Loparit, ehemals Loparit-(Ce), ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“. Es kristallisiert – in Abhängigkeit vom Chemismus – entweder im orthorhombischen Kristallsystem oder im tetragonalen Kristallsystem mit der Zusammensetzung (Na0.5REE0.5)TiO3, ist also ein Natrium-SEE-Titan-Oxid bzw. ein Natrium-SEE-Titanat.
Loparit findet sich in Form von pseudokubischen, würfel- bzw. oktaederähnlichen Kristallen bis zu 2 cm Größe, die sehr häufig Penetrationszwillinge nach {111} bilden. Er kann aber auch in Form von Überzügen auf Perowskit oder in massigen Aggregaten auftreten. Loparit findet sich meist in Begleitung von Nephelin, Mikroklin, Aegirin, Fluorapatit, Arfvedsonit, Perowskit, Ilmenit, Eudialyt (Barsanovit bzw. Eukolith), Titanit und Lamprophyllit.
Die Typlokalität des Loparit ist der ca. 20 km ostsüdöstlich vom Eisenbahnhaltepunkt Imandra entfernte Berg Maly Mannepachk im Nordwesten der Chibinen, Oblast Murmansk auf der Halbinsel Kola in Russland.
Wie beim Saamit geht die Benennung auf das indigene Volk der Samen zurück.
Etymologie und Geschichte mini|links|hochkant|Wilhelm Ramsay – der Erstfinder des Minerals Loparit Das heute als Loparit bekannte Mineral wurde erstmals von Wilhelm Ramsay in den Lowosero-Tundren gefunden und wie folgt charakterisiert:
In seiner Erstbeschreibung gab Ramsay dem Mineral keinen eigenen Namen, sondern nur die Nummer „1“. 1894 charakterisierten Ramsay und sein Kollege Victor Hackman dieses Mineral ebenfalls nur kurz als neues Mineral mit der Nummer „1“, führten seine Herkunft auf ultramafische Xenolithe zurück und wiesen auf seine Ähnlichkeit mit Perowskit hin. Noch einmal drei Jahre später hielt Ramsay dieses Mineral tatsächlich für Perowskit.
Die erste vollständige Beschreibung von Loparit als Mitglied der Perowskit-Gruppe erfolgte durch Iwan Georgijewitsch Kuznetsow (1925) unter Verwendung von Material aus einem Nephelinsyenit-Pegmatit im benachbarten Alkaligesteinskomplex der Chibinen. Kurz davor hatte Alexander Jewgenjewitsch Fersman erstmals den Namen Loparit verwendet, die Eigenschaften des Minerals zusammengefasst und die erste chemische Analyse des Loparits präsentiert.
mini|links|Flagge der Samen als länderübergreifendes Symbol des Volkes der Samen, nach denen der Loparit benannt wurde
Das von Fersman als Name für das Mineral vorgeschlagene Loparit bezieht sich auf den damals gebräuchlichen Namen der samischen Urbevölkerung der Lowosero-Tundren, Lopari ( „Lappen“).Mineral Handbook (2005) Aufgrund der angenommenen Dominanz von SEE auf der A-Position wurde das Mineral durch einen Levinson modifier charakterisiert, welcher das vorherrschende SEE – in diesem Fall Cer – benennt. Aus diesem Grund war das Mineral 1987 im Rahmen einer „Special Procedure“ (1987 s.p.) in Loparit-(Ce) umbenannt worden.
Roger H. Mitchell und Anton R. Chakhmouradian haben allerdings festgestellt, dass es unter den von ihnen untersuchten Loparit-(Ce)-Proben keine gibt, in denen SEE unter den großen Kationen dominieren. Ferner dominiert im Loparit, der zur Perowskit-Gruppe mit der allgemeinen Formel ABX3 gehört, auf der A-Position kein SEE, sondern Natrium. Dies ist in allen untersuchten Proben einschließlich denen von der Typlokalität der Fall. Mithin ist ein Levinson modifier nicht nur unnötig, sondern nomenklatorisch sogar falsch. Folglich ist der Name des Minerals nicht Loparit-(Ce), sondern – wie in der ursprünglichen Benennung von Fersman – „Loparit“. Dies wird auch in der von der International Mineralogical Association (IMA) anerkannten, aktuellen Nomenklatur der Perowskit-Supergruppe so zum Ausdruck gebracht und in der aktuellen „List of Minerals“ der IMA (Stand September 2024) schließlich mit dem Zusatz „renamed (Rn)“ und der IMA-Kennung „2017 s.p.“ umgesetzt.
Das Typmaterial für Loparit wird unter den Katalognummern 21043–21045 in der Systematischen Sammlung des Mineralogischen Museums „Alexander Jewgenjewitsch Fersman“ der Russischen Akademie der Wissenschaften in Moskau aufbewahrt. Weiteres Typmaterial findet sich in der Galerie Nationale de Minéralogie et de Géologie des Pariser Muséum national d’histoire naturelle unter der Katalognummer 125.7.
Aufgrund der Entdeckung und Erstbeschreibung vor 1959 (vor fast 100 Jahren) zählt der Loparit zu den Mineralen, die von der IMA als Grandfathered bezeichnet werden und keine eigentliche IMA-Nummer besitzen, sondern nur die oben erwähnten IMA-Kennungen der „Special Procedure“.
Klassifikation Die strukturelle Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) zählt den Loparit zur Gruppe der stöchiometrischen Einfachperowskite in der Perowskit-Supergruppe. Hier bildet er zusammen mit Bariolakargiit, Barioperowskit, Isolueshit, Goldschmidtit, Lakargiit, Heamanit-(Ce), Lueshit, Macedonit, Megawit, Perowskit und Tausonit die Perowskit-Untergruppe.
In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Loparit zur Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort zur Abteilung „M2O3- und verwandte Verbindungen“, wo er gemeinsam mit Latrappit, Lueshit, Perowskit, Uhligit (diskreditiert 2006) und Zirkelit sowie den als Perowskit-Varietät diskreditierten Dysanalyt und den als Loparit-Varietät diskreditierten Nioboloparit in der „Perowskit-Gruppe“ mit der Systemnummer IV/C.07 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/C.10-050. Dies entspricht ebenfalls der Abteilung „Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 2 : 3 (M2O3 und verwandte Verbindungen)“, wo Loparit zusammen mit Barioperowskit, Isolueshit, Lakargiit, Latrappit, Lueshit, Macedonit, Megawit, Natroniobit, Pauloabibit, Perowskit, Tausonit und Vapnikit die „Perowskit-Reihe“ mit der Systemnummer IV/C.10 bildet.
Die von der IMA zuletzt 2009 aktualisierte 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Loparit in die Abteilung „Metall : Sauerstoff = 2 : 3, 3 : 5 und vergleichbare“ ein. Hier ist das Mineral in der Unterabteilung „Mit großen und mittelgroßen Kationen“ zu finden, wo es zusammen mit Isolueshit, Macedonit und Tausonit die „Loparit-Macedonit-Gruppe“ mit der Systemnummer 4.CC.35 bildet.
In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Loparit die System- und Mineralnummer 04.03.03.03. Das entspricht der Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort der Abteilung „Oxide“. Hier findet er sich innerhalb der Unterabteilung „Einfache Oxide mit einer Kationenladung von 3+ (A2O3)“ in der „Perowskit-Gruppe“, in der auch Perowskit, Latrappit, Lueshit, Tausonit, Isolueshit, Barioperowskit und Lakargiit eingeordnet sind.
Chemismus Die von Alexander Jewgenjewitsch Fersman 1923 angegebene nasschemische Analyse an Loparit führt 49,6 % TiO2; 36,6 % R2O3 (R = Gruppe der Seltenen Erden) 4,6 % CaO; 8,6 % Na2O und 0,04 % K2O auf. Die bei I. G. Kuznetsow aufgeführte Analyse enthält 0,47 % SiO2; 50,24 % TiO2; 0,04 % ZrO; 33,17 % Ce2O3; 1,54 % Y2O3; 5,08 % CaO; 8,60 % Na2O und 0,43 % K2O; Summe = 99,57 %. Die beträchtlichen Gehalte an Niob (und untergeordnet auch an Tantal) wurden offensichtlich übersehen. Die hohen Gehalte an Niob wurden erstmals von 1930 Hans-Rudolf von Gaertner nachgewiesen.
Eine Elektronenstrahlmikroanalyse an strontiumarmem niob- und calciumhaltigem Loparit von Berg Tachtarwumtschorr in Südwesten der Chibinen, der in der Zusammensetzung dem Holotypmaterial aus den Chibinen ähnelt, führte zu 9,81 % Na2O; 9,28 % La2O3; 16,42 % Ce2O3; 1,22 % Pr2O3; 2,78 % Nd2O3; 2,91 % CaO; 2,12 % SrO; 0,97 % ThO2; 35,30 % TiO2; 17,93 % Nb2O5; 0,86 % Ta2O5; 0,01 % Fe2O3 (als Gesamt-Eisen); Summe = 99,61 %. Auf der Basis von drei Sauerstoff-Atomen pro Formeleinheit wurde die empirische Formel (Na0,546Ce0,172La0,098Ca0,089Sr0,035Nd0,028Pr0,013Th0,006)Σ=0,987(Ti0,762Nb0,233Ta0,007)Σ=1,002O3 ermittelt, die lediglich 61,42 Mol-% Loparit der Endgliedzusammensetzung Na0,5SEE0,5TiO3 bzw. NaSEETi2O6 entspricht. Sie signalisiert gleichzeitig eine starke, aber typische Mischkristallbildung mit anderen Vertretern der Perowskitgruppe wie Lueshit, NaNbO3 (23,98 Mol-%), Tausonit, SrTiO3 (3,54 Mol-%) und Perowskit, CaTiO3 (8,96 Mol-%). Die theoretische Endgliedzusammensetzung NaCeTi2O6 erfordert 8,73 % Na2O; 46,25 % Ce2O3 und 45,02 % TiO2.
Die genannte Mischkristallbildung widerspiegelt sich auch in der offiziellen Formel der IMA für den Loparit, die mit (Na0.5Ce0.5)TiO3 angegeben wird.
Hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung kann Loparit als das Ti-SEE-dominante Analogon zum Nb-dominierten Lueshit, NaNbO3, oder als das Na-SEE-dominierte Analogon zum Sr-dominierten Tausonit, SrTiO3, bzw. zum Ca-dominierten Perowskit, CaTiO3, aufgefasst werden.
In den Chibinen wurde Th-reicher Loparit (mit Gehalten bis zu 18,4 Gew.-% ThO2) gefunden. Die Th-Anreicherung beschränkt sich auf den Rand der zonierten Kristalle und wird durch eine Verarmung in den Gehalten von Na, leichten SEE und Sr sowie einer Zunahme von Leerstellen auf der A-Position begleitet. Für den Thorium-reichsten Loparit wird die Formel (Na0,39LSEE0,19Th0,12Ca0,05Sr0,02)Σ=0,77(Ti0,76Nb0,27)Σ=1,03O3 präsentiert.
Loparit (sensu lato) weist einen sehr breiten Zusammensetzungsbereich auf und ist typischerweise ein quartärer Mischkristall zwischen Loparit sowie Lueshit, NaNbO3, Tausonit, SrTiO3, und Perowskit, CaTiO3. In diesem Kontext ist auch die Existenz verschiedener Varietäten wie Nioboloparit, Strontioloparit etc. zu sehen.
Loparit gehört zur Perowskit-Gruppe, die komplexe Oxide mit der allgemeinen Formel ABO3 umfasst, wobei A = Ca, Sr, Ba, Na, SEE usw. und B = Ti, Nb, Ta, Zr usw. Ihre Kristallstruktur basiert auf einem kubischen Gerüst aus Oktaedern BO6 mit gemeinsamen Apizes, in dem die kuboktaedrischen Hohlräume mit A-Kationen besetzt sind. In der Struktur von Loparit werden auf der überwiegend von Na- und Ce-Kationen besetzten A-Position zusätzlich die Kationen Ca, Sr und Th eingebaut, während auf der B-Position neben Ti zusätzlich auch Nb- und Ta-Kationen vorhanden sind. Daher ist – wie oben beschrieben – die tatsächliche Zusammensetzung von Loparit als Mischkristall von Loparit, Perowskit, Tausonit, Lueshit und Thorutit, Th0,5TiO3, zu sehen. Die variable chemische Zusammensetzung von Loparit ermöglicht die vollständige oder teilweise Ordnung der Kationen und Nicht-Ordnung in den Untergittern A und B, was zu verschiedenen Verzerrungen in der Kristallstruktur und einen Übergang zur trigonalen, tetragonalen oder orthorhombischen Symmetrie verursacht.
Diese Beziehungen führen zu dem Haupt-Isomorphie-Schemata Ti4+ + Ca2+ (Perowskit) ↔ Nb5+ + Na+ (Lueshit) sowie Sr2+ + Ca2+ (Tausonit) ↔ Na+ + SEE3+ (Loparit).
Die dominierenden Substitutionen im Loparit können – in Abhängigkeit vom Gestein – wie folgt zusammengefasst werden:
Na+ + Се3+ ↔ Ca2+ + Sr2+ und 2Ti4+ ↔ (Nb, Ta)5+ + Fe3+ (in fenitisierten vulkanischen und sedimentären Gesteinen der Lowosero-Formation) Ti4+ + SEE3+ ↔ Nb5+ + 2Na+ (in Foyaiten und Pegmatiten) Ti4+ + SEE3+ ↔ Nb5+ + (Ca, Sr)2+ (in Foidolithen) (Ti4+, Fe3+) + SEE3+ ↔ Nb5+ + (Sr2+, Na+), Ti4+ + Ca2+ ↔ Nb5+ + Na+ und Ti4+ + 2(Ca,Sr)2+ ↔ Nb5+ + SEE3+ (in Rischorriten)
Das Defizit in der Oxid-Gesamtsumme, welches typisch für die Loparit-Zusammensetzung in Xenolithen aus fenitisierten Vulkaniten, Sedimentgesteinen und Foyaiten ist, deutet auf OH-Gruppen im Mineral hin, d. h. auf eine Substitution gemäß SEE3+ + O2− ↔ Ca2+ + (OH)− oder Na+ + O2− ↔ ☐ + (OH)−.
Kristallstruktur