Burbankit ist ein 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 (Na,Ca)3(Sr,Ba,Ce)3(CO3)5 – ist also chemisch gesehen ein Natrium-Strontium-Carbonat mit mehr oder weniger hohen Gehalten an Calcium, Barium und SEE sowie Thorium. Aufgrund der Gehalte an Cer und Thorium kann das Mineral radioaktiv sein.
Burbankit bildet parallel gestreifte, langprismatische, dihexagonale Kristalle von bis zu 4 cm Länge, deren Endflächen von flachen Pyramiden gebildet werden. Daneben existieren kugelig-radialfaserige sowie xenomorph-körnige Mineral-Aggregate bis zu 5 cm Größe.
Die Typlokalität des Burbankits ist das „Vermiculite Prospect No. 6“ () an der Quelle des Big Sandy Creeks in den Bearpaw Mountains, Hill County, Montana, Vereinigte Staaten. Die Vorkommen befinden sich auf dem Gebiet der Rocky Boy’s Indian Reservation.
Etymologie und Geschichte mini|links|300px|Hellrosafarbene Burbankit-Kristalle aus Poços de Caldas, Minas Gerais, Brasilien (Sichtfeld: 5 mm) Bei der Untersuchung einer Gruppe von Silikat-Carbonat-Sulfid-Lagerstätten in den Bearpaw Mountains von Montana wurde eine Reihe von seltenerdhaltigen Carbonaten gefunden. Bei der näheren Untersuchung zweier dieser Carbonate identifizierten die US-amerikanischen Mineralogen William Thomas Pecora und Joe H. Kerr zwei Phasen, welche sich in der Folge als neue Minerale erwiesen. Im Jahre 1953 erfolgte die wissenschaftliche Erstbeschreibung dieser Minerale durch die beiden Wissenschaftler im amerikanischen Wissenschaftsmagazin „The American Mineralogist“ als Burbankit () und Calkinsit (). Sie benannten das erstere Mineral nach dem Geologen des United States Geological Survey Wilbur Sweet Burbank (1898–1975) in Anerkennung für seine Beiträge zur Geologie von Minerallagerstätten der westlichen Vereinigten Staaten.
Das Typmaterial für Burbankit (Typstufe) wird unter der Katalognummer 106843 (Donation U.S.G.S.) in der Sammlung des zur Smithsonian Institution gehörenden National Museum of Natural History in Washington, D.C., USA, aufbewahrt.
Aufgrund der Entdeckung und Erstbeschreibung vor 1959 zählt Burbankit zu den Mineralen, die von der International Mineralogical Association (IMA) als Grandfathered bezeichnet werden und keine IMA-Nummer besitzen.
Klassifikation In der mittlerweile veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Burbankit zur gemeinsamen Mineralklasse der „Carbonate, Nitrate und Borate“ und dort zur Abteilung der „Carbonate“, wo er zusammen mit Bütschliit, Carbocernait, Eitelit, Fairchildit, Nyerereit, Sahamalith und Shortit die „Eitelit-Sahamalith-Gruppe“ mit der System-Nr. Vb/A.05 innerhalb der Unterabteilung „Wasserfreie Carbonate ohne fremde Anionen“ bildete.
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.07-040. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies der Abteilung „Wasserfreie Carbonate [CO3]2−, ohne fremde Anionen“, wo Burbankit zusammen mit Rémondit-(La), Rémondit-(Ce), Petersenit-(Ce), Calcioburbankit, Khanneshit, Sanrománit und Carbocernait die Burbankit-Reihe mit der System-Nr. V/B.07 bildet.
Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) bis 2009 aktualisierte 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Burbankit 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 allerdings weiter unterteilt nach der in der Verbindung vorherrschenden Elementgruppe (Alkali- und/oder Erdalkalimetalle), so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Alkali- und Erdalkali-Carbonate“ zu finden ist, wo es zusammen mit Calcioburbankit, Khanneshit und Sanrománit die „Burbankitgruppe“ mit der System-Nr. 5.AC.30 bildet.
Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Burbankit wie die veraltete Strunz’sche Systematik in die gemeinsame Klasse der „Carbonate, Nitrate und Borate“ und dort in die Abteilung der „Wasserfreien Carbonate“ ein. Hier ist er zusammen mit Khanneshit, Calcioburbankit und Sanrománit in der „Burbankitgruppe (Hexagonal)“ mit der System-Nr. 14.04.04 innerhalb der Unterabteilung „Wasserfreie Carbonate mit zusammengesetzter Formel A2+B2+2(CO3)4“ zu finden.
Chemismus Die chemische Analyse des Burbankits aus der Typpublikation stellte eine Kombination aus nasschemischen, flammenspektroskopischen (Na2O und K2O) sowie spektroskopische (SEE) Methoden dar. Eine erneute Analyse dieser Probe durch Herta Silvia Effenberger und Kollegen via Mikrosondenanalyse lieferte 11,47 % CaO; 25,08 % SrO; 11,47 % BaO; 8,34 % Na2O; < 0,03 % Y2O3; 3,37 % La2O3; 5,39 % Ce2O3; 0,46 % Pr2O3; 1,26 % Nd2O3; 0,14 % Sm2O3; 0,41 % Gd2O3; 0,05 % Tb2O3; 33,24 % CO2; Summe 100,68. Aus diesen Werten errechnet sich auf der Basis von fünf Mol CO2 die empirische Formel (Na1,78Ca0,89)Σ=2,67(Sr1,60Ba0,50Ca0,46La0,14Ce0,22Nd0,05Pr0,02Gd0,01)Σ=3,00(CO3)5. Burbankit aus Sedimenten in der Höhle „Cioclovina“ in Rumänien enthält 2,93 bis 4,00 Gew.-% ThO2 (Mittelwert 3,39 ± 0,35 Gew.-% ThO2). Diese Thorium-Gehalte sind z. T. für die schwache Radioaktivität des Burbankits verantwortlich.
Die Summe der Kationen in den Burbankit-Kristallen liegt im Bereich von 5,9 bis 6,6 und streut um den idealen Wert von 6,0. Calcium und die leichten SEE (Lanthan, Cer, Praseodym und Neodym) sind deutlich negativ korreliert. Von Carbocernait (mit Na/Ca-Verhältnissen < 1) lässt sich Burbankit durch hohe Na/Ca-Verhältnisse von deutlich > 1,0 unterscheiden. Bei ihren Untersuchungen haben Julia Belovitskaya und Igor Pekov einen speziellen Typ einer Burbankit-Mineralisation identifiziert, der sehr viel ärmer an SEE ist als andere Burbankit-Mineralisationen und der mit spezifischen Pektolith-Metasomatiten der Chibinen- und Murun-Massive in Russland verknüpft ist.
Die offizielle Formel der IMA für den Burbankit vereinfacht die Formel von Effenberger und Kollegen zu (Na,Ca)3(Sr,Ba,Ce)3(CO3)5. Die Formelschreibweise nach Strunz lautet (Na,Ca)3(Sr,Ba,Ce)3[CO3]5 und ist mit der IMA-Formel für den Burbankit identisch – jedoch ist hier wie üblich der Anionenverband in einer eckigen Klammer zusammengefasst.
Die alleinige Elementkombination Na–Ca–Sr–Ba–Ce–C–O, wie sie der offiziellen Formel der IMA für den Burbankit zu entnehmen ist, weisen unter den derzeit bekannten Mineralen (Stand 2020) neben Burbankit nur Carbocernait, (Ca,Na)3(Sr,Ce,Ba)3(CO3)5, Khanneshit, (Na,Ca)3(Ba,Sr,Ce,Ca)3(CO3)5, und die unbenannte Phase UM1990-98-CO:BaCaNaREESr, (Na,Ca)3(Sr,Ba,Ce)3(CO3)5, auf.
Burbankit kann als das Sr-dominante Analogon zum Ca-dominierten Calcioburbankit, Na3(Ca,SEE,Sr)3(CO3)5 aufgefasst werden, wobei bei letzterem unter den Kationen auf der B-Position Calcium dominiert. Eine im Jahre 1975 von Tzong T. Chen beschriebene, weitgehend SEE- und Ba-freie Burbankit-Varietät vom Mont Saint-Hilaire, deren chemische Zusammensetzung nahe Na2Ca2Sr2(CO3)5 liegt, wurde entsprechend dieser Zusammensetzung Strontioburbankit genannt.
Aus chemischer Sicht gehört Burbankit wie Khanneshit, Calcioburbankit, Rémondit-(Ce), Rémondit-(La) und Petersenit-(Ce) in die Burbankit-Gruppe, bei der es sich um eine Gruppe aus sechs Mineralen mit der allgemeinen Formel А3В3(СО3)5 und А = Na > Ca, SEE3+ oder eine Vakanz (◻) sowie B = Sr, Ca, Ba, SEE3+ und/oder Na handelt. Alle von Julia Belovitskaya und Igor Pekov untersuchten Vertreter dieser Burbankit-Gruppe (94 Analysen) können in einem isomorphen System mit den – hypothetischen – Endgliedern (Na2Ca)М2+3(CO3)5 und Na3(SEE2Na)(CO3)5, mit М2+ = Sr, Ba und/oder Ca, beschrieben werden.
Kristallstruktur mini|links|310px|Struktur von Burbankit in kationenzentrierter polyedrischer Darstellung und kristallographischer Standardausrichtung. Der blaue Umriss zeigt die Einheitszelle. Farblegende: Na Ca Sr Ba Yb Ce La Pr Th C O
mini|200px|Räumliche Darstellung der Struktur von Burbankit parallel zur c-Achse. Gleiche Farblegende wie in der nebenstehenden Abbildung. mini|200px|Räumliche Darstellung der Struktur von Burbankit parallel zur c-Achse. Dargestellt ist nur das AO8-Polyeder.
Die entsprechend der offiziellen Liste der IMA aktuelle Untersuchung zur Kristallstruktur des Burbankits stammt von Bogdan P. Onac, Heinz-Jürgen Bernhardt und Herta Silvia Effenberger. Danach kristallisiert Burbankit im hexagonalen Kristallsystem in der mit den Gitterparametern a = 10,514 Å und c = 6,477 Å sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle. John W. Anthony und Kollegen gaben für die Gitterparameter des Burbankits Bandbreiten von a = 10,41 – 10,547 Å und c = 6,250 – 6,520 Å sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle an.
In der Kristallstruktur des Burbankits existieren zwei geordnete Kationen-Positionen A und B. Die A-Position ist [6 + 2]-fach koordiniert und weist eine durchschnittliche A-O-Bindungslänge von 2,491 Å auf. Betrachtet man nur die sechs nächsten Nachbarn, zeigen sich stark verzerrte Oktaeder, die über gemeinsame Ecken zu A2O10-Ketten entlang der Achse verbunden sind. Die Einbeziehung der beiden längeren A-O-Bindungen führt zu einem trigonalen Prisma, bei dem zwei der Flächen von O3-Atomen bedeckt sind. Diese [AO8]-Polyeder sind über gemeinsame Flächen miteinander verbunden. Diese gemeinsamen Flächen (Face Sharing) scheinen aufgrund von Abstoßungseffekten eine Besetzung der A-Position durch vierwertige Thorium-Atome Th4+ zu verhindern. Die B-Position ist -fach koordiniert, wobei die durchschnittliche B-O-Bindungslänge von 2,678 Å beträgt. Von den zehn Liganden bilden vier ein basales Quadrat nahezu parallel zu einem fünfeckigen Ring mit einem O4-Atom an der Spitze. Weder die BO10-Polyeder untereinander noch BO10-Polyeder und AO8-Polyeder miteinander besitzen gemeinsame Flächen. Die Na- und Ca-Atome konzentrieren sich in dem kleineren AO8-Polyeder, wohingegen die größeren Kationen auf der B-Position sitzen.
Die Packung der A2O10-Ketten ist relativ dicht; sie bilden ein dreidimensionales Netzwerk mit zwei Arten von parallel zu verlaufenden Kanälen. Die großen Kanäle werden von sechs A2O10-Ketten gebildet und beherbergen die B-Kationen. Im Zentrum der Ketten sitzen die C2O3-Gruppen, in ihrer Umrandung die C3O3-Gruppen. Die kleinen Kanäle bestehen aus drei A2O10-Ketten, die von den C3O3-Gruppen zentriert werden. Die drei kristallographisch unterschiedlichen Carbonat-Gruppen sind planar, wobei die C-O-Bindungen zwischen 1,268 Å und 1,294 Å variieren.
Burbankit, Calcioburbankit und Khanneshit sind isotyp (isostrukturell).
Eigenschaften Morphologie
An der Typlokalität findet sich Burbankit in enger Verwachsung mit Ankylit in Form von unregelmäßigen Massen und in Gängen im Calcit oder in separaten Kristallen ebenfalls im Calcit. Am Mont Saint-Hilaire in Kanada bildet Burbankit bis maximal 4 cm lange, prismatische, parallel {0001} gestreifte Kristalle, deren Endflächen von flachen Dipyramiden oder von Dipyramiden und Basispinakoid begrenzt werden. Zur Tracht der Burbankit-Kristalle vom Mont Saint-Hilaire zählen das trachtbestimmende Prisma {100}, das Prisma {110}, die Dipyramiden {101} und {111} sowie das Basispinakoid {0001} (siehe die nebenstehenden Kristallzeichnungen). Verbreitet sind hier auch Kristalle mit faserig korrodierten, „pinselartigen“ Enden sowie Kristalle, die einen undurchsichtigen, weißen, glasurartigen Überzug auf den Prismenflächen aufweisen.