Ekatit

Ekatit ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“. Es kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem mit der chemischen Formel (Fe³⁺,Fe²⁺,Zn)₁₂(OH)₆[AsO₃]₆[AsO₃,HOSiO₃]₂,^[3] ist also chemisch gesehen ein Eisen-Zink-Arsenit-Silikat mit zusätzlichen Hydroxidionen.

Ekatit bildet büschel- und garbenförmige Aggregate aus gestreiften, zarten, nadeligen Kristallen. Das Mineral wurde in einer Matrix aus angeätztem Quarz und Chalkosin in der Tsumeb Mine, Namibia, gefunden.^[3]

Etymologie und Geschichte

Auf das vermutlich neue Mineral aufmerksam gemacht und Untersuchungsmaterial zur Verfügung gestellt haben der Mineraliensammler Michael Grieser, Mannheim, und Herbert Nägele, Windhoek. Entsprechende Untersuchungen führten zur Feststellung des Vorliegens eines neuen Minerals, welches 1998 von der International Mineralogical Association (IMA) unter der Nummer „IMA 1998-024“ anerkannt und 2001 von Paul Keller von der Universität Stuttgart im Wissenschaftsmagazin „European Journal of Mineralogy“ als Ekatit beschrieben wurde. Benannt wurde das Mineral nach dem Bergbauingenieur und früheren Eigentümer des Lithiumpegmatits der „Rubicon Mine“ in Namibia Dieter Ekat (1935–1996).^[3]

Typmaterial des Minerals befindet sich im Archiv der Universität Stuttgart in der „Mineralogischen Sammlung von Professor Keller“ (Register-Nr. TM-98.24-Gro19 am Standort 0/824-s27/2, Holotyp).^[5][6]

Klassifikation

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Ekatit zur Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort zur Abteilung der „Arsenite (mit As³⁺)“, wo er zusammen mit Armangit, Cafarsit, Magnussonit, Tooeleit und Zimbabweit die unbenannte Gruppe IV/J.04 bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Ekatit zwar ebenfalls in die Klasse der „Oxide und Hydroxide“, dort aber in die neu definierte Abteilung der „Arsenite, Antimonite, Bismutite, Sulfite, Selenite und Tellurite“ ein. Diese ist zudem weiter unterteilt nach der möglichen Anwesenheit von Kristallwasser und/oder zusätzlicher Anionen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Arsenite, Antimonide, Bismutide, ohne zusätzliche Anionen, ohne H₂O“ zu finden ist, wo es als einziges Mitglied die unbenannte Gruppe 4.JB.75 bildet.

Die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Ekatit dagegen in die Klasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort in die Abteilung der „Phosphate“ ein. Hier ist er nur zusammen mit Kraisslit in der unbenannten Gruppe 43.04.10 innerhalb der Unterabteilung der „Zusammengesetzten Phosphate etc., (Wasserfreie zusammengesetzte Anionen mit Hydroxyl oder Halogen)“ zu finden.

Chemismus

Wellenlängendispersive Elementanalysen und Mikrosondenanalysen an Ekatit ergaben Mittelwerte von 27,26 % Fe₂O₃; 21,19 % FeO; 3,80 % ZnO; 42,56 % As₂O₃; 2,12 % SiO₂ und 3,42 % H₂O.^[3] Auf der Basis von 20 Kationen errechnete sich daraus die empirische Formel (Fe³⁺_6,02Fe²⁺_5,20Zn_0,82)_Σ=12,04(OH)_6,07(AsO₃)_6,06[(AsO₃)_1,52(HOSiO₃)_0,62]_Σ=2,14,^[4] die zu (Fe³⁺,Fe²⁺,Zn)₁₂(OH)₆[AsO₃]₆[AsO₃,HOSiO₃]₂ idealisiert wurde.^[3] Diese Zusammensetzung verlangt Gehalte von 27,45 % Fe₂O₃; 21,41 % FeO; 3,73 % ZnO; 41,94 % As₂O₃; 2,07 % SiO₂ und 3,40 % H₂O.^[3]

Kristallstruktur

Ekatit kristallisiert hexagonal in der Raumgruppe P6₃mc (Raumgruppen-Nr. 186)Vorlage:Raumgruppe/186 mit den Gitterparametern a = 12,773 Å und c = 5,051 Å sowie einer Formeleinheit pro Elementarzelle.^[3]

Die Kristallstruktur des Ekatits enthält Dimere aus (Fe³⁺,Fe²⁺,Zn)O₄(OH)₂-Oktaedern mit gemeinsamen Flächen, die miteinander durch gemeinsame Kanten so verbunden sind, dass endlose Doppelketten entstehen. Über gemeinsame Ecken sind sie ferner so verknüpft, dass ein dreidimensionales Gerüst entsteht, welches zwei Typen von Kanälen parallel der c-Achse [001] enthält. Der größere dieser Kanäle ist hexagonal und enthält sechs AsO₃-Gruppen, die so angeordnet sind, dass die freien Elektronenpaare (englisch: lone-pairs) des As³⁺ in Richtung seines Zentrums zeigen. Trigonale AsO₃-Pyramiden und HOSiO₃-Tetraeder nehmen in zufälliger Verteilung die kleineren Kanäle mit dreieckigem Querschnitt ein, wobei entweder die freien Elektronenpaare oder die (OH)-Gruppen in Richtung c-Achse [001] orientiert sind.

Ekatit vertritt einen neuen Strukturtyp, weist aber strukturelle Verwandtschaft mit Phosphoellenbergerit, Ellenbergerit und Holtedahlit, verschiedenen Telluriten, Seleniten und Phosphiten der Übergangsmetalle sowie der synthetischen Verbindung Zn₇(OH)₃(SO₄)(VO₄)₃ auf. Typisch für alle mit Ekatit verwandten Strukturen sind dicht gepackte Zickzack-Doppelketten aus M(1)O₄(OH)₂-Oktaeder-Dimeren.^[3]

Eigenschaften

Morphologie

Ekatit bildet büschel- und garbenförmige, z. T. sogar radialstrahlige Aggregate aus zarten, nadeligen, typischerweise gestreiften Kristallen. Diese sind nach der c-Achse [001] gestreckt und zeigen undeutliche (hk0)-Formen, aber keine Endflächen. Die Kristalle erreichen Längen bis zu 2 mm, besitzen allerdings nur Durchmesser von weniger als 0,2 mm.^[3] Später sind garbenförmige Ekatit-Aggregate mit nadeligen Kristallen bis zu 1,5 cm Länge bekannt geworden.^[7]

Physikalische und chemische Eigenschaften

Ekatit-Kristalle sind bräunlichschwarz gefärbt, ihre Strichfarbe ist dagegen immer braun.^[3] Die Oberflächen der durchscheinenden Kristalle zeigen einen starken glasartigen Glanz,^[3] wobei die hohen Werte für die Lichtbrechung eher auf einen Diamantglanz deuten.^[4] Ekatit besitzt eine hohe Licht- und eine sehr hohe Doppelbrechung (δ = 0,09). Sehr charakteristisch ist ferner sein starker Pleochroismus von ω = dunkel bräunlichschwarz nach ε = mittelbraun, beide mit grünlichem Stich. Obwohl die Farben nicht typisch dafür sind, wird für den Pleochroismus ein Fe³⁺-Fe²⁺-Ladungstransfer zwischen den Oktaedern mit gemeinsamen Flächen verantwortlich gemacht.^[3]

Bildung und Fundorte

Ekatit entsteht als typische Sekundärbildung in korrodierten Erzen in der Oxidationszone einer in Carbonatgesteinen sitzenden komplexen Cu-Pb-Zn-Lagerstätte. Eisen, Zink und Arsen stammen dabei aus der Zersetzung primärer sulfidischer Erzminerale wie Sphalerit und Tennantit. Die Ekatit-Kristalle sind auf bzw. in einer Matrix aus angeätztem Quarz und Chalkosin auf- bzw. eingewachsen. Weitere Begleitminerale wurden nicht identifiziert.^[3]

Als sehr seltene Mineralbildung konnte Ekatit bisher (Stand 2016) nur von einem Fundpunkt beschrieben werden.^[8][9] Seine Typlokalität ist die weltberühmte Cu-Pb-Zn-Ag-Ge-Cd-Lagerstätte der „Tsumeb Mine“ (Tsumcorp Mine)^[10][11][12] in Tsumeb, Region Oshikoto, Namibia. Der genaue Fundpunkt innerhalb der „Tsumeb Mine“ ist zwar nicht bekannt. Die in der Typpublikation beschriebenen Stufen stammen aber beide von demselben Händler, nach dessen Angaben sie auf den tiefen Sohlen der Lagerstätte gefunden sein sollen. Das stimmt mit dem Vorkommen weiterer As³⁺-haltiger Minerale aus der „Zweiten Oxidationszone“ der „Tsumeb Mine“ wie Leiteit, Schneiderhöhnit, Ludlockit, Claudetit und Arsenolith überein.^[3]

Verwendung

Ekatit ist aufgrund seiner Seltenheit lediglich für Mineralsammler interessant.

Siehe auch

• Liste der Minerale
• Systematik der Minerale

Literatur

• Paul Keller, Falk Lissner, Thomas Schleid: (Fe³⁺,Fe²⁺)₆(OH,O)₃[AsO₃]₃[AsO₃,HOSiO₃] : Ekatit, ein hydrogensilicathaltiges Eisen(III/II)-Hydroxid-Oxoarsenat(III). In: Zeitschrift Kristallographie, Suppl. Band 16, 1999, S. 84. 
• Paul Keller: Ekatite, (Fe³⁺,Fe²⁺,Zn)₁₂(OH)₆[AsO₃]₆[AsO₃,HOSiO₃]₂, a new mineral from Tsumeb, Namibia, and its crystal structure. In: European Journal of Mineralogy. Band 13, 2001, S. 767–777, doi:10.1127/0935-1221/2001/0013-0769 (rruff.info [PDF; 829 kB]). 

Weblinks

• Mindat – Ekatit (englisch)
• American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Ekatit
• Webmineral - Ekatit (englisch)
• Mineralienatlas:Ekatit (Wiki)
• RRUFF Database-of-Raman-spectroscopy – Ekatit

Einzelnachweise

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. ↑ ^{a b c d e f g h i j k l m n o p q} Paul Keller: Ekatite, (Fe³⁺,Fe²⁺,Zn)₁₂(OH)₆[AsO₃]₆[AsO₃,HOSiO₃]₂, a new mineral from Tsumeb, Namibia, and its crystal structure. In: European Journal of Mineralogy. Band 13, 2001, S. 767–777, doi:10.1127/0935-1221/2001/0013-0769 (rruff.info [PDF; 829 kB]). 
4. ↑ ^{a b c} Joseph A. Mandarino: New Minerals. In: The Canadian Mineralogist. Band 40, 2002, S. 251, doi:10.2113/gscanmin.40.1.247 (rruff.info [PDF; 108 kB]). 
5. ↑ Typmineral-Katalog Deutschland – Aufbewahrung der Holotypstufe Ekatit
6. ↑ Catalogue of Type Mineral Specimens – E. (PDF 40 kB) In: docs.wixstatic.com. Commission on Museums (IMA), 12. Dezember 2018, abgerufen am 29. August 2019. 
7. ↑ Ludi von Bezing, Rainer Bode, Steffen Jahn: Namibia. 1. Auflage. Doris Bode Verlag, Haltern 2007, ISBN 978-3-925094-88-0, S. 526. 
8. ↑ Mindat – Anzahl der Fundorte für Ekatit
9. ↑ Fundortliste für Ekatit beim Mineralienatlas und bei Mindat
10. ↑ Paul Keller: Tsumeb/Namibia – eine der spektakulärsten Mineralfundstellen der Erde. In: Lapis. 9 (Heft 7/8), 1984, S. 13–63. 
11. ↑ Georg Gebhard: Tsumeb. 1. Auflage. GG Publishing, Grossenseifen 1999, S. 1–328. 
12. ↑ Gerhard Söhnge: Tsumeb : a historical scetch (Scientific research in South West Africa (5th series)). 1. Auflage. Verlag der S.W.A. Wissenschaftlichen Gesellschaft, Windhoek 1967, S. 1–92.