Schäferit
# Schäferit

Das Mineral Schäferit ist ein extrem seltenes Vanadat aus der Obergruppe der Granate und hat die idealisierte chemische Zusammensetzung $Ca^{2+}_2Na^+Mg^{2+}_2V^{5+}_3O_{12}.$ Es kristallisiert im kubischen Kristallsystem mit der Struktur von Granat.

Schäferit tritt in Form orangeroter, glasglänzender Kristalle von unter einem Millimeter Größe auf. Die Kristallform wird dominiert vom Deltoidalikositetraeder {211} mit kleineren Rhombendodekaederflächen {110} und Würfelflächen {100}.

Gebildet wird Schäferit bei der Kontaktmetamorphose silikatreicher Gesteine durch alkalireiche basaltische Magmen. Die Typlokalität und der bislang (2018) einzige bekannte, natürliche Fundort sind Xenolithe des Bellerberg-Vulkans in der Eifel, Rheinland-Pfalz in (Deutschland).

## Etymologie und Geschichte

Verschiedene Vanadate mit Granatstruktur wurden seit den 1960er Jahren synthetisiert. Tetraedrisch koordiniertes $V^{5+}$ ist ein effizientes Lumineszenz-Zentrum. Deshalb und wegen ihrer hohen chemischen Stabilität sind Vanadium-Granate bis heute von technischen Interesse als gelb oder weiß leuchtender Phosphor für Leuchtdioden.

Calcium-Natrium-Magnesium-Vanadat natürlichen Ursprungs wurde erst im Jahr 1999 in der Eifel gefunden und von W. Krause, G. Blass und H. Effenberger beschrieben. Sie benannten das neue Mineral der Berzeliit-Gruppe nach dem Sammler Helmut Schäfer, der es in den Xenolithen des Bellerberg-Basaltes entdeckte. In den folgenden Jahren entdeckten diese Sammler Schäferit noch in weiteren Basalten der Eifel.

Im Jahr 2017 wurde ein künstliches Äquivalent von Schäferit in einer alten Schlackenhalde in Griechenland entdeckt.

## Klassifikation

Die aktuelle Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) zählt den Schäferit zur Granat-Obergruppe, wo er zusammen mit Berzeliit, Manganberzeliit und Palenzonait die Berzeliitgruppe mit 15 positiven Ladungen auf der tetraedrisch koordinierten Gitterposition bildet.

In der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Schäferit zur Mineralklasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort zur Abteilung der „Wasserfreien Phosphate $[PO_4]^{3−},$ ohne fremde Anionen“, wo er zusammen mit Berzeliit, Chladniit, Fillowit, Galileiit, Johnsomervilleit, Manganberzeliit, Palenzonait, Storneseit-(Y) und Xenophyllit die unbenannte Gruppe VII/A.08 bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Schäferit ebenfalls in die Abteilung der „Phosphate usw. ohne zusätzliche Anionen; ohne $H_2O“$ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung C „Mit mittelgroßen und großen Kationen“ zu finden ist, wo es mit Berzeliit, Manganberzeliit und Palenzonait die Berzeliitgruppe 8.AC.25 bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Schäferit in die Klasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort in die Abteilung der „Wasserfreie Phosphate etc.“ ein. Hier ist er zusammen mit Berzeliit, Manganberzeliit und Palenzonait in der Berzeleiitgruppe Systematik der Minerale nach Dana/Phosphate, Arsenate, Vanadate#38.02.01 Berzeliitgruppe innerhalb der Unterabteilung „38.02 Wasserfreie Phosphate etc., $(A^+B^{2+})_5(XO_4)_3“$ zu finden.

## Chemismus

Schäferit mit der idealisierten Zusammensetzung $^{[X]}(Na^+Ca^{2+}_2)^{[Y]}Mg^{2+}_2^{[Z]}V^{5+}_3O_{12}$ ist das Magnesium-Analog von Palenzonait $(^{[X]}(Na^+Ca^{2+}_2)^{[Y]}Mn^{2+}_2^{[Z]}V^{5+}_3O_{12})$ bzw. das Vanadium-Analog von Berzeliit $(^{[X]}(Na^+Ca^{2+}_2)^{[Y]}Mg^{2+}_2^{[Z]}As^{5+}_3O_{12}).$

Die Zusammensetzung aus der Typlokalität ist - $^{[X]}(Ca^{2+}_{2,09}Na^+_{0,73}□_{0,10}Mg^{2+}_{0,04}Mn^{2+}_{0,02}Fe^{2+}_{0,01})^{[Y]}Mg^{2+}_2^{[Z]}(V^{5+}_{2,96}P^{5+}_{0,02}Si^{4+}_{0,01})O_{12}$

Sowohl der natürliche Schäferit wie auch sein synthetisches Äquivalent können Leerstellen auf der X- und Y-Position enthalten, entsprechend einer Austauschreaktion - $2^{[X]}Na$ = $^{[X]}(Ca,Mg,Mn)$ + $^{[X]}□$

Knapp 10 % des Vanadiums kann durch Phosphor ersetzt werden, entsprechend der Reaktion: - $^{[Z]}V^{5+}$ = $^{[Z]}P^{5+}$

In Schäferiten aus Schlacken antiker Metallverhüttung in Griechenland wurde die Austauschreaktion - $^{[X]}Ca^{2+}$ + $^{[Y]}(Mg,Ni)^{2+}$ = $^{[X]}Na^+$ + $^{[Y]}Fe^{3+}$

beobachtet.

Schäferit kristallisiert zwar mit der gleichen Struktur wie Silikatgranate, enthält aber wie alle Granate der Berzeleiitgruppe nur geringe Mengen Silizium. Es gibt keine ausgedehnte Mischbarkeit zwischen Silikat- und Vanadatgranaten oder Arsenatgranaten.

## Kristallstruktur

Schäferit kristallisiert mit kubischer Symmetrie in der Raumgruppe Ia3d (Raumgruppen-Nr. 230)Vorlage:Raumgruppe/230 mit 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle. Der natürliche Mischkristall aus der Typlokalität hat dem Gitterparameter a = 12,427 Å. Der Gitterparameter von synthetischem, reinem Schäferit ist etwas größer: a = 12,437 Å.

Die Struktur ist die von Granat. Natrium $(Na^+)$ und Calcium $(Ca^{2+})$ besetzten die dodekaedrisch von 8 Sauerstoffionen umgebene X-Positione, Magnesium $(Mg^{2+})$ die oktaedrisch von 6 Sauerstoffionen umgebene Y-Position und die tetraedrisch von 4 Sauerstoffionen umgebenen Z-Position ist ausschließlich mit Vanadium $(V^{5+})$ besetzt.

## Bildung und Fundorte

Natürlicher Schäferit bildet sich kontaktmetamorph bei der Überprägung von $SiO_2-reichen$ Xenolithen durch alkalireiche, basaltische Magmen.

Die Typlokalität ist der Caspar-Basaltsteinbruch am Bellerberg-Vulkan in der Eifel, Rheinland-Pfalz in (Deutschland). Hier findet sich Schäferit in Xenolithen zusammen mit Magnesioferrit, Quarz, Albit und Pseudobrookit. Vergleichbare Vorkommen sind nur aus der Eifel bekannt. Hier wurde Schäferit noch am Nickenicher Sattel (Eicher Sattel) bei Andernach und im Rothenberg-Steinbruch bei Mendig gefunden.

Schäferit-reiche Vanadiumgranate künstlichen Ursprungs wurden in den Liebenbergit-Schlacken bei Agios Konstantinos im Lavrion District in der Region Attika, Griechenland gefunden. Schäferit tritt hier zusammen mit Liebenbergit, Trevorit, Bannermanit und anderen synthetischen Äquivalenten von Nickel-Vanadium-Mineralen sowie Albit, Nosean und Haüyn auf.

