Davidlloydit

Davidlloydit ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“. Er kristallisiert im triklinen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung Zn₃(AsO₄)₂(H₂O)₄ und ist damit chemisch gesehen ein wasserhaltiges Zink-Arsenat.

Davidlloydit
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer	2011-053
IMA-Symbol	Dld
Chemische Formel	Zn3(AsO4)2(H2O)4 Zn3(AsO4)2·4H2O
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Phosphate, Arsenate, Vanadate
System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana	VII/C.11 VII/C.11-035 8.CA.30 40.03.04.03
Kristallographische Daten
Kristallsystem	triklin
Kristallklasse; Symbol	triklin-pinakoidal; 1
Raumgruppe	P1 (Nr. 2)Vorlage:Raumgruppe/2
Gitterparameter	a = 5,9756 Å; b = 7,6002 Å; c = 5,4471 Å α = 84,2892°; β = 90,4920°; γ = 87,9958°
Formeleinheiten	Z = 1
Häufige Kristallflächen	{010}, {100}
Zwillingsbildung	keine
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	3–4
Dichte (g/cm3)	3,661 (berechnet)
Spaltbarkeit	deutlich nach {010}
Bruch; Tenazität	uneben bis hackig; spröde
Farbe	farblos
Strichfarbe	weiß
Transparenz	nicht angegeben, wohl durchsichtig
Glanz	Glasglanz, schimmernd
Kristalloptik
Brechungsindizes	nα = 1,671 nβ = 1,687 nγ = 1,695
Doppelbrechung	δ = 0,024
Optischer Charakter	zweiachsig
Achsenwinkel	2V = ≈ 65,4° (gemessen); 2V = 70° (berechnet)
Pleochroismus	nicht pleochroitisch

Davidlloydit entwickelt an seiner Typlokalität bis 500 µm große Aggregate, die aus subparallelen bis leicht divergierenden prismatischen Kristallen bis zu 100 × 20 × 10 µm Größe bestehen. Die mit Stranskiit, Geminit und Adamin-Olivenit vergesellschaften Kristalle des Davidlloydits liegen auf und zum Teil auch in einer Matrix aus feinkörnigem Calcioandyrobertsit.

Die Typlokalität des Minerals ist die so genannte dritte Oxidationszone (44. Sohle, 4400-foot level) der Tsumeb Mine bei Tsumeb, Region Oshikoto, Namibia.

Etymologie und Geschichte

Bei der Untersuchung eines Minerals auf einer Stufe aus der ehemaligen Sammlung von Charles Locke Key (Namenspatron für Ludlockit und Keyit), die im Jahre 2003 durch das Royal Ontario Museum in Toronto, Kanada, erworben wurde, stellte sich dieses Mineral als eine neue Phase heraus. Ein kanadisches Wissenschaftlerteam vom „Department of Geological Sciences“ der University of Manitoba in Winnipeg, Kanada, und dem „Department of Natural History“ des Royal Ontario Museum in Toronto führte die für eine Charakterisierung als neues Mineral notwendigen Untersuchungen durch und legte die Ergebnisse der International Mineralogical Association (IMA) vor, die dieses Mineral unter der vorläufigen Bezeichnung IMA 2011-053 im Jahre 2011 anerkannte. Durch Frank Hawthorne, Mark A. Cooper, Yassir A. Abdu, N. A. Ball, Malcom E. Back und Kimberley T. Tait erfolgte im Jahre 2012 im englischen Wissenschaftsmagazin Mineralogical Magazine die wissenschaftliche Erstbeschreibung dieses Minerals als Davidlloydit (englisch Davidlloydite). Die Autoren benannten das Mineral nach dem englischen Mineralsammler und -händler David Lloyd (* 24. März 1943 in Bristol, England), der die treibende Kraft bei der Wiedereröffnung der Tsumeb Mine im Jahre 2001 war und signifikante Beiträge zur Mineralogie vieler Lokalitäten auf den Britischen Inseln geliefert hat. Er war u. a. Ko-Autor der Erstbeschreibung des Barstowit.

Das Typmaterial für Davidlloydit (Holotyp, Katalog-Nr. M56120) wird im Royal Ontario Museum in Toronto, Kanada, aufbewahrt.

Klassifikation

Die veraltete, aber teilweise noch gebräuchliche 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz führt den Davidlloydit noch nicht auf. Er würde zur Mineralklasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort zur Abteilung der „Wasserhaltigen Phosphate ohne fremde Anionen“ gehören, wo er zusammen mit Fahleit, Hopeit, Parahopeit, Phosphophyllit, Radovanit und Smolianinovit die „Hopeit-Parahopeit-Gruppe“ mit der System-Nr. VII/C.11 gebildet hätte.

Die seit 2001 gültige und von der IMA verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik kennt den Davidlloydit ebenfalls noch nicht. Hier würde er ebenfalls in die Abteilung der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort in die Abteilung der „Phosphate usw. ohne zusätzliche Anionen; mit H₂O“ eingeordnet werden. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „mit kleinen und großen/mittelgroßen Kationen“ zu finden wäre, wo es vermutlich zusammen mit Hopeit die unbenannte Gruppe mit der System-Nr. 8.CA.30 bilden würde.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana würde den Davidlloydit in die Klasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort in die Abteilung der „Wasserhaltige Phosphate etc.“ einordnen. Hier wäre er zusammen mit Hopeit und Rollandit in der „Hopeit-Gruppe“ mit der System-Nr. 40.03.04 innerhalb der Unterabteilung der „Wasserhaltigen Phosphate etc., mit (A²⁺)₃(XO₄)₂ × x(H₂O)“ oder zusammen mit Parahopeit in der unbenannten Gruppe mit der System-Nr. 40.03.03 innerhalb der Unterabteilung der „Wasserhaltigen Phosphate etc., mit (A²⁺)₃(XO₄)₂ × x(H₂O)“ zu finden.

Chemismus

Mikrosondenanalysen an Davidlloydit aus der Tsumeb Mine ergaben Mittelwerte von 37,95 % ZnO; 5,65 % CuO; 43,03 % As₂O₅ und 13,27 H₂O (durch Kristallstrukturanalyse berechnet), woraus sich auf der Basis von 12 Anionen mit H₂O = 4 a.p.f.u. (Atome pro Formeleinheit) die empirische Formel (Zn_2,53Cu_0,39)_Σ=2,92As_2,03O₈(H₂O)₄ errechnete, welche sich zu Zn₃(AsO₄)₂(H₂O)₄ idealisieren lässt.

Davidlloydit ist ein Dimorph zu und damit chemisch identisch mit Arsenohopeit. Er stellt das As⁵⁺-dominante Analogon zu den P⁵⁺-dominierten Mineralen Parahopeit und Hopeit und das kristallwasserreichere Analogon zum Warikahnit dar.

Kristallstruktur

Davidlloydit kristallisiert im triklinen Kristallsystem in der Raumgruppe P1 (Raumgruppen-Nr. 2)Vorlage:Raumgruppe/2 mit den Gitterparametern a = 5,9756 Å; b = 7,6002 Å; c = 5,4471 Å; α = 84,2892°; β = 90,4920° und γ = 87,9958° sowie einer Formeleinheit pro Elementarzelle.

In der Kristallstruktur des Davidlloydits besitzen (As⁵⁺O4)- und (ZnO₄)-Tetraeder gemeinsame Ecken und bilden auf diese Weise Schichten der Form [ZnAsO₄]. Sowohl im Davidlloydit als auch in Parahopeit sind diese Schichten in Richtung der b-Achse [010] gestapelt und durch gemeinsame Ecken mit den ZnO₂(H₂O)₄-Oktaedern miteinander verknüpft. Die Position des ^[6]Zn über den Schichten differiert in den beiden Strukturen. Die As-Position ist durch vier O-Anionen mit einer mittleren Distanz von 1,687 Å tetraedrisch koordiniert, was für As⁵⁺ charakteristisch ist. Es gibt zwei Zn-Positionen mit unterschiedlichen Koordinationszahlen, die beide primär mit Zn und untergeordnet mit Cu²⁺ besetzt sind. Die Zn(1)-Position ist durch zwei O²⁻-Anionen und vier (H₂O)-Gruppen oktaedrisch koordiniert, die Zn(2)-Position durch O²⁻-Anionen tetraedrisch koordiniert. Die für das Zn(1)-Oktaeder beobachtete [4+2]-Verzerrung legt nahe, dass das durch Mikrosondenanalysen nachgewiesene Cu geordnet auf der oktaedrisch koordinierten Zn(1)-Position sitzt. Dies kann durch die positionsspezifische Formel ^[6](Zn_0,6Cu_0,4)^[4]Zn₂(AsO4)₂(H₂O)₄ beschrieben werden.

Es gibt sechs kristallographisch eindeutige Anionen, O(1) bis O(6). Die Anionen O(4) und O(6) sind Akzeptor-Anionen für die Wasserstoffbrückenbindungen vom Donator-Anion O(5), die Anionen O(1) und O(2) sind Akzeptor-Anionen für die Wasserstoffbrückenbindung vom Donator-Anion O(6).

Davidlloydit ist ein trikliner Polytyp zum orthorhombischen Arsenohopeit. Die Kristallstruktur von Davidlloydit ist eng verwandt mit der von Parahopeit, aber nicht isotyp (isostrukturell) mit ihr.

Eigenschaften

Morphologie

Davidlloydit entwickelt an seiner Typlokalität nach der c-Achse [001] gestreckte und nach {010} plattige Kristalle bis zu 100 × 20 × 10 µm Größe, die ein Längen-Breiten-Verhältnis von ≈ 10:1 aufweisen und zu subparallelen bis leicht divergierenden Aggregaten von bis zu 500 µm Größe zusammentreten. Die tragende Form der Kristalle ist das zweite Pinakoid b {010}, als weitere Form wurde lediglich das untergeordnete erste Pinakoid a {100} identifiziert. Zwillinge wurden nicht beobachtet.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Die Kristalle des Davidlloydits sind farblos, ihre Strichfarbe ist aber immer weiß. Die Oberflächen der wohl durchsichtigen Kristalle weisen einen schimmernden glasartigen Glanz auf, was gut mit den Werten für die Lichtbrechung übereinstimmt. An den Kristallen des Davidlloydits wurden mittelhohe Werte für die Lichtbrechung (n_α = 1,671; n_β = 1,687; n_γ = 1,695) und für die Doppelbrechung (δ = 0,024) festgestellt. Davidlloydit ist nicht pleochroitisch.

Davidlloydit weist keine Teilbarkeit auf, besitzt aber eine deutliche Spaltbarkeit nach {010}. Aufgrund seiner Sprödigkeit bricht er ähnlich wie Amblygonit, wobei die Bruchflächen uneben bis hackig ausgebildet sind. Mit einer Mohshärte von 3 bis 4 gehört das Mineral zu den mittelharten Mineralen und lässt sich wie die Referenzminerale Calcit (Härte 3) mit einer Kupfermünze bzw. Fluorit (Härte 4) mit einem Taschenmesser ritzen. Die berechnete Dichte für Davidlloydit beträgt 3,661 g/cm³.

Davidlloydit zeigt weder im lang- noch im kurzwelligen UV-Licht eine Fluoreszenz.

Bildung und Fundorte

Als extrem seltene Mineralbildung konnte Davidlloydit bisher (Stand 2018) lediglich von einem Fundort beschrieben werden. Als Typlokalität gilt die „Tsumeb Mine“ bei Tsumeb, Region Oshikoto, Namibia, wobei der genaue Fundort innerhalb des Bergwerks die so genannte dritte Oxidationszone (4400-foot level) ist. Vorkommen von Davidlloydit in Deutschland, Österreich oder in der Schweiz sind damit nicht bekannt.

Davidlloydit ist ein typisches Sekundärmineral, welches sich in der Oxidationszone einer arsenreichen polymetallischen Buntmetall-Lagerstätte gebildet hat. Das Zink stammt aus der Verwitterung von Sphalerit, das Arsen aus oxidiertem Tennantit. In der „Tsumeb Mine“ fand sich das Mineral auf einer Stufe auf- und eingewachsen in feinkörnigen Calcioandyrobertsit. Weitere Parageneseminerale sind Stranskiit, Geminit und Adamin-Olivenit.

Verwendung

Mit einem ZnO-Gehalt von ca. 38 Gew.-% wäre Davidlloydit ein reiches Zinkerz. Aufgrund seiner extremen Seltenheit ist er jedoch nur für den Mineralsammler von Interesse.

Siehe auch

• Systematik der Minerale
• Liste der Minerale

Literatur

• Frank C. Hawthorne, Mark A. Cooper, Yassir A. Abdu, N. A. Ball, Malcom E. Back, Kimberley T. Tait: Davidlloydite, ideally Zn₃(AsO₄)₂(H₂O)₄, a new arsenate mineral from the Tsumeb mine, Otjikoto (Oshikoto) region, Namibia: description and crystal structure. In: Mineralogical Magazine. Band 76, Nr. 1, 2012, S. 45–57, doi:10.1180/minmag.2012.076.1.45 (rruff.info [PDF; 629 kB; abgerufen am 19. Juli 2018]). 

Weblinks

• Mineralienatlas:Davidlloydit (Wiki)
• Mindat – Davidlloydite (englisch)
• RRUFF Database-of-Raman-spectroscopy – Davidlloydite (englisch)
• American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Davidlloydite (englisch)