Pascoit

Pascoit ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Oxide (sowie Hydroxide, V[5,6]-Vanadate, Arsenite, Antimonite, Bismutite, Sulfite, Selenite, Tellurite und Iodate)“. Er kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung Ca3(V10O28)·17H2O und ist damit chemisch gesehen ein wasserhaltiges Calcium-Decavanadat, das strukturell zu den Sorovanadaten (Gruppenvanadaten) gehört.

Die Typlokalität des Pascoits ist die 30 km nordwestlich von Huayllay und 40 km südwestlich von Cerro de Pasco gelegene Vanadium-Lagerstätte der „Ragra Mine“ („Minasragra“) () im Distrikt Huayllay, Provinz Pasco, Region Pasco (bis 1944 im Departamento Junín), Peru.

Ursprünglich fand sich das Mineral an seiner Typlokalität hauptsächlich in Form von krustigen Aggregaten aus winzigen Körnern und Clustern von Körnern, die nur selten winzige Kristallflächen erkennen lassen. Später wurden in den körnigen Krusten auch winzige, lattenförmige Kristalle mit abgeschrägten Endflächen identifiziert.

Etymologie und Geschichte mini|links|Orangefarbene Pascoit-Kristalle. „Ponto No. 3 Claim“, Gypsum Valley District, San Miguel Co., Colorado, USA (Größe: 5 cm × 2,5 cm × 1 cm)

Am 20. November 1905 entdeckte eine Expedition des United States Geological Survey unter Führung des US-amerikanischen Geologen und Mineralogen Donnel Foster Hewett sowie José J. Bravo auf dem Gebiet der Hacienda Quisque bei Cerro de Pasco in Peru die Mina Ragra – die sich später als die weltweit größte Vanadium-Lagerstätte erweisen sollte. Hewett untersuchte auch als Erster die Mineralogie der Lagerstätte und veröffentlichte dazu mehrere Arbeiten. Unter den von ihm beobachteten und mit in die USA gebrachten Mineralen war auch eines, welches sich nicht an der Erdoberfläche, sondern ausschließlich in den Erkundungsstollen nach deren Auffahrung gebildet hatte. Eine vorläufige Analyse dieses Minerals war bereits im Labor des U.S. Geological Survey angefertigt worden.

Mehrere Jahre später untersuchte William Francis Hillebrand erneut das Material, welches Hewitt aus Peru mit in die Vereinigten Staaten gebracht hatte. Neben der ersten Beschreibung der beiden Minerale Hewettit und Metahewettit gelang dabei auch die Bestimmung eines weiteren neuen Minerals. Im Jahre 1914 erfolgte die wissenschaftliche Erstbeschreibung aller drei Minerale durch eine Team aus US-amerikanischen Mineralogen und Chemikern mit William Francis Hillebrand, Herbert Eugene Merwin und Fred E. Wright im US-amerikanischen Wissenschaftsmagazin „Proceedings of the American Philosophical Society“. Das dritte, von Hewitt nur unter Tage angetroffene Mineral wurde von den Autoren Pascoit () genannt. Sie benannten das Mineral nach der Provinz Pasco in Peru, in welcher sich die Typlokalität des neuen Minerals befand.

Das Typmaterial für Pascoit wird in der Sammlung des „Mineralogical & Geological Museum“ der Harvard University in Cambridge, Massachusetts, USA, (Katalognummer 101701) sowie in der Sammlung des zur Smithsonian Institution gehörenden National Museum of Natural History, Washington, D.C., USA, (Katalognummern NMNH-87662 und NMNH-93297) aufbewahrt.

Klassifikation Bereits in der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Pascoit zur Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort zur Abteilung „Hydroxide“, wo er gemeinsam mit Huemulit und Hummerit sowie im Anhang mit Melanovanadit und Sherwoodit in der „Pascoit-Hummerit-Gruppe“ mit der Systemnummer IV/F.08 steht.

In der zuletzt 2018 überarbeiteten Lapis-Systematik nach Stefan Weiß, die formal auf der alten Systematik von Karl Hugo Strunz in der 8. Auflage basiert, erhielt das Mineral die System- und Mineralnummer IV/G.01-030. Dies entspricht der neu definierten Abteilung „Vanadiumoxide (Polyvanadate mit V4+/5+)“, wo Pascoit zusammen mit Bluestreakit, Burroit, Gunterit, Huemulit, Hughesit, Hummerit, Kokinosit, Lasalit, Magnesiopascoit, Nashit, Postit, Rakovanit, Schindlerit, Sherwoodit und Wernerbaurit die „Gruppenvanadate“ mit der Systemnummer IV/G.01 bildet.

Die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Pascoit ebenfalls in die Abteilung „V[5,6]-Vanadate“ ein. Diese ist weiter unterteilt nach der Struktur der Vanadatkomplexe. Das Mineral ist hier in der Unterabteilung „-Gruppenvanadate (Sorovanadate)“ zu finden, wo es zusammen mit Lasalit und Magnesiopascoit die „Pascoitgruppe“ mit der Systemnummer 4.HC.05 bildet.

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen und zuletzt 1997 veröffentlichten Systematik der Minerale nach Dana hat Pascoit die System- und Mineralnummer 47.02.01.01. Das entspricht der Klasse und gleichnamigen Abteilung „Vanadium-Oxysalze“, deren Verbindungen verwandt mit denen der Klasse „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ sind. Hier findet er sich als einziges Mitglied in einer unbenannten Gruppe mit der Systemnummer 47.02.01.

Chemismus Die erste nasschemische Analyse an Pascoit von der Typlokalität lieferte 64,6 % V2O5; 0,3 % MoO3; 12,6 % CaO; 7,8 % H2O+; 13,8 % H2O− und 0,9 % unbestimmt (Summe 100,0 %), woraus Hillebrand und Kollegen die (heute falsche) idealisierte Formel Ca2V6O17·11H2O ermittelten, welche Gehalte von 63,76 % V2O5; 13,10 %CaO und 23,14 % H2O (Summe 100,0 %) verlangt.

Mittelwerte aus drei Mikrosondenanalysen an Pascoit aus dem Steinbruch Prachovice in Tschechien lieferten 71,62 % V2O5; 13,68 %CaO; 0,12 % MgO; 0,11 % SiO2 und 24,41 % H2O (Summe 109,94 %). Daraus wurde auf der Basis von 13 apfu (Atome pro Formeleinheit) die empirische Formel (Ca3,06Mg0,04)Σ=3,10(V5+9,88Si0,02)Σ=9,90O27,84·17H2O ermittelt, die sich zu Ca3(V10O28)·17H2O vereinfachen lässt und Gehalte von 5,71 % V2O5; 12,16 %CaO und 22,13 % H2O (Summe 100,00 %) verlangt.

Pascoit ist eines von zwölf durch die IMA anerkannten Mineralen mit der Elementkombination Ca–V–O–H. Zu den anderen gehören Calciodelrioit, Ca(VO3)2·4H2O; Hendersonit, (Ca,Sr)1,3V6O16·6H2O; Hewettit, CaV6O16·9H2O; Hydropascoit, Ca3(V10O28)·24H2O; Melanovanadit, Ca(V5+,V4+)4O10·5H2O; Metahewettit, CaV6O16·3H2O; Metarossit, Ca(V2O6)·2H2O; Pandorait-Ca, CaV4+5V5+2O16·3H2O; Pintadoit, Ca2(V2O7)·9H2O; Rossit, Ca(VO3)2·4H2O; und Simplotit, CaV4+4O9·5H2O. Unter diesen enthält lediglich Hydropascoit das [V10O28]6−-Decavanadat-Polyanion, weist jedoch andere Kristallwassergehalte auf. Hydropascoit ist also das wasserreichere Analogon des wasserärmeren Pascoits.

Okieit, Mg3[V10O28]·28H2O, ist das Mg2+-dominante und deutlich kristallwasserreichere Analogon zum Ca2+-dominierten und wasserärmeren Pascoit. Magnesiopascoit, Ca2Mg(V10O28)·16H2O, ist ein wasserärmeres Analogon des Pascoits, bei dem ein Calcium-Atom durch ein Magnesium-Arom ersetzt ist.

Kristallstruktur Pascoit kristallisiert im monoklinen Kristallsystem in der mit den Gitterparametern a = 19,5859 Å, b = 10,1405 Å, c = 10,9110 Å und β = 120,815° sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Kristallstruktur von Pascoit Farblegende: V Ca O H

In der Kristallstruktur des Pascoits (vergleiche dazu die nebenstehende Strukturdarstellungen) besteht die Struktureinheit (bzw. der anionische Komplex) aus dem Decavanadat-Polyanion (bzw.-Oxyanion) [V10O28]6−, wie er auch im Hummerit und zahllosen synthetischen Vanadaten gefunden wird. Der Decavanadat-Polyanion-Komplex wird aus zehn verzerrten Oktaedern mit gemeinsamen Kanten gebildet. Die Verbindung der Decavanadat-Gruppen vollzieht sich über einen interstitiellen Komplex, der durch die kationische {Ca3(H2O)17}6+-Gruppe gebildet wird. Alle Sauerstoff-Atome des interstitiellen Komplexes treten in (H2O)-Gruppen auf, im Gegensatz zur Struktureinheit, die keine Wasserstoff-Atome enthält. Im interstitiellen Komplex existieren zwei diskrete Ca-Atome.

Auf jeder spezifischen C1-Position ist das Zentralatom mit den vier vollständig besetzten Sauerstoff-Positionen O10 2 und O11 2 verbunden, die eine Äquatorebene bilden. Zusätzlich ist das Ca1-Kation mit mehreren Kombinationen der beiden halb besetzten O13X-Positionen verbunden, welche die „Apizes“ des Polyeders bilden. Ca1 kann mit zwei trans-O13A-Atomen verbunden sein, was zur Ca1O6-Koordination führt. Alternativ kann das Ca1-Atom mit einem O13A auf der einen Seite der Äquatorebene und mit zwei O13B-Atomen auf der gegenüberliegenden Seite verbunden sein, was zur Ca1O7-Koordination führt. Schließlich kann das Zentralatom mit den beiden O13B-Atomen auf beiden Seiten der Äquatorebene verbunden sein, was die Ca1O8-Koordination ergibt. Das Ca2-Atom in Ca2O7-Koordination ist ebenfalls mit fehlgeordneten Sauerstoff-Atomen verbunden und bildet ein Ca2O7-Polyeder. Ca2 ist dabei mit den Sauerstoff-Atomen O1, O5, O14 (× 2) und O15 verbunden; darüber hinaus ist Ca2 mit zwei Sauerstoff-Atomen O12X – entweder O12A oder O12B – verbunden. Das zentrale Kation kann an zwei O12A-Atome, zwei O12B-Atome oder ein O12A- und ein O12B-Atom gegebunden sein, womit das Ca2O7-Polyeder komplettiert wird.

Untersuchungen der Struktur von Phasen mit der Decavanadat-Polyanion-Struktureinheit und mit einfachen mono-, di- und trivalenten Kationen im interstitiellen Komplex zeigen, dass die Summe der von den interstitiellen Kationen ausgehenden Bindungen mit der Anzahl der (H2O)-Gruppen pro Kation korreliert.

Eigenschaften

Morphologie An seiner Typlokalität fand sich Pascoit hauptsächlich in Form von krustigen Aggregaten aus winzigen Körnern und Clustern von Körnern, die nur selten winzige Kristallflächen erkennen lassen. Später wurden in den körnigen Krusten auch winzige, lattenförmige Kristalle mit abgeschrägten Endflächen identifiziert, an denen Harry Berman zufolge die Flächenformen {010}, {110}, {10}, {111}, {1} und {131} identifiziert worden sind. Das Prisma {10} ist parallel der c-Achse und das Prisma {111} parallel {10} gestreift.

Physikalische und chemische Eigenschaften Pascoit-Kristalle sind dunkel rot-orange bis gelb-orange gefärbt. Bei teilweiser Dehydration verändert sich ihre Farbe zu schmutziggelb. Die Strichfarbe des Pascoits wird mit cadmiumgelb angegeben. Die Oberflächen der durchscheinenden Kristalle zeigen einen charakteristischen glasartigen bis halbdiamantartigen Glanz. Pascoit besitzt entsprechend diesem Glas- bis Halbdiamantglanz eine hohe Lichtbrechung (nα = 1,775; nβ = 1,815; nγ = 1,825) und eine hohe Doppelbrechung (δ = 0,050). Der optisch zweiachsig negative Pascoit weist einen optischen Achsenwinkel 2V von 50° bis 56° und eine starke Dispersion mit r > v auf. Im durchfallenden Licht zeigt das Mineral gelbliche bis orangefarbene Töne mit einem deutlichen Pleochroismus von X = hell cadmiumgelb über Y = cadmiumgelb nach Z = orange.

Pascoit besitzt eine deutliche Spaltbarkeit nach {010}. Er bricht ähnlich wie Quarz, wobei die Bruchflächen muschelig ausgebildet sind. Pascoit weist eine Mohshärte von ≈ 2,5 auf und gehört damit zu den weichen bis mittelharten Mineralen, die sich ähnlich gut wie die Referenzminerale Calcit (Härte 3) mit einer Kupfermünze bzw. Fluorit (Härte 4) leicht mit einem Taschenmesser ritzen lassen. Die gemessene Dichte für natürliche Pascoit-Kristalle beträgt 2,455 g/cm³, die berechnete Dichte wurde mit 2,465 g/cm³ ermittelt.

Pascoit ist leicht in kaltem Wasser, H2O, löslich und schmilzt leicht unter Bildung einer tiefroten Flüssigkeit. Bei Raumtemperatur findet praktisch kein Wasserverlust statt, solange die Luftfeuchtigkeit nicht auf Werte nahe Null reduziert wird. Bei teilweiser Dehydration über P2O5 bleibt die Farbe nicht orange, sondern verändert sich zu schmutziggelb. Nach anschließender Rehydration an feuchter Luft ist die Farbe des Pascoits heller gelb – ohne eine Spur des ursprünglichen Orange.

Bildung und Fundorte