Beudantit
Beudantit (veraltet auch Bieirosit und Beaudantit) ist ein eher selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der Phosphate, Arsenate und Vanadate mit der chemischen Formel PbFe3+3(AsO4)(SO4)(OH)6.[1] Beudantit ist damit chemisch gesehen ein Blei-Eisen-Arsenat-Sulfat mit zusätzlichen Hydroxidionen. Es kristallisiert im trigonalen Kristallsystem und entwickelt isometrische (pseudowürfelige oder pseudooktaedrische) bis tafelige Kristalle bis zu 5 mm Größe, kann aber auch in Form von mikrokristallinen Krusten und massiven Mineral-Aggregaten auftreten.[1]
| Beudantit | |
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| Allgemeines und Klassifikation | |
| Andere Namen |
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| Chemische Formel | |
| Mineralklasse (und ggf. Abteilung) |
Phosphate, Arsenate und Vanadate |
| System-Nr. nach Strunz und nach Dana |
8.BL.05 (8. Auflage: VII/B.35) 43.04.01.01 |
| Ähnliche Minerale | Corkit, Segnitit, Plumbojarosit, Natrojarosit, Jarosit |
| Kristallographische Daten | |
| Kristallsystem | trigonal[4] |
| Kristallklasse; Symbol | ditrigonal-skalenoedrisch; 3 2/m |
| Raumgruppe | R3m (Nr. 166) |
| Gitterparameter | a = 7,315 Å; c = 17,035 Å[4] |
| Formeleinheiten | Z = 3[4] |
| Häufige Kristallflächen | {1011}, {0001}, {0112} |
| Zwillingsbildung | aus zweiachsigen Einzelkristallen |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mohshärte | 3,5 bis 4,5 |
| Dichte (g/cm3) | 4,48 (gemessen); 4,49 (berechnet) |
| Spaltbarkeit | gut nach {0001} |
| Bruch; Tenazität | muschelig; spröde |
| Farbe | gelb, grünlichgelb, rot, dunkelgrün, braun, schwarz |
| Strichfarbe | graugelb bis grün |
| Transparenz | durchsichtig bis durchscheinend |
| Glanz | Glasglanz bis Harzglanz |
| Kristalloptik | |
| Brechungsindizes | nω = 1,957 nε = 1,943 |
| Doppelbrechung | δ = 0,014 |
| Optischer Charakter | einachsig negativ, oft anomal zweiachsig |
| Pleochroismus | deutlich von O = gelb bis rotbraun zu E = farblos bis gelb |
| Weitere Eigenschaften | |
| Chemisches Verhalten | in heißer Salzsäure vollständig löslich |
Etymologie und Geschichte
Die Geschichte der Entdeckung des Minerales Beudantit geht zurück auf die umfangreiche Sammlung von Adolarius Jacob Forster, nach dem später das Mineral Forsterit benannt wurde. Im Jahre 1806 erbte der führende Mineralienhändler des 19. Jahrhunderts, John Henry Heuland (das Mineral Heulandit wurde nach ihm benannt), diese Sammlung von seinem Onkel Jacob Forster. Er erweiterte sie erheblich und verkaufte sie 1820 an Charles Hampden Turner mit der Auflage, einen Katalog nach der Klassifikation von René-Just Haüy (Haüyn) zu erstellen. Mit der Erstellung dieses Kataloges wurde der damals in London lebende Mediziner, Mineraloge und Mathematiker Armand Lévy beauftragt. Im Zuge dieser Arbeit entdeckte Lévy neben einigen anderen Mineralien 1826 auch ein neues arsen- und eisenhaltiges Bleisulfat, das von der Grube Luise bei Horhausen unweit Bürdenbach im Westerwald stammte. Er benannte es nach dem französischen Mineralogen François Sulpice Beudant (1787–1850) als Beudantit.[5][6] Typmaterial für den Beudantit ist nicht definiert.[1] Nicht verwechselt werden darf das Mineral mit dem von Nicola Covelli (1790–1829) als „Beudantit“ beschriebenen Mineral, das sich als Nephelin erwiesen hat.[2]
Klassifikation
In der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Beudantit zur Abteilung der „Wasserfreien Phosphate, mit fremden Anionen F, Cl, O, O“, wo er zusammen mit Corkit, Gallobeudantit, Hidalgoit, Hinsdalit, Kemmlitzit, Orpheit, Schlossmacherit, Svanbergit und Woodhouseit die Beudantit-Gruppe VII/B.35 bildet.
Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz'schen Mineralsystematik ordnet den Beudantit ebenfalls in die Abteilung der „Phosphate usw. mit zusätzlichen Anionen; ohne H2O“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen und dem Stoffmengenverhältnis der zusätzlichen Anionen zum Phosphat-, Arsenat bzw. Vanadatkomplex (RO4), so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit mittelgroßen und großen Kationen; (OH usw.) : RO4 = 3 : 1“ zu finden ist, wo es als zusammen mit Corkit, Gallobeudantit, Hidalgoit, Hinsdalit, Kemmlitzit, Orpheit, Svanbergit, Weilerit und Woodhouseit die „Beudantitgruppe“ mit der System-Nr. 8.BL.05 bildet.
Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Beudantit in die Klasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort in die Abteilung der „Zusammengesetzten Phosphate etc., (Wasserfreie zusammengesetzte Anionen mit Hydroxyl oder Halogen)“ ein. Hier ist er als Namensgeber der „Beudantitgruppe“ mit der System-Nr. 43.04.01 und den weiteren Mitgliedern Corkit, Hidalgoit, Orpheit, Hinsdalit, Svanbergit, Kemmlitzit, Woodhouseit, Weilerit und Gallobeudantit innerhalb der Unterabteilung Zusammengesetzte Phosphate etc., (Wasserfreie zusammengesetzte Anionen mit Hydroxyl oder Halogen) zu finden.
Kristallstruktur
Beudantit kristallisiert im trigonalen Kristallsystem in der Raumgruppe R3m (Raumgruppen-Nr. 166), mit den Gitterparametern a = 7,315 Å und c = 17,035 Å sowie drei Formeleinheiten pro Elementarzelle.[1]
Eigenschaften
Morphologie
Beudantit bildet Kristalle mit pseudokubischem Habitus, deren tragende Form das würfelähnliche Grundrhomboeder {1011} ist. Durch Kombination mit dem Basispinakoid {0001} allein oder mit einem steilen Rhomboeder oder Pinakoid wird ein scheinbar eckenabstumpfendes Oktaeder erzeugt. Kristalle im spitzrhomboedrischen Habitus entstehen durch steile Rhomboeder in Kombination mit kantenabstumpfenden Rhomboedern. Bei den Kristallen von der Typlokalität Grube „Luise“ sind die Rhomboederflächen gelegentlich horizontal gestreift.[7] Ferner in nach dem Basispinakoid {0001} tafeligen und – sehr selten – auch in nadeligen Kristallen.[8] Beudantit kann Zwillinge aus zweiachsigen Einzelkristallen bilden, die ausnahmsweise im Zentrum eine positive Einachsigkeit vortäuschen.[7]
Physikalische und chemische Eigenschaften
Die Farbe der Kristalle und Aggregate des Beudantits zeigt eine beträchtliche Variation von gelb über grünlichgelb, rot, dunkelgrün und braun bis hin zu schwarz[1]. Die Strichfarbe des durchscheinenden bis durchsichtigen Beudantits ist dagegen graugelb bis grün. Die Oberflächen der Beudantitkristalle weisen einen glas- bis harzähnlichen Glanz auf.
Das Mineral zeigt eine gute Spaltbarkeit nach dem Basispinakoid {0001}, bricht aber aufgrund seiner Sprödigkeit ähnlich wie Glas oder Quarz, wobei die Bruchkanten muschelig ausgeprägt sind. Mit einer Mohshärte von 3,5 bis 4,5 gehört Beudantit zu den mittelharten Mineralen, die sich ähnlich wie das Referenzmineral Fluorit mit einem Taschenmesser leicht ritzen lassen. Die berechnete Dichte des Minerals liegt bei 4,49 g/cm3.[1]
Das Mineral gibt im geschlossenen Röhrchen Wasser ab, welches Lackmus rötet und mit Bariumchlorid einen weißen Niederschlag gibt. Gelbbraune Boraxperle in der Oxidationsflamme. Durch Erhitzen mit Soda und etwas Borax auf Kohle mit der inneren Flamme entsteht eine schwarze Perle, aus der spröde Metallteilchen und ein weiches bleiähnliches Korn gewonnen werden können. Beim Erhitzen der spröden Metallteilchen im offenen Röhrchen typischer Arsengeruch und weißes kristallines Sublimat. Beudantit ist in heißer HCl vollständig löslich; in der Lösung lassen sich Eisen und Sulfat nachweisen.[7]
Modifikationen und Varietäten
Beudantit ist das arsenatdominante Analogon zum phosphatdominierten Corkit, mit dem er eine vollständige Mischkristallreihe bildet. Weiterhin existieren Mischkristallreihen mit Segnitit und Plumbojarosit. Lossenit hat sich als Mixtur aus Skorodit und Beudantit erwiesen.[3]
Bildung und Fundorte
Beudantit bildet sich sekundär in der Oxidationszone (Eiserner Hut) von hydrothermalen polymetallischen, bleihaltigen Erzlagerstätten. Typische Begleitminerale sind Olivenit, Karminit, Skorodit, Azurit, Mimetesit, Dussertit, Arseniosiderit, Pharmakosiderit, Bayldonit, Duftit, Anglesit und Cerussit auftritt.[1]
Als eher seltene Mineralbildung ist Beudantit an verschiedenen Fundorten zum Teil reichlich vorhanden sein, ist aber insgesamt wenig verbreitet. Bisher (Stand 2016) sind rund 420 Fundorte bekannt.[9]
Die Typlokalität des Beudantits ist die Grube „Luise“ bei Bürdenbach im Landkreis Altenkirchen (Westerwald), Rheinland-Pfalz, das Mineral ist aber auch von der ebenfalls im Westerwald gelegenen Grube „Schöne Aussicht“ bei Dernbach unweit Montabaur bekannt. Fundstellen in Deutschland sind vor allem die Grube Clara im Rankach-Tal bei Oberwolfach sowie weitere Lokalitäten im Schwarzwald (Baden-Württemberg). Aus Österreich u. a. aus der Wildfrauengrotte, Teschengraben, Krieglach, Fischbacher Alpen, Steiermark; aus der Schweiz u. a. von der Nordflanke der Cima della Bianca oberhalb des Val Casatscha, Val Cristallina, Graubünden.
Die weltweit besten Beudantite stammen aus der weltberühmten Cu-Pb-Zn-Ag-Ge-Cd-Lagerstätte der „Tsumeb Mine“ (Tsumcorp Mine) in Tsumeb, Region Oshikoto, Namibia sowie aus der Corta San Valentín, Sancti Spiritu, Sierra Minera de Cartagena-La Unión, La Unión, Murcia, Spanien.
Beudantit ist ferner aus Argentinien, Australien, Belgien, Chile, China, Eritrea, Frankreich, Griechenland, Grönland, Iran, Irland, Italien, Japan, Kanada, Kasachstan, Kuba, Mexiko, Marokko, Niederlande, Norwegen, Peru, Portugal, Russland, Sambia, Südafrika, Tschechien, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und den Vereinigten Staaten bekannt.[10]
Verwendung
Beudantit ist nur von geringer wirtschaftlicher Bedeutung. In Erzen der Oxidationszone von Sulfidlagerstätten (Eiserner Hut) ist Beudantit der Hauptträger von Silber und wird in einigen Lagerstätten abgebaut.[11][12] Die Minerale der Jarosit- und Beudantitgruppe können neben Blei und Arsen noch weitere hochgiftige Schwermetalle (z. B. Thallium) enthalten und sind nahezu unlöslich in Wasser.[13] Sie spielen daher eine wichtige Rolle bei der Fixierung von Schwermetallen aus Industrieabfällen und Halden und können verhindern, dass Schwermetalle ins Grundwasser ausgespült werden.[14][15]
Siehe auch
Literatur
- Beudantite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, handbookofmineralogy.org [PDF; 66 kB; abgerufen am 2. Mai 2020]).
- John L. Jambor: Nomenclature of the Alunite Supergroup. In: Canadian Mineralogist. Band 37, 1999, S. 1323–1341 (rruff.info [PDF; 1,8 MB; abgerufen am 2. Mai 2020]).
- Keith M. Scott: Nomenclature of the Alunite Supergroup: Discussion. Canadian Mineralogist, 2000, S. 1295–1297 (rruff.info [PDF; 688 kB; abgerufen am 2. Mai 2020]).
- P. Leverett, A. R. McKinnon, P. A. Williams: Supergene geochemistry of the Endeavor ore body, Cobar, NSW, and relationships to other deposits in the Cobar Basin. In: Proceedings of the CRC LEME Regional Regolith Symposia 2005. 2005, S. 191–194 (crcleme.org.au [PDF; 97 kB; abgerufen am 2. Mai 2020]).
Weblinks
- Mineralienatlas: Beudantit
- Beudantite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 2. Mai 2020 (englisch).
- David Barthelmy: Beudantite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 2. Mai 2020 (englisch).
- Beudantite search results. In: rruff.info. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF), abgerufen am 2. Mai 2020 (englisch).
- American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Beudantite. In: rruff.geo.arizona.edu. Abgerufen am 2. Mai 2020 (englisch).
Einzelnachweise
- Beudantite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, handbookofmineralogy.org [PDF; 66 kB; abgerufen am 2. Mai 2020]).
- Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System. 9. Auflage. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 462 (englisch).
- Peter Bayliss, Uwe Kolitsch, Ernest H. Nickel, Allan Pring: Alunite supergroup: recommended nomenclature. In: Mineralogical Magazine. Band 74, 2010, S. 919–927 (englisch, rruff.info [PDF; 216 kB; abgerufen am 2. Mai 2020]).
- Jan T. Szymanski: The Crystal Structure of Beudantite, Pb(Fe,Al)3[(As,S)O4]2(OH)6. In: Canadian Mineralogist. Band 26, 1988, S. 923–932 (rruff.info [PDF; 1,1 MB; abgerufen am 2. Mai 2020]).
- Armand Lévy: Description of two new minerals (Königin, Beudantit). In: Annals of Philosophy. Band 11. Baldwin, Cradock & Joy, London 1826, S. 194–196 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- Lévy, Armand (1795–1841). In: mineralogicalrecord.com. Curtis Schuh’s Bio-Bibliography of Mineralogy, abgerufen am 2. Mai 2020.
- Carl Hintze: Handbuch der Mineralogie. Erster Band. Vierte Abtheilung. 2. Hälfte. 1. Auflage. Veit & Co., Leipzig 1933, S. 724–729.
- Beudantite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 2. Mai 2020 (englisch).
- Localities for Beudantite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 2. Mai 2020 (englisch).
- Fundortliste für Beudantit beim Mineralienatlas und bei Mindat, abgerufen am 2. Mai 2020.
- A. Roca, J. Viñals, M. Arranz, J. Calero: Characterization and alkaline decomposition/cyanidation of beudantite–jarosite materials from Rio Tinto gossan ores. In: Canadian Metallurgical Quarterly. Band 36, 1999, S. 93–103, doi:10.1016/S0008-4433(99)00003-8 (englisch).
- L. Sánchez, M. Cruells, A. Roca: Sulphidization-cyanidation of jarosite species: Applicability to the gossan ores of Rio Tinto. In: Hydrometallurgy. Band 42, 1996, S. 35–49, doi:10.1016/0304-386X(95)00076-S (englisch).
- U. Kolitsch, A. Pring: Crystal chemistry of the crandallite, beudantite and alunite groups: a review and evaluation of the suitability as storage materials for toxic metals. In: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. Band 96, 2001, S. 67–78 (jstage.jst.go.jp [PDF; 549 kB; abgerufen am 2. Mai 2020]).
- Christophe Roussel, Catherine Néel, Hubert Bril: Minerals controlling arsenic and lead solubility in an abandoned gold mine tailings. In: Science of the total environment. Band 263, 2000, S. 209–219, doi:10.1016/S0048-9697(00)00707-5 (englisch).
- M. X. Zheng, J. M. Xu, L. Smith, R. Naidu: Why a fern (Pteris multifida) dominantly growing on an arsenictheavy metal contamînated soil does not accumulate arsenic? In: Journal de Physique IV France. Band 107, 2003, S. 1409, doi:10.1051/jp4:20020566.