Roterbärit

Roterbärit ist ein sehr seltenes Mineral aus der Mineralklasse der Sulfide und Sulfosalze. Es kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem mit der Zusammensetzung PdCuBiSe₃, ist also ein Palladium-Kupfer-Bismut-Selenid.

Roterbärit
Erzmikroskopische Aufnahme im reflektierten Licht: Roterbärit (Rtb) als Einschluss in Clausthalit (Cth), mit gediegen Gold (Au), Bohdanowiczit (Boh) und Mertieit-II (Mt-II) in Karbonat-Gangart (Cb). Grube Roter Bär bei Sankt Andreasberg, Harz.
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer	2019-043
IMA-Symbol	Rbä
Chemische Formel	PdCuBiSe3
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Sulfide und Sulfosalze
Kristallographische Daten
Kristallsystem	orthorhombisch
Kristallklasse; Symbol	orthorhombisch-disphenoidisch; 222
Raumgruppe	P212121 (Nr. 19)Vorlage:Raumgruppe/19
Gitterparameter	a = 5,00520 Å; b = 7,9921 Å; c = 13,5969 Å
Formeleinheiten	Z = 4
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	keine Angaben
Dichte (g/cm3)	7,23 (berechnet)
Spaltbarkeit	keine Angaben
Bruch; Tenazität	keine Angabe; spröde
Farbe	grauweiß
Strichfarbe	grau
Transparenz	opak
Glanz	Metallglanz
Kristalloptik
Brechungsindex	n = keine Angaben
Optischer Charakter	keine Angaben
Pleochroismus	deutlich in Schattierungen von dunkel cremefarben nach leicht grünlich cremefarben

Er findet sich in idiomorphen bis subidiomorphen Einschlüssen bis zu 50 µm Durchmesser in Clausthalit in einer Matrix aus Dolomit und Ankerit und wird außerdem von gediegen Gold, Mertieit-II, Bohdanowiczit, Hämatit, Chalkopyrit und Baryt begleitet.

Die Typlokalität des Roterbärits ist die „Grube Roter Bär“ (Koordinaten der „Grube Roter Bär“51.712510.526944444444), Sankt Andreasberg bei Braunlage, Landkreis Goslar, Harz, Niedersachsen, Deutschland.

Etymologie und Geschichte

Mundloch der Grube Roter Bär in Sankt Andreasberg

Informationstafel zur Geschichte der Grube Roter Bär. Diese nach Herbert Dennert benannten stilisierte Tannen („Dennert-Tannen“) illustrieren an zahlreichen Orten die Oberharzer Bergbaugeschichte.

Im Jahre 1920 begann die Firma Ilseder Hütte in Groß Bülten mit der Aufnahme von bergmännischen Untersuchungsarbeiten in der alten Eisenerzgrube „Roter Bär“ ganz im Osten des Sankt Andreasberger Reviers. Diese umfassten die Auffahrungen ausgedehnter Suchörter im Niveau des Tagesstollens und seit 1924 auch auf der 170 m tiefer liegenden Sohle des „Sieberstollens“, der zur Wasserlösung des gesamten Reviers diente und von der „Grube Wennsglückt“ aus rund 700 m nach Norden verlängert wurde. Seitens der Bergbaufirma war hierfür der aus St. Andreasberg stammende Werksgeologe und Bergingenieur Ernst Bock sen. (1883–1967) zuständig. Allerdings erwiesen sich weder die anfangs erkundeten Eisenerze noch die später explorierten Bunt- und Edelmetalle als bauwürdig.

Im Jahre 1924 wurden beim Vortrieb des Bärener Querschlags auf Sieberstollen in 678 m, 681 m und 700 m Entfernung von Wennsglückter Gang drei jeweils nur wenige Zentimeter mächtige Karbonatgängchen („Selenidtrümer“) angetroffen, die Clausthalit und andere Selenidminerale führten. Ernst Bock und Hermann Rose, Professor für Mineralogie an der Universität Hamburg, konnten hier Material bergen, unter dem sich die spätere Holotyp-Stufe des Roterbärits befand. Rose und Wilhelm Geilmann, Professor für Chemie an der damaligen Königlichen Technischen Hochschule Hannover, präsentierten vier Jahre später die ersten mineralogischen Ergebnisse über dieses neue Selenidvorkommen im Harz und identifizierten die Selenide Clausthalit, Tiemannit, Guanajuatit, Naumannit, Umangit, Berzelianit und ein Zinkselenid. Zu Beginn der 1990er Jahre stellte sich heraus, dass ein großer Teil von Hermann Roses Proben aus St. Andreasberg, die im Mineralogischen Museum der Universität Hamburg aufbewahrt wurden, den Zweiten Weltkrieg und den Hamburger Feuersturm unbeschadet überstanden hatte. Bei der Neubearbeitung ausgewählter alter Proben wurden in diesem Material Bohdanowiczit, Klockmannit, Eukairit, Ferroselit, Trogtalit und ein bislang unbenanntes Bi–Pb–Ag–Hg-Selenid identifiziert.

Fast 90 Jahre nach dem Fund der Selenerze in der Grube Roter Bär entdeckte der Mineraloge Alexandre Raphael Cabral bei der erzmikroskopischen Bearbeitung des 1924 gefundenen historischen Materials mit der Elektronenstrahlmikrosonde eine Phase mit einem Chemismus, der keinem der bis dahin bekannten Minerale entsprach und die als „unnamed PdCuBiSe₃“ beschrieben wurde. Die Strukturdaten dieser unbekannten Phase wurden an Material bestimmt, welches erst aufwändig synthetisiert werden musste. Nach der folgenden Ermittlung der physikalischen, kristallographischen und röntgendiffraktometrischen Eigenschaften erwies sich diese Phase als neuer Vertreter der selenhaltigen Sulfosalze. Sie wurde der International Mineralogical Association (IMA) vorgelegt, die das Mineral im Jahre 2019 unter der vorläufigen Bezeichnung „IMA 2019-043“ anerkannte. Seine wissenschaftliche Erstbeschreibung erfolgte im Jahre 2020 durch ein internationales Forscherteam mit Anna Vymazalová, Alexandre Raphael Cabral, František Laufek, Wilfried Ließmann, Chris J. Stanley und Bernd Lehmann in der wissenschaftlichen Zeitschrift „Mineralogy and Petrology“. Die Autoren benannten das neue Mineral nach seiner Typlokalität als Roterbärit (englisch Roterbärite). Die Grube Roter Bär wird seit 1988 von der Arbeitsgruppe Bergbau im St. Andreasberger Verein für Geschichte und Altertumskunde e.V. als Lehrbergwerk zum Zweck der Montanforschung betrieben.

Metallisch graue Seleniderze in 3 cm mächtigen Ankerit-Gang aus der „Grube Roter Bär“, gefunden 1924 in 678 m Entfernung vom „Wennsglückter Gang“

Das Typmaterial für Roterbärit (Holotyp) wird zusammen mit seinem synthetisierten Analogon in den mineralogischen Sammlungen der Geosammlung der Technischen Universität Clausthal in Clausthal-Zellerfeld, Deutschland, aufbewahrt.

Klassifikation

Da der Roterbärit erst 2019 als eigenständiges Mineral anerkannt wurde, ist er weder in der zuletzt 2009 aktualisierten 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik, noch im zuletzt 2018 aktualisierten Lapis-Mineralienverzeichnis bzw. der zugehörigen Lapis-Systematik nach Stefan Weiß verzeichnet. Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana kennt den Roterbärit bisher nicht.

In der Erstbeschreibung des Minerals wird Roterbärit (PdCuBiSe₃) allerdings aufgrund seiner chemischen und strukturellen Ähnlichkeit mit den anderen Seleniden Lapieit (CuNiSbS₃), Lisiguangit (CuPtBiS₃), Malyshevit (PdCuBiS₃) und Mückeit (CuNiBiS₃) der „Lapieitgruppe“ mit der System-Nr. 2.GA.25 innerhalb der Unterabteilung „Insel-Sulfarsenide (Neso-Sulfarsenide) usw., ohne zusätzlichen Schwefel (S)“ der Strunzschen Mineralsystematik zugeordnet.

Chemismus

Fünf Analysen an Roterbärit aus der Grube Roter Bär ergaben Mittelwerte von 18,1 % Pd; 35,2 % Bi; 10,5 % Cu; 33,5 % Se sowie 2,6 % S; Summe = 99,8 %. Auf der Basis von sechs Atomen pro Formeleinheit wurde die empirische Formel Pd_1,01Cu_0,98Bi_1,00(Se_2,53S_0,48)_Σ=3,01 ermittelt, die zu PdCuBiSe₃ idealisiert werden kann, welche 17,28 Pd, 33,93 Bi, 10,32 Cu und 38,47 Se (total 100 Gew.-%) erfordert. Die alleinige Elementkombination Pd–Cu–Bi–Se, wie sie der offiziellen Formel der IMA für den Roterbärit zu entnehmen ist, weist unter den derzeit bekannten Mineralen (Stand 2021) nur Roterbärit, PdCuBiSe₃, auf.

Roterbärit ist das Pd-dominante Analogon zum Pb-dominierten Cerromojonit, PbCuBiSe₃, sowie das Se-dominante Analogon zum S-dominierten Malyshevit, PdCuBiS₃. Er ist isotyp (isostrukturell) mit drei Mineralen aus der Lapieit-Gruppe, nämlich Lapieit, CuNiSbS₃, Mückeit, CuNiBiS₃, und Lisiguangit, CuPtBiS₃. Zu einer eventuellen Bildung von Mischkristallreihen existieren noch keine Erkenntnisse. Die Gehalte von bis zu 4,7 % S im Roterbärit könnten auf eine Mischkristallbildung mit Malyshevit deuten – allerdings kristallisiert Malyshevit zwar ebenfalls im orthorhombischen Kristallsysten, aber in der Raumgruppe Pnam (Raumgruppen-Nr. 62, Stellung 6)Vorlage:Raumgruppe/62.6 und weist eine abweichende Einheitszelle auf.

Kristallstruktur

Roterbärit kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem im (Bi,Sb)CuNiS₃-Strukturtyp in der Raumgruppe P2₁2₁2₁ (Raumgruppen-Nr. 19)Vorlage:Raumgruppe/19 mit den Gitterparametern a = 5,00520 Å, b = 7,9921 Å und c = 13,5969 Å sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Die Kristallstruktur des synthetischen Analogons von Roterbärit bildet ein dreidimensionales Gerüst aus deformierten [CuSe₄]-Tetraedern mit gemeinsamen Ecken und [PdSe₄]-Quadraten. In diesem Gerüst teilen sich die deformierten [CuSe₄]-Tetraeder einander gegenüberliegende Ecken und bilden auf diese Weise Zickzack-Ketten in Richtung der kristallographischen a-Achse [100]. Die [PdSe₄]-Quadrate sind durch gegenüberliegende Vertices miteinander verbunden und bilden Ketten in Richtung der kristallographischen b-Achse [010]. Beide Ketten besitzen gemeinsame Se-Vertices der jeweiligen Koordinationspolyeder. Die Bismut-Atome sitzen in Kanälen in Richtung der kristallographischen a-Achse.

Eigenschaften

Morphologie

Roterbärit findet sich an seiner Typlokalität in maximal 50 µm großen Einschlüssen in Clausthalit, in isolierten Körnern mit Größen von generell < 10 µm in der karbonatischen Gangart, in welcher der Clausthalit sitzt, sowie in Form von Aggregaten zusammen mit entweder Clausthalit oder Baryt. Diese Aggregate sind, wenn sie aus Roterbärit und Clausthalit bestehen, generell kleiner als 50 µm, während Roterbärit-Baryt-Aggregate Größen von maximal 30 µm aufweisen.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Die Farbe der Kristalle des Roterbärits ist im Handstück aufgrund ihrer geringen Größe nicht bestimmbar. Das Mineral ist aber bei entsprechender Vergrößerung unter dem Binokular grauweiß, während seine Strichfarbe mit grau angegeben wird. Die Oberflächen des opaken Roterbärits zeigen einen metallartigen Glanz. Unter dem Polarisationsmikroskop ist das Mineral im reflektierten Licht dunkel cremefarben bis leicht grünlich cremefarben und weist einen schwachen Pleochroismus in diesen Farbtönen auf. Bei gekreuzten Polaren ist eine schwache Anisotropie mit schwachen Rotationsfarben in Schattierungen von blass orangebraun bis grau zu erkennen. Das Mineral zeigt keine Innenreflexe.

Roterbärit ist spröde. Die berechnete Dichte für Roterbärit beträgt 7,23 g/cm³. Aufgrund der geringen Kristallgröße konnten für das Mineral keine weiteren physikalischen Eigenschaften bestimmt werden.

Bildung und Fundorte

„Bunte“ Erzparagenese. Erzmikroskopische Aufnahme im reflektierten Licht: Roterbärit (dunkel cremefarben bis leicht grünlich cremefarben) in bläulichweißem Clausthalit, zusammen mit hell cremefarbenem Mertieit II, rosa-cremefarbenem Bohdanowiczit und hellgelbem gediegen Gold in Karbonatmatrix. Siehe auch das Bild in der Infobox.

Das gemeinsame Auftreten von Roterbärit und Bohdanowiczit in der Grube Roter Bär legt eine Bildungstemperatur für den Roterbärit von < 120 °C nahe, da trigonales AgBiSe₂, das synthetische Äquivalent von Bohdanowiczit, nur bis zu dieser Temperatur stabil ist und sich bei Temperaturen > 120 °C in eine andere AgBiSe₂-Modifikation (ebenfalls trigonal, aber mit der Raumgruppe R3m (Nr. 166)Vorlage:Raumgruppe/166) umwandelt. Die Hämatit-Selenid-Gold-Assoziation der Grube Roter Bär und ihr geologisches Umfeld kann mit einem Szenario in Einklang gebracht werden, welches oxidierte Salzlösungen mit aus permotriassischen Red-Bed-Lagerstätten gelösten Metallen einbezieht, deren Metallfracht unterhalb der postvariszischen Diskordanz ausgefällt wurde.

Typische Begleitminerale des Roterbärits sind Clausthalit (im reflektierten Licht bläulichweiß), Mertieit II (hell cremefarben), Bohdanowiczit (rosa-cremefarben), gediegen Gold (hellgelb, mit bis zu 14 Gew.-% Ag) sowie Hämatit, Chalkopyrit, Baryt, Ankerit und Dolomit.

Als extrem seltene Mineralbildung konnte der Roterbärit bisher (Stand 2021) erst von einem Fundpunkt beschrieben werden. Seine Typlokalität sind nur wenige Zentimeter mächtige Selenidtrümer im Bereich des 170 m unter der Geländeoberkante liegenden „Sieberstollen Bärener Querschlags“ in der Grube Roter Bär, Sankt Andreasberg bei Braunlage, Landkreis Goslar, Harz, Niedersachsen, Deutschland.

Verwendung

Roterbärit mit Endgliedzusammensetzung, PdCuBiSe₃, besteht zu etwa 17 % aus Palladium, zu etwa 34 % aus Bismut, zu etwa 10 % aus Cu und zu etwa 39 % aus Selen. Aufgrund seiner Seltenheit ist das Mineral als Rohstoff für diese Elemente jedoch ohne jede praktische Bedeutung. Wie alle Selenidminerale ist er aber nicht nur eine mineralogische Kuriosität, sondern kann als „Fingerprint“ für die Bildungsbedingungen wirtschaftlich bedeutender Lagerstätten von Metallen, wie zum Beispiel von diskordanzgebundenen Lagerstätten, dienen.

Siehe auch

• Systematik der Minerale
• Liste der Minerale

Literatur

• Anna Vymazalová, Alexandre R. Cabral, František Laufek, Wilfried Ließmann, Chris J. Stanley, Bernd Lehmann: Roterbärite, PdCuBiSe₃, a new mineral species from the Roter Bär mine, Harz Mountains, Germany. In: Mineralogy and Petrology. Band 114, Nr. 5, 2020, S. 443–451, doi:10.1007/s00710-020-00703-1 (englisch, rruff.info [PDF; 2,3 MB; abgerufen am 16. Februar 2023]). 
• Alexandre R. Cabral, Wilfried Ließmann, Bernd Lehmann: Gold and palladium minerals (including empirical PdCuBiSe₃) from the former Roter Bär mine, St. Andreasberg, Harz Mountains, Germany: a result of low-temperature, oxidising fluid overprint. In: Mineralogy and Petrology. Band 109, Nr. 5, 2015, S. 649–657, doi:10.1007/s00710-015-0396-0 (englisch). 

Weblinks

Commons: Roterbärit – Sammlung von Bildern

• Roterbärit. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung; abgerufen am 16. Februar 2023 
• Roterbärite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy; abgerufen am 31. März 2021 (englisch).