Zemkorit

Zemkorit ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Carbonate und Nitrate“ (ehemals Carbonate, Nitrate und Borate). Es kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung Na₂Ca(CO₃)₂ – ist also chemisch gesehen ein Natrium-Calcium-Carbonat.

Zemkorit fand sich in Bohrkernen in Form von bis zu 4 mm großen, fächerförmigen Mineral-Aggregaten aus xenomorphen Kristallen bis zu 0,5 mm Größe, körnig-massiv in schmalen Gängchen sowie als Füllung in Bruchspalten.

Seine Typlokalität ist der der Kimberlitschlot Udatschnaja (russisch Трубка Удачная) (auch Udachnaya-Vostochnaya Pipe; Udachnaya Pipe) bei Udatschny (Koordinaten des Kimberlitschlotes Udatschnaja66.433055555556112.31666666667) auf dem Wiljuiplateau am Fluss Daldyn, Rajon Mirny (Sacha), Föderationssubjekt Sacha (Jakutien), Russland.

Etymologie und Geschichte

Der Tagebau Udatschnaja in Sibirien – hier vom Hubschrauber aus gesehen – ist die Typlokalität des Zemkorirs und stellt die größte Diamantlagerstätte Russlands dar

Die Lokalität „Udatschnaja“ besteht aus zwei sich durchsetzenden Kimberlitschloten, die unterordovizische Kalksteine durchschlugen. Sie wurde im Jahre 1955 entdeckt und begann mit der Diamantförderung im Jahre 1971. Die Schlote enthalten Eklogite, Dunite und Peridotit-Xenolithe und werden in einem mittlerweile über 600 m tiefen Tagebau abgebaut.^[6] Anfang der 1980er Jahre wurde im östlichen Teils des Udachnaya-Zwillingsschlotes („Udachnaya-Vostochnaya“) in Kimberlit-Bohrkernen aus einer Tiefe von 400 bis 450 m eine bis dahin unbekannte, dem Nyerereit chemisch sehr ähnliche Phase identifiziert. Der Kimberlit, der das untersuchte Mineral enthielt, war von Serpentinierungsprozessen völlig unberührt und wurde als unverändert beschrieben.

Nach entsprechenden Analysen stellte sich heraus, dass es sich bei dieser Phase um ein neues Alkali-Erdalkali-Carbonat handelt. Das neue Mineral wurde der International Mineralogical Association (IMA) vorgelegt, die es am 28. August 1986 unter der vorläufigen Bezeichnung „IMA 1985-041“ anerkannte. Die wissenschaftliche Erstbeschreibung dieses Minerals erfolgte im Jahre 1988 durch ein Team sowjetischer Wissenschaftler mit K. N. Jegorow, Sinaida F. Uschtschapowskaja, A. A. Kaschajew, G. V. Bogdanow und Ju. I. Sisych im sowjetischen Wissenschaftsmagazin Doklady Akademii Nauk SSSR („Transactions of the Soviet Academy of Sciences“). Die Autoren benannten das neue Mineral nach dem Institut, an dem das neue Mineral untersucht worden war, dem „Institut der Erdkruste“ der Sibirischen Abteilung der Akademie der Wissenschaften der UdSSR (russisch Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наук) und nach russisch Земная кора für „Erdkruste“ als Zemkorit (russisch Земкорит, englisch Zemkorite).^[1]

Das Typmaterial für Zemkorit wird unter der Katalognummer 87573 in der Systematischen Sammlung des Mineralogischen Museums „Alexander Jewgenjewitsch Fersman“ der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau aufbewahrt.^[1][3]

Klassifikation

Die mittlerweile veraltete, aber teilweise noch gebräuchliche 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz führt den Zemkorit noch nicht auf. Er würde zur gemeinsamen Mineralklasse der „Carbonate, Nitrate und Borate“ und dort zur Abteilung der „Carbonate“ gehören, wo er zusammen mit Burbankit, Bütschliit, Carbocernait, Eitelit, Fairchildit, Sahamalith und Shortit die „Eitelit-Sahamalith-Gruppe“ mit der System-Nr. Vb/A.05 innerhalb der Unterabteilung „Wasserfreie Carbonate ohne fremde Anionen“ gebildet hätte.

Im zuletzt 2018 überarbeiteten und aktualisierten Lapis-Mineralienverzeichnis, das sich aus Rücksicht auf private Sammler und institutionelle Sammlungen noch nach dieser veralteten Systematik von Karl Hugo Strunz richtet, erhielt das Mineral die System- und Mineral-Nr. V/B.05-055. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies der Abteilung „Wasserfreie Carbonate [CO₃]²⁻, ohne fremde Anionen“, wo Zemkorit zusammen mit Juangodoyit, Eitelit, Nyerereit, Gregoryit, Fairchildit, Bütschliit und Shortit die unbenannte Gruppe V/B.05 bildet.^[7]

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) bis 2009 aktualisierte^[8] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Zemkorit in die um die Borate reduzierte Klasse der „Carbonate und Nitrate“ und dort in die Abteilung der „Carbonate ohne zusätzliche Anionen; ohne H₂O“ ein. Diese ist weiter unterteilt nach der Gruppenzugehörigkeit der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Alkali- und Erdalkali-Carbonate“ zu finden ist, wo es zusammen mit Nyerereit die unbenannte Gruppe mit der System-Nr. 5.AC.10 bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Zemkorit wie die veraltete Strunz’sche Systematik in die gemeinsame Klasse der „Carbonate, Nitrate und Borate“ und dort in die Abteilung der „Carbonate“ ein. Hier ist er zusammen mit Fairchildit in der „Fairchilditgruppe“ mit der System-Nr. 14.03.03 innerhalb der Unterabteilung „Wasserfreie Carbonate mit zusammengesetzter Formel A⁺B²⁺(CO₃)₂“ zu finden.

Chemismus

Mittelwerte aus zwei Mikrosondenanalysen an Zemkorit-Körnern von der Typlokalität lieferten 25,72 % Na₂O; 0,05 % Al₂O₃; 6,40 % K₂O; 28,39 % CaO; und 39,20 % CO₂ (nasschemisch ermittelt); Summe 99,76 %. MgO, SiO₂; TiO₂; Gehalte an MnO, FeO, BaO und SrO waren nicht nachweisbar.^[1] Aus den bei den Analysen ermittelten Werten errechnet sich die empirische Formel (Na_1,80K_0,29)_Σ=2,09Ca_1,10(CO₃)_1,93, die sich zu Na₂Ca(CO₃)₂ vereinfachen lässt.^[1] Diese vereinfachte Formel erfordert 30,08 % Na₂0; 27,21 % CaO; und 42,71 % CO₂.^[3]

Die offizielle Formel der IMA für den Zemkorit entspricht der Schreibweise von Jegorow und Kollegen^[1] und wird mit Na₂Ca(CO₃)₂^[9] angegeben. Die Formelschreibweise nach Strunz lautet (Na_1,8K_0,2)Ca[CO₃]₂^[4] und entspricht in etwa der empirischen Formel von Jegorow und Kollegen.^[1] Wie üblich ist hier der Anionenverband in einer eckigen Klammer zusammengefasst.

Die alleinige Elementkombination Na–Ca–C–O weisen unter den derzeit bekannten Mineralen (Stand 2020) neben Zemkorit nur Shortit, Na₂Ca₂(CO₃)₃, und Nyerereit, Na₂Ca(CO₃)₂, sowie die drei unbenannten Phasen Unnamed (Na-Ca Carbonate I), Na₄Ca(CO₃)₃, Unnamed (Na-Ca Carbonate II), Na₂Ca₃(CO₃)₄, und Unnamed (Na-Ca Carbonate III), Na₂Ca₄(CO₃)₅, auf.^[10]

Die chemische Verbindung Na₂Ca(CO₃)₂ ist dimorph und könnte, da die Natur des „Natrofairchildit“ aus dem Alkaligesteins-Ultrabasit-Massiv „Vuoriyärvi“ noch immer nicht vollständig geklärt ist^[11], sogar trimorph sein. Zemkorit ist der hexagonale Dimorph zum orthorhombischen Nyerereit.^[4][3] Die Hochtemperaturmodifikation β-Nyerereit ist wie der Zemkorit hexagonal, jedoch nur bei einer Temperatur von über 340 °C stabil.^[12][4]

Aus chemischer Sicht stellt Zemkorit das Na-dominante Analogon zum K-dominierten Fairchildit dar, mit dem er wahrscheinlich eine Mischkristallreihe bildet, wie es die empirischen Formeln der aktuellen Spezies nahelegen.^[2]

Kristallstruktur

Zemkorit kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem in der Raumgruppe P6₃/mmc (Raumgruppen-Nr. 194)Vorlage:Raumgruppe/194, Raumgruppe P62c (Raumgruppen-Nr. 190)Vorlage:Raumgruppe/190 oder Raumgruppe P6₃mc (Raumgruppen-Nr. 186)Vorlage:Raumgruppe/186^[1] mit den Gitterparametern a = 10,06 Å und c = 12,72 Å sowie acht Formeleinheiten pro Elementarzelle.^[1] Neuere Daten von Gopalakrishnarao Parthasarathy und Kollegen lieferten mit a = 10,038 Å und c = 12,726 Å ganz ähnliche Gitterparameter.^[13]

Eigenschaften

Morphologie

An seine Typlokalität füllt Zemkorit typischerweise dünne Risse im unveränderten Kimberlit entlang der Kontakte zwischen Grundmasse und Olivin-Xenolithen und -Phänokristallen. Das Mineral bildet tafelige Körner von 0,1 bis 0,5 mm Größe, die keine Kristallflächen erkennen lassen. Sehr selten wurden auch fächerförmige Kristallaggregate in Größen von 3 bis 4 mm identifiziert, die in Zwischenräumen zwischen großen Olivin-Einsprenglingen sitzen.^[1]

Zemkorit aus dem Kimberlit von „Venkatampalle“ bei Anantapur im gleichnamigen Distrikt, Andhra Pradesh, Indien, (Koordinaten des Kimberlitschlotes Venkatampalle14.93333333333377.370833333333) findet sich in nadeligen Aggregaten, die ähnlich wie im Kimberlitschlot „Udachnaya“, allerdings wesentlich häufiger, zu fächerförmigen Aggregaten zusammentreten.^[13]

Physikalische und chemische Eigenschaften

Die Kristalle des Zemkorits sind farblos^[1] oder cremefarben^[13], während ihre Strichfarbe immer weiß^[5] ist. Die Oberflächen der entsprechend der Färbung des Minerals durchsichtigen Körner und Aggregate zeigen einen charakteristischen glas- bis perlmuttartigen Glanz.^[1] Zemkorit besitzt entsprechend diesem Glasglanz eine mittelhohe Lichtbrechung (n_ε = 1,513; n_ω = 1,535) und eine niedrige Doppelbrechung (δ = 0,022).^[1] Im durchfallenden Licht ist der einachsig negative^[1] Zemkorit farblos und zeigt keinen Pleochroismus.^[1]

Zemkorit weist eine sehr vollkommene Spaltbarkeit parallel zur Tafelebene auf.^[1] Das Mineral ist spröde^[1], Angaben zu seinem Verhalten beim Bruch fehlen. Zemkorit besitzt eine Mohshärte von 2^[1] und gehört damit zu den weichen Mineralen, die sich bei entsprechender Kristallgröße wie das Referenzmineral Gips mit dem Fingernagel ritzen lassen. Die gemessene Dichte für Zemkorit beträgt 2,46 g/cm³^[1], die berechnete Dichte 2,47 g/cm³^[1].

Das Mineral zeigt weder im langwelligen noch im kurzwelligen UV-Licht eine Fluoreszenz.^[2] Zemkorit ist leicht in warmem Wasser löslich.^[1] Kimberlit-Bohrkerne, die Zemkorit und Shortit enthalten und lange Zeit im Freien gelegen haben, wandelten sich unter dem Einfluss von Atmosphärilien leicht in eine feine, lockere Masse um.^[1]

Bildung und Fundorte

An seiner Typlokalität stellt Zemkorit eine postmagmatische Bildung dar. Er bildete sich bei der Überprägung des Kimberlits durch hochmineralisierte, natriumreiche Lösungen, die bei der Wechselwirkung der Gesteine des Udachnaya-Schlotes mit oberflächennahen Solen aus dem unterkambrischen Nebengestein entstanden.^[1] Zemkorit aus dem Kimberlitschlot „Venkatampalle“ stammt aus dem bröckeligen „Yellow Ground“ in einer Tiefe von ≈ 4 m; der harte „Blue Ground“ tritt hier erst bei ≈ 10 m auf. Der Kimberlit ist grobkörnig und ungleichmäßig mit xenolithischen Gesteinsfragmenten und xenolithischen Mineralen vermengt.^[13]

Begleitminerale des Zemkorits an seiner Typlokalität sind Shortit und selten auch Halit.^[1] Shortit bildet sich häufig in feinen Rissen im Zemkorit in Form von kleinen, feinkristallinen Aggregaten. Gelegentlich werden noch Relikte des Zemkorits in den kryptokristallinen, pulverförmigen Massen des weißen Shortits beobachtet.^[1] Im Material aus dem indischen Kimberlitschlot „Venkatampalle“ wird Zemkorit von alterierten Olivin-Körnern, Phlogopit und Indikatormineralen wie Pyrop mit kelyphitischen Rändern, Pikroilmenit (eine Mg-reiche Ilmenit-Varietät) mit Leukoxen-Häutchen sowie Diopsid der Varietät Chromdiopsid begleitet.^[13]

Da Zemkorit vorwiegend aus Natrium besteht, aber einen erheblichen Anteil an Calcium aufweist und außerdem ein Carbonatmineral darstellt, ist seine Bildung wahrscheinlich nicht postmagmatisch, sondern in den späten Stadien der Kimberlit-Entstehung durch Dekompressionsschmelzen und Abtrennung einer Natriumcarbonatschmelze durch nicht mischbare Flüssigkeiten erfolgt.^[13] Die Abschätzung von 700 K für die obere thermische Stabilitätsgrenze von Zemkorit übersteigt die thermischen Stabilitäten von Na-K-Ca-Carbonatmineral-Mischkristalle im reinen Na₂CO₃-K₂CO₃-CaCO₃-System^[14] nur unwesentlich und ist vergleichbar mit die Schätzungen von Joseph Pyle und Stephen Haggerty^[15] für Eklogite des oberen Erdmantels.^[13] Es ist ferner möglich, dass Zemkorit im indischen Kimberlitschlot „Venkatampalle“ direkt aus metasomatischen Fluiden oder durch Zersetzung einer der Komponenten einer Natrocarbonat-Vergesellschaftung aus dem oberen Mantel gewonnen wurde. Eine solche Komponente könnte das von Pyle und Haggerty^[15] beschriebene devitrifizierte Na-reiche Glas mit bis zu 5 Gew.-% CaO sein.^[13]

Als extrem selten vorkommende Mineralbildung ist Zemkorit (Stand 2020) neben seiner Typlokalität nur von fünf weiteren Fundpunkten bekannt.^[16][17] Die Typlokalität des Zemkorits ist der östliche Kimberlitschlot Udatschnaja (russisch Трубка Удачная) (Udachnaya-Vostochnaya Pipe) bei Udatschny auf dem Wiljuiplateau am Fluss Daldyn, Rajon Mirny (Sacha), Föderationssubjekt Sacha (Jakutien), Russland.

Weitere Fundorte für Zemkorit sind:^[2][17]

• der von der Rio Tinto Group betriebene, zur „Ekati Mine“ gehörende Diamanten-Tagebau des „Koala Pit“, Lac de Gras, Nordwest-Territorien, Kanada
• der Salzsee „North Ingebright“, Saskatchewan, Kanada
• der Kimberlit von „Venkatampalle“ bei Anantapur im Distrikt Anantapur, Andhra Pradesh, Indien
• die „Monastery Mine“ bei Clocolan, Distrikt Thabo Mofutsanyana, Freistaat, Südafrika
• die im Bultfontein-Kimberlit bauende „Bultfontein Mine“ bei Kimberley, Distrikt Francis Baard, Provinz Nordkap, Südafrika

Fundorte für Zemkorit aus Deutschland, Österreich und der Schweiz sind damit unbekannt.^[2][17]

Verwendung

Zemkorit ist aufgrund seiner Seltenheit wirtschaftlich völlig bedeutungslos.

Siehe auch

• Systematik der Minerale
• Liste der Minerale

Literatur

• K. N. Jegorow, Sinaida F. Uschtschapowskaja, A. A. Kaschajew, G. V. Bogdanow, Ju. I. Sisych: Земкорит – новый карбонат из кимберлитов Якутии (Zemkorit – ein neues Karbonat aus den Kimberliten Jakutiens). In: Doklady Akademii Nauk SSSR. Band 301, 1988, S. 188–193 (russisch, rruff.info [PDF; 713 kB; abgerufen am 25. Januar 2020]). 
• Zemkorite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 65 kB; abgerufen am 25. Januar 2020]). 

Weblinks

• Mineralienatlas:Zemkorit (Wiki)
• Zemkorite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 25. Januar 2020 (englisch). 
• David Barthelmy: Zemkorite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 25. Januar 2020 (englisch). 

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao} K. N. Jegorow, Sinaida F. Uschtschapowskaja, A. A. Kaschajew, G. V. Bogdanow, Ju. I. Sisych: Земкорит – новый карбонат из кимберлитов Якутии (Zemkorit – ein neues Karbonat aus den Kimberliten Jakutiens). In: Doklady Akademii Nauk SSSR. Band 301, 1988, S. 188–193 (russisch, rruff.info [PDF; 713 kB; abgerufen am 25. Januar 2020]). 
2. ↑ ^{a b c d e} Zemkorite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 25. Januar 2020 (englisch). 
3. ↑ ^{a b c d} Zemkorite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 65 kB; abgerufen am 25. Januar 2020]). 
4. ↑ ^{a b c d} 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. 290 (englisch). 
5. ↑ ^{a b} David Barthelmy: Zemkorite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 25. Januar 2020 (englisch). 
6. ↑ Geology and Mineralogy of the Udachnaya open-pit mine. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 25. Januar 2020 (englisch). 
7. ↑ Stefan Weiß: Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018. 7., vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2018, ISBN 978-3-921656-83-9. 
8. ↑ Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1703 kB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Januar 2009, abgerufen am 25. September 2019 (englisch). 
9. ↑ Malcolm Back, William D. Birch, Michel Blondieau und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: Januar 2020. (PDF; 1762 kB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, Januar 2020, abgerufen am 20. Januar 2020 (englisch). 
10. ↑ Minerals with Na, Ca, O, C. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 25. Januar 2020 (englisch). 
11. ↑ Michael Fleischer, George Y. Chao, Akiro Kato: New mineral names. In: American Mineralogist. Band 60, Nr. 5–6, 1975, S. 485–489 (englisch, minsocam.org [PDF; 624 kB; abgerufen am 25. Januar 2020]). 
12. ↑ Duncan McKie, E. J. Frankis: Nyerereite: A new volcanic carbonate mineral from Oldoinyo Lengai, Tanzania. In: Zeitschrift für Kristallographie. Band 145, Nr. 1–2, 1977, S. 73–95, doi:10.1524/zkri.1977.145.1-2.73 (englisch, rruff.info [PDF; 1,2 MB; abgerufen am 4. Dezember 2019]). 
13. ↑ ^{a b c d e f g h} Gopalakrishnarao Parthasarathy, Talari Ramakrishnaiah K. Chetty, Stephen E. Haggerty: Thermal stability and spectroscopic studies of zemkorite: A carbonate from the Venkatampalle kimberlite of southern India. In: The American Mineralogist. Band 87, Nr. 10, 2002, S. 1384–1389, doi:10.2138/am-2002-1014 (englisch, rruff.info [PDF; 454 kB; abgerufen am 25. Januar 2020]). 
14. ↑ Alan F. Cooper, John Gittins, Orville Frank Tuttle: The system Na₂CO₃-K₂CO₃-CaCO₃ at 1 kilobar and its significance in carbonatite petrogeneses. In: American Journal of Science. Band 275, Nr. 5, 1975, S. 534–560, doi:10.2475/ajs.275.5.534 (englisch). 
15. ↑ ^{a b} Joseph M. Pyle, Stephen E. Haggerty: Silicate-carbonate liquid immisibility in upper-mantle eclogites: implications for natrosilicic and carbonatitic conjugate melts. In: Geochimica Cosmochimica Acta. Band 58, Nr. 14, 1994, S. 2997–3011, doi:10.1016/0016-7037(94)90174-0 (englisch). 
16. ↑ Localities for Zemkorite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 25. Januar 2020 (englisch). 
17. ↑ ^{a b c} Fundortliste für Zemkorit beim Mineralienatlas und bei Mindat (abgerufen am 25. Januar 2020)