Penroseit

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Penroseit
Penroseite-217412.jpg
Penroseit aus der „Virgen de Surumi“-Mine, Pakaja Canyon, Chayanta, Departamento Potosí, Bolivien
Allgemeines und Klassifikation
Andere Namen

Blockit

Chemische Formel
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung) 		Sulfide und Sulfosalze (inkl. Selenide, Telluride, Arsenide, Antimonide und Bismutide)
System-Nr. nach Strunz
und nach Dana 		2.EB.05a (8. Auflage: II/C.05)
02.12.01.04
Kristallographische Daten
Kristallsystem kubisch
Kristallklasse; Symbol kubisch-disdodekaedrisch; 2/m 3[3]
Raumgruppe Pa3 (Nr. 205)Vorlage:Raumgruppe/205[2]
Gitterparameter a = 5,96 Å[2]
Formeleinheiten Z = 4[2]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 5,5–6[4] oder 3[5] (VHN100 = 500–583[3][6] oder 407 bis 550 kg/mm2[7])
Dichte (g/cm3) gemessen: 6,58 bis 6,74; berechnet: 6,7[3]
Spaltbarkeit vollkommen nach {001}, deutlich nach {011}[3]
Bruch; Tenazität schwach muschelig; spröde[3]
Farbe bleigrau, poliert: cremig-weißgrau[3]
Strichfarbe schwarz[3]
Transparenz undurchsichtig (opak)
Glanz Metallglanz[3]
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten sehr gut löslich in Salpetersäure[8]

Penroseit, synonym auch Blockit, ist ein selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfide“ und „Sulfosalze“ mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung NiSe2[2] und damit chemisch gesehen Nickeldiselenid. Als enge Verwandte der Sulfide werden die Selenide in dieselbe Klasse eingeordnet.

Penroseit kristallisiert im kubischen Kristallsystem, entwickelt aber nur mikroskopisch kleine Kriställchen und findet sich überwiegend in Form von nierenförmigen, massigen Mineral-Aggregaten mit radialstrahliger, säulenartiger Struktur. Penroseit ist in jeder Form undurchsichtig (opak). Frische Penroseitproben sind von bleigrauer, auf polierten Oberflächen auch cremig-weißgrauer Farbe und zeigen einen metallischen Glanz auf den Oberflächen. Allerdings laufen diese sehr schnell an.[3]

Etymologie und Geschichte

Das Mineral wurde 1926 von Samuel George Gordon nach einem Fund aus Colquechaca in Bolivien beschrieben, der es nach dem amerikanischen Mineralogen Richard Alexander Fullerton Penrose, Jr. (1863–1931) benannte.

Penroseit war das erste natürliche Nickelselenid, das entdeckt wurde, und zu der Zeit auch das Mineral mit dem höchsten Selenanteil. 1935 wurde mit Blockit, beschrieben durch Robert Herzenberg und Friedrich Ahlfeld, der Selenanteil übertroffen[9]. Bereits zwei Jahre später erkannten allerdings F. A. Bannister und Max H. Hey aufgrund ihrer Analysen, dass Blockit bis auf geringe Schwankungen in den Fremdbeimengungen aufgrund der gleichen Symmetrie und Kristallstruktur identisch mit Penroseit ist.[10]

Das Typmaterial des Minerals wird im Natural History Museum in London, England unter der Katalog-Nr. 1926,1, Harvard University in Cambridge, Massachusetts unter der Katalog-Nr. 87472 und im National Museum of Natural History in Washington, D.C., USA under den Katalog-Nr. 95302 und R7247 aufbewahrt.[3]

Klassifikation

Bereits in der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Penroseit zur Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort zur Abteilung der „Sulfide mit M : S < 1 : 1“, wo er zusammen mit Aurostibit, Cattierit, Geversit, Hauerit, Laurit, Michenerit, Pyrit, Sperrylith, Trogtalit, Vaesit und Villamanínit die „Pyrit-Reihe“ mit der System-Nr. II/C.05 bildete.

Im Lapis-Mineralienverzeichnis nach Stefan Weiß, das sich aus Rücksicht auf private Sammler und institutionelle Sammlungen noch nach dieser alten Form der Systematik von Karl Hugo Strunz richtet, erhielt das Mineral die System- und Mineral-Nr. II/D.17-90. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies ebenfalls der Abteilung „Sulfide mit Metall : S,Se,Te < 1 : 1“, wo Penroseit zusammen mit Aurostibit, Cattierit, Changchengit, Dzharkenit, Erlichmanit, Fukuchilit, Geversit, Hauerit, Insizwait, Kruťait, Laurit, Maslovit, Mayingit, Michenerit, Padmait, Pyrit, Sperrylith, Trogtalit, Testibiopalladit, Vaesit und Villamanínit die „Pyrit-Gruppe“ bildet (Stand 2018).[11]

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) bis 2009 aktualisierte[12] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Penroseit in die allgemeinere Abteilung der „Metallsulfide mit M : S ≤ 1 : 2“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach dem genauen Stoffmengenverhältnis und den in der Verbindung vorherrschenden Metallen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „M : S = 1 : 2, mit Fe, Co, Ni, PGE usw.“ zu finden ist, wo es zusammen mit Aurostibit, Cattierit, Dzharkenit, Erlichmanit, Fukuchilit, Gaotaiit, Geversit, Hauerit, Insizwait, Iridisit, Kruťait, Laurit, Pyrit, Sperrylith, Trogtalit, Vaesit und Villamanínit die „Pyritgruppe“ mit der System-Nr. 2.EB.05a bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Penroseit in die Klasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort in die Abteilung der „Sulfidminerale“ ein. Hier ist er ebenfalls in der „Pyritgruppe (Isometrisch: Pa3Vorlage:Raumgruppe/205)“ mit der System-Nr. 02.12.01 innerhalb der Unterabteilung „Sulfide – einschließlich Seleniden und Telluriden – mit der Zusammensetzung AmBnXp, mit (m+n) : p = 1 : 2“ zu finden.

Chemismus

Der idealisierten (theoretischen) Zusammensetzung von Penroseit (NiSe2) zufolge besteht das Mineral aus 27,09 % Nickel und 72,91 % Selen. Analysen des Typmaterials aus Bolivien sowie aus der Gang-Lagerstätte Hope's Nose bei Torquay in der englischen Grafschaft Devon ergaben allerdings zusätzliche Gehalte von 3,2 bzw. 9,2 % Cobalt und 2,1 bzw. 5,7 % Kupfer, die einen entsprechenden Teil des Nickels ersetzen (Substitution, Diadochie).

Aus den Ergebnissen ergibt sich die resultierende empirische Formel (Ni0,84Co0,12Cu0,07)Σ=1,03Se1,97 bzw. (Ni0,46Co0,34Cu0,20)Σ=1,00Se2,00, was zur Mischformel (Ni,Co,Cu)Se2 idealisiert wurde und von der IMA als offizielle Formel für den Penroseit angegeben wird.[1]

Des Weiteren wurden bei verschiedenen Penroseitproben Bleigehalte von bis zu 17 %[13] sowie geringe Beimengungen von Silber (1,73–7,78 %), Quecksilber (1,41–4,12 %) und Eisen (0,72–1,29 %) gemessen.[10]

Kristallstruktur

Penroseit kristallisiert kubisch in der Pyritstruktur in der Raumgruppe Pa3 (Raumgruppen-Nr. 205)Vorlage:Raumgruppe/205 mit dem Gitterparameter a = 5,96 Å und vier Formeleinheiten pro Elementarzelle.[2]

Die Kristallstruktur von Penroseit entspricht der Pyritstruktur, wobei Nickel- anstelle der Eisenatome die Gitterplätze einer kubisch flächenzentrierten Elementarzelle besetzen und hantelförmige Selen2-Gruppen die Zwischengitterplätze. Die Hantelachsen sind jeweils in unterschiedlicher Orientierung parallel zu den 3-zähligen Drehachsen ausgerichtet, was der Grund für die niedrigere Symmetrieklasse innerhalb des kubischen Systems ist.

Kristallstruktur von Penroseit

  • mit Blickrichtung parallel zur a-Achse

  • mit Blickrichtung parallel zur b-Achse

  • mit Blickrichtung parallel zur c-Achse

  • räumliche Darstellung zentriert nach den drei Raumdiagonalen

Farbtabelle: _ Ni 0 _ Se

Eigenschaften

Penrosit ist sehr gut unter Aufbrausen in Salpetersäure (HNO3) löslich. Andere typische Lösungsmittel wie Salzsäure (HCl), Eisen(III)-chlorid (FeCl3), Quecksilber(II)-chlorid (HgCl2) und Kaliumhydroxid (KOH) zeigen keine Änderung. Einzig bei Kaliumcyanid (KCN) bildete sich eine graubraune Verfärbung.[8]

Bezüglich der Härte von Penroseit gibt es unterschiedliche Angaben. So wird die Mohshärte vom Erstbeschreiber Gordon mit 3 angegeben.[5] Andere Quellen geben dagegen eine Mohshärte zwischen 2,5 und 3[13] oder 4[14] (nach N. D. Sindeeva 1964 auch 4.7[15]) an. Die Vickershärte (VHN) soll bei einer Prüfkraft von 100 g zwischen 500 und 583 kg/mm2 betragen,[3][6] was nach Alexander Hölzel (1945–2012) einer Mohshärte von 5,5 bis 6 entsprechen würde.[4] In dem 1985 veröffentlichten Werk Tables for Microscopic Identification of Ore Minerals von Willem Uytenbogaardt (1918–2012) und Ernest Alexander Julius Burke wird dagegen für Penroseit eine geringere Vickershärte von 407 bis 550 kg/mm2 angegeben.[7]

Bildung und Fundorte

Penroseit bildet sich in hydrothermalen Gesteinsadern. Beobachtet wurden dabei Paragenesen mit Naumannit, Clausthalit, Gersdorffit, Tiemannit, Pyrit, Chalkopyrit, Sederholmit und Trüstedtit.[3]

Aktuell (2015) sind von Penroseit 16 Fundorte bekannt. Vier davon befinden sich in Deutschland.[16]

In Deutschland gibt es einen Fundort in Bayern in Wölsendorf (Oberpfalz), einen in Niedersachsen in Lautenthal (Harz), einen in Rheinland-Pfalz in Niederfischbach (Siegerland) und einen in Sachsen-Anhalt in Abberode (ebenfalls Harz).[16]

Des Weiteren gibt es einen Fundort in Bolivien, der die Typlokalität ist, zwei in China, zwei in Finnland, einen in Kanada, einen in der DR Kongo, einen in Rumänien, einen in Spanien und einen im Vereinigten Königreich.[16]

Siehe auch

Literatur

  • Samuel G. Gordon: Penroseite and Trudellite: Two New Minerals. In: Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia. Band 77, 1925, S. 317–324 (englisch).
  • W. F. de Jong, H. W. V. Willems: Verbindungen FeSe2, CoSe2 and NiSe2. In: Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie. Band 170, 1928, S. 241–245 (rruff.info [PDF; 188 kB; abgerufen am 8. April 2020]).
  • Sigrid Furuseth, Arne Kjekshus: On the magnetic properties of CoSe2, NiS2 and NiSe2. In: Acta chemica scandinavia. Band 23, 1969, S. 2325–2334 (englisch, actachemscand.org [PDF; 1,2 MB; abgerufen am 8. April 2020]).
  • Peter Bayliss: Crystal chemnistry and crystallography of same minerals within the pyrite group. In: American Mineralogist. Band 74, 1989, S. 1168–1176 (minsocam.org [PDF; 1,2 MB; abgerufen am 8. April 2020]).

Weblinks

Commons: Penroseite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ a b Malcolm Back, William D. Birch, Michel Blondieau und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: March 2020. (PDF; 1729 kB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, März 2020, abgerufen am 8. April 2020 (englisch).
  2. ↑ a b c d e 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. 104 (englisch).
  3. ↑ a b c d e f g h i j k l Penroseite. 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; 62 kB; abgerufen am 8. April 2020]).
  4. ↑ a b Stefan Weiß: Pyrit-Systematik. Pyrit und Markasit: eine Großfamilie. In: Pyrit und Markasit. Das eiserne Überall-Mineral (= Christian Weise [Hrsg.]: extraLapis. Band 11). Christian Weise Verlag, 1996, ISBN 3-921656-38-9, ISSN 0945-8492, S. 7.
  5. ↑ a b Samuel G. Gordon: Penroseite and Trudellite: Two New Minerals. In: Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia. Band 77, 1925, S. 317–324 (englisch).
  6. ↑ a b Penroseite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 14. April 2020 (englisch).
  7. ↑ a b W. Uytenbogaardt, Ernest Alexander Julius Burke: Tables for Microscopic Identification of Ore Minerals. Courier Corporation, 1985, ISBN 0-486-64839-7, S. 23 (englisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  8. ↑ a b J. W. Earley: Description and synthesis of the selenide minerals. In: The American Mineralogist. Band 35, Nr. 5–6, 1950, S. 360 (englisch, rruff.info [PDF; 1,9 MB; abgerufen am 8. April 2020]).
  9. ↑ Robert Herzenberg, Friedrich Ahlfeld: Blockit, ein neues seienerz aus Bolivien. In: Zentralblatt für Mineralogie, Geologie und Paläontologie. Band 6, 1935, S. 277–279 (rruff.info [PDF; 223 kB; abgerufen am 12. April 2020]).
  10. ↑ a b F. A. Bannister, Max H. Hey: The identity of penroseite and blockite. In: American Mineralogist. Band 22, Nr. 5, 1937, S. 319–324 (englisch, minsocam.org [PDF; 417 kB; abgerufen am 8. April 2020]).
  11. ↑ Stefan Weiß: Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018. 7., vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2018, ISBN 978-3-921656-83-9.
  12. ↑ Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1816 kB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Januar 2009, abgerufen am 8. April 2020 (englisch).
  13. ↑ a b Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 253.
  14. ↑ Friedrich Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.: Paul Ramdohr, Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 459 (Erstausgabe: 1891).
  15. ↑ Paul Ramdohr: Die Erzmineralien und ihre Verwachsungen. 4., bearbeitete und erweiterte Auflage. Akademie-Verlag, Berlin 1975, S. 877, 1218.
  16. ↑ a b c Fundortliste für Laurit beim Mineralienatlas und bei Mindat, abgerufen am 8. April 2020.
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