrieben, die Ähnlichkeiten zum Oxynatromikrolith aufweisen:

• Wang beschrieb bereits 1975 aus dem Granitpegmatitgang No. 3 im Kreis Koktokay, Regierungsbezirk Altay, Uigurisches Autonomes Gebiet Xinjiang, China, ein Mineral, welches er nach der alten Nomenklatur der Pyrochlorgruppe[5] als „Brannerit-(Bi, Ta)“ bezeichnete. Seine empirische Formel ist (Na_0,96Bi_0,66U_0,21K_0,13Ca_0,12Mn_0,07Mg_0,06)_Σ=2,21(Ta_0,62Ti_0,47Nb_0,35Fe³⁺_0,30Si_0,11Al_0,08)_Σ=1,95[O_6,35(OH)_0,32]_Σ=6,67, sie wurde zu (Na,Bi,U)₂(Ta,Ti,Nb)₂[O₆(O,OH)]₇ vereinfacht.[12]
• Zwei Jahre später beschrieben Richard H. Jahns & Rodney C. Ewing aus der „Harding Mine“ (Harding-Pegmatite) im Picuris District, Taos County, New Mexico, Vereinigte Staaten, ein Mineral mit der Zusammensetzung (Na_0,74Ca_0,52Mn_0,33U_0,20Pb_0,13)_Σ=1,92(Ta_1,77Nb_0,21W_0,01)_Σ=1,99O_6,73.[13]

Bei beiden Mineralen werden die B-, Y- und A-Positionen hauptsächlich durch Ta, O und Na besetzt, weshalb sie als Oxynatromikrolith bezeichnet werden sollten.[3]

Oxynatromikrolith ist aufgrund seiner Seltenheit ein bei Mineralsammlern begehrtes Mineral, ansonsten aber ohne jede praktische Bedeutung.

• Systematik der Minerale
• Liste der Minerale

• Fan Guang, Ge Xiangkun, Li Guowu, Yu Apeng und Shen Ganfu: Oxynatromicrolite, (Na,Ca,U)₂Ta₂O₆(O,F), a new member of the pyrochlore supergroup from Guanpo, Henan Province, China. In: Mineralogical Magazine. Band 81, Nr. 4, 2017, S. 743–751, doi:10.1180/minmag.2016.080.121 (englisch).

• Mineralienatlas:Oxynatromikrolith (Wiki)
• MinDat – Oxynatromicrolite (englisch)

1. 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: January 2023. (PDF; 3,7 MB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, Januar 2023, abgerufen am 26. Januar 2023 (englisch).
2. 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 5. Januar 2023]).
3. Fan Guang, Ge Xiangkun, Li Guowu, Yu Apeng und Shen Ganfu: Oxynatromicrolite, (Na,Ca,U)₂Ta₂O₆(O,F), a new member of the pyrochlore supergroup from Guanpo, Henan Province, China. In: Mineralogical Magazine. Band 81, Nr. 4, 2017, S. 743–751, doi:10.1180/minmag.2016.080.121 (englisch).
4. Mindat – Oxynatromicrolite, abgerufen am 6. September 2018 (englisch)
5. Donald David Hogarth: Classification and nomenclature of the pyrochlore group. In: The American Mineralogist. Band 62, 1977, S. 403–410 (englisch, rruff.info [PDF; 849 kB; abgerufen am 3. September 2018]).
6. Daniel Atencio, Marcelo B. Andrade, Andrew G. Christy, Reto Gieré, Pavel M. Kartashov: The Pyrochlore supergroup of minerals: Nomenclature. In: The Canadian Mineralogist. Band 48, 2010, S. 673–698, doi:10.3749/canmin.48.3.673 (englisch, rruff.info [PDF; 1,4 MB; abgerufen am 30. August 2018]).
7. Andrew G. Christy, Daniel Atencio: Clarification of status of species in the pyrochlore supergroup. In: Mineralogical Magazine. Band 77, Nr. 1, 2013, S. 13–20, doi:10.1180/minmag.2013.077.1.02 (englisch, main.jp [PDF; 85 kB; abgerufen am 30. August 2018]).
8. Thomas Witzke, Manfred Steins, Thomas Doering, Walter Schuckmann, Reinhard Wegner, Herbert Pöllmann: Fluornatromicrolite, (Na,Ca,Bi)₂Ta₂O₆F, a new mineral species from Quixaba, Paraíba, Brazil. In: The Canadian Mineralogist. Band 49, 2011, S. 1105–1110, doi:10.3749/canmin.49.4.1105 (englisch).
9. Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. 9. Auflage. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 222–223.
10. Mindat – Anzahl der Fundorte für Oxynatromikrolith, abgerufen am 6. September 2018 (englisch)
11. Fundortliste für Oxynatromikrolith beim Mineralienatlas und bei Mindat (abgerufen am 6. September 2018)
12. X. J. Wang: The primary study on Nb-Ta minerals in a pegmatite, Xinjiang. In: Anonymus (Hrsg.): The Treatise Collections of the National Meeting about Rare-element Geology. 1. Auflage. Band I. Scientific Press, Beijing 1975, S. 145–161 (englisch, chinesisch).
13. Richard H. Jahns, Rodney C. Ewing: The Harding Mine, Taos County, New Mexico. In: The Mineralogical Record. Band 8, Nr. 2, 1977, S. 115–1126 (englisch).