Lorándit

Mineral aus der Gruppe der Sulfosalze From Wikipedia, the free encyclopedia

Lorándit ist ein selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“ mit der chemischen Zusammensetzung TlAsS2 (Thallium, Arsen und Schwefel) und nach der Nomenklatur der International Mineralogical Association (IMA) ein binäres Sulfosalz mit einem Kation/Chalkogen-Verhältnis von 1 : 1.[7] Gemäß der chemischen Nomenklatur nach IUPAC handelt es sich bei Lorándit um ein Thallium(I)-thioarsenit bzw. ein Thallium(I)-thioarsenat(III).

Schnelle Fakten Allgemeines und Klassifikation, Kristallographische Daten ...
Lorándit
Lorandit (rot) und Auripigment (gelb) aus Allchar (Alsar), Roszdan, Mazedonien (Größe: 3,4 cm × 2,7 cm × 2,4 cm)
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer

2007 s.p.[1]

IMA-Symbol

Lor[2]

Chemische Formel TlAsS2
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)
Sulfide und Sulfosalze
System-Nummer nach
Strunz (8. Aufl.)
Lapis-Systematik
(nach Strunz und Weiß)
Strunz (9. Aufl.)
Dana

II/D.03, Anhang
II/E.13-050[3]

2.HD.05
03.07.06.01
Ähnliche Minerale Cinnabarit, Realgar, Rubin
Kristallographische Daten
Kristallsystem monoklin
Kristallklasse; Symbol monoklin-prismatisch; 2/m[4]
Raumgruppe P21/a (Nr. 14, Stellung 3)Vorlage:Raumgruppe/14.3[5]
Gitterparameter a = 12,27 Å; b = 11,33 Å; c = 6,11 Å
β = 104,2°[5]
Formeleinheiten Z = 8[5]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 2 bis 2,5
Dichte (g/cm3) 5,53
Spaltbarkeit exzellent nach {100}, sehr gut nach {201}, gut nach {001}
Farbe scharlachrot, bleigrau anlaufend
Strichfarbe kirschrot
Transparenz durchscheinend bis transparent
Glanz metallisch
Kristalloptik
Brechungsindizes nα = 2,720[6]
Doppelbrechung δ = 2,720[6]
Optischer Charakter zweiachsig positiv
Achsenwinkel 2V = stark
Pleochroismus schwach: purpurrot bis orangerot
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Lorándit kristallisiert im monoklinen Kristallsystem und entwickelt meist körnige bis massige Aggregate, in seltenen Fällen auch gut ausgebildete, tafelige oder prismatische bis nadelige Kristalle. Frische Proben sind von scharlachroter Farbe mit metallischem Glanz. Mit der Zeit läuft das Mineral allerdings häufig bleigrau an. Die Strichfarbe bleibt jedoch weiterhin erkennbar karminrot.

Lorándit ist das häufigste Thalliummineral.

Etymologie und Geschichte

Als eigenständiges Mineral erkannt und beschrieben wurde Lorándit 1894 von József Krenner, der es nach dem ungarischen Physiker Loránd Eötvös benannt hat.

Synthetische Kristalle können durch hydrothermale Transportraktionen gezüchtet werden.[8]

Klassifikation

Bereits in der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Lorándit zur Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort zur Abteilung „Komplexe Sulfide (Sulfosalze)“, wo er zusammen mit Hatchit, Hutchinsonit, Imhofit, Livingstonit, Vrbait und Wallisit im Anhang der „Silberspießglanz-Gruppe“ mit der Systemnummer II/D.03 und den Hauptmitgliedern Benjaminit, Pearceit, Polybasit, Smithit, Stephanit und Trechmannit sowie den inzwischen diskreditierten Alaskait, Tapalpit (beide Mineralgemenge), Antimonpearceit und Arsenpolybasit (Polytypen von Pearceit) steht.

In der zuletzt 2018 überarbeiteten Lapis-Systematik nach Stefan Weiß, die formal auf der alten Systematik von Karl Hugo Strunz in der 8. Auflage basiert, erhielt das Mineral die System- und Mineralnummer II/E.13-050. Dies entspricht ebenfalls der Abteilung „Sulfosalze (S : As,Sb,Bi = x)“, wo Lorándit zusammen mit Edenharterit, Grumiplucit, Hutchinsonit, Jentschit, Livingstonit, Richardsollyit, Simonit, Tvalchrelidzeit, Vaughanit, Vrbait und Weissbergit eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer II/E.13 bildet.[3]

Die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte[9] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Lorándit in die bereits feiner unterteilte Abteilung der „Sulfosalze mit SnS als Vorbild“ ein. Diese ist zudem weiter unterteilt nach den in der Verbindung vorherrschenden Metallen. Das Mineral ist hier entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit Thallium (Tl)“ zu finden ist, wo es zusammen mit Weissbergit die „Lorándit-Weissbergit-Gruppe“ mit der Systemnummer 2.HD.05 bildet.

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Lorándit die System- und Mineralnummer 03.07.06.01. Dies entspricht ebenfalls der Klasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort der Abteilung der „Sulfosalze“. Hier ist er als einziges Mitglied in einer unbenannten Gruppe mit der Systemnummer 03.07.06 innerhalb der Unterabteilung „Sulfosalze mit dem Verhältnis z/y = 2 und der Zusammensetzung (A+)i(A2+)j [ByCz], A = Metalle, B = Halbmetalle, C = Nichtmetalle“ zu finden.

Bildung und Fundorte

Lorándit bildet sich hydrothermal bei niedrigen Temperaturen und tritt zusammen mit Auripigment, Baryt, Cinnabarit, Greigit, Markasit, Pyrit, Realgar, Stibnit, Tetraedrit, Vrbait sowie antimonhaltiger Sphalerit und gediegen Arsen auf.[10]

Die Typlokalität ist Allchar in Nordmazedonien. Weitere bekannte Vorkommen sind Hg-Tl-Au-Lagerstätten in China (Xiangquan Tl-Lagerstätte, Lanmuchang Tl-(Hg)-Lagerstätte, Zimudang Au-Hg-(Tl)-Lagerstätte) und den USA (Nevada, Utah, Wyoming), Zarshuran-Goldlagerstätte (Takab, Iran), Beshtau-Uranlagerstätte (Kaukasus, Russland) sowie die Grube Lengenbach im Binntal (Wallis, Schweiz).[11]

Kristallstruktur

Kristallstruktur von Lorándit[5]

Lorándit kristallisiert in der monoklinen Raumgruppe P21/a (Raumgruppen-Nr. 14, Stellung 3)Vorlage:Raumgruppe/14.3 mit den Gitterparametern a = 12,27 Å, b = 11,33 Å, c = 6,11 Å und β = 104,2° sowie 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[5]

In der Kristallstruktur von Lorándit ist jedes Arsenatom (As) kovalent mit drei Schwefelatomen (S) verbunden d(As−S) = 2,08 − 2,32 Å), wobei sich die Schwefelatome in der Grundfläche und das Arsenatom an der Spitze einer trigonalen Pyramide als Koordinationspolyeder befindet. Unter Berücksichtigung des stereochemisch aktiven, freien Elektronenpaars des As(III)-Kations kann diese Anordnung auch als ein ψ1-Tetraeder beschrieben werden, wobei sich das As-Atom im Zentrum und das freie Elektronenpaar als Pseudoligand in der vierten Ecke eines gedachten Tetraeders befindet (siehe auch VSEPR-Modell). Diese [AsS3]3−-Thioarsenateinheiten liegen jedoch nicht isoliert in der Struktur vor, sondern sind über je zwei gemeinsame S-Atome zu spiralförmigen Ketten mit der Niggli-Formel kondensiert, die entlang der 21-Schraubenachse in Richtung [010] (parallel der kristallographischen b-Achse) verlaufen.

Die Thalliumatome (Tl) bilden ihrerseits die Spitze einer verzerrten tetragonalen Pyramide, in deren Grundfläche sich vier Schwefelatome (d(Tl−S) = 2,95 − 3,30 Å) befinden. Weitere Bindungen zu S-Atomen über der Tl-Spitzen dieser Koordinationspyramiden mit d'(Tl−S) = 3,36 − 3,87 Å können dabei auch in Betracht gezogen werden, wodurch sich eine Erweiterung der Tl-Koordinationssphären auf sieben mit einfach überkappten, trigonalen Prismen als Koordinationspolyeder ergibt. Die Tl(I)-Kationen verknüpfen die einzelnen Ketten aus Thioarsenateinheiten untereinander, wodurch die dreidimensionale Kristallstruktur entsteht.

Verwendung

Die industrielle Bedeutung von Lorándit ist gering. In einigen Lagerstätten ist es für die Gewinnung von Thallium relevant.

Von wissenschaftlichen Interesse ist Lorándit seit Ende des 20. Jahrhunderts als mögliches Dosimeter zur Messung der Sonnenaktivität. Das Thalliumisotop 205Tl wandelt sich durch den Beschuss mit Neutrinos in das Bleiisotop 205Pb um. Die Bestimmung der 205Pb-Gehalte von alten Thalliummineralen erlaubt somit Rückschlüsse auf die Intensität der Neutrinostrahlung der Sonne.

Siehe auch

Literatur

  • József Krenner (1894): A lorándit, új ásványfaj, in: Matematikai és Természettudományi Értesitö, Band 12, S. 473–473 (PDF 28,2 kB)
  • M. E. Fleet: The crystal structure and bonding of lorandite, Tl2As2S4. In: Zeitschrift für Kristallographie. 138, 1973, S. 147–160 (pdf).
  • Melvin S. Freedman et al.: Solar Neutrinos: Proposal for a New Test. In: Science. 193, Nr. 4258, 1976, S. 1117–1119, doi:10.1126/science.193.4258.1117.
  • M. K. Pavićević: Lorandite from Allchar - A low energy solar neutrino dosimeter. In: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 271, Nr. 2, 1988, S. 287–296, doi:10.1016/0168-9002(88)90171-4.
  • A. Lazaru, R. Ilic, J. Skvarc, E. S. Kristof, T. Stafilov: Neutron induced autoradiography of some minerals from the Allchar mine. In: Radiation measurements. 31, Nr. 1–6, 1999, S. 677–682, DOI:10.1016/S1350-4487(99)00170-5.

Einzelnachweise

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