Arsenohopeit

Arsenohopeit
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer	2010-069
IMA-Symbol	Ahop
Chemische Formel	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.11-025 8.CA.30 40.03.04.03
Kristallographische Daten
Kristallsystem	orthorhombisch
Kristallklasse; Symbol	orthorhombisch-dipyramidal; 2/m2/m2/m
Raumgruppe	Pnma (Nr. 62)Vorlage:Raumgruppe/62
Gitterparameter	a = 10,804 Å; b = 19,003 Å; c = 5,112 Å
Formeleinheiten	Z = 4
Zwillingsbildung	keine
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	3
Dichte (g/cm3)	3,420 (berechnet)
Spaltbarkeit	sehr vollkommen nach {010}, gut nach {100}, undeutlich nach {001}
Bruch; Tenazität	uneben; spröde
Farbe	farblos bis blau
Strichfarbe	weiß
Transparenz	durchscheinend
Glanz	Glasglanz
Kristalloptik
Brechungsindizes	nα = 1,598 nβ = 1,606 nγ = 1,613
Doppelbrechung	δ = 0,015
Optischer Charakter	zweiachsig negativ
Achsenwinkel	2V = 86° (berechnet)
Pleochroismus	nicht pleochroitisch
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten	sehr unbeständig gegenüber HCl, unbeständig gegenüber anderen Säuren

Arsenohopeit ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“. Er kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung Zn₃(AsO₄)₂·4H₂O und ist damit chemisch gesehen ein wasserhaltiges Zink-Arsenat. Arsenohopeit fand sich an seiner Typlokalität in Form eines einzigen, polykristallinen Kornaggregates von ≈ 1 × 1 × 1 mm Größe, an dem einige wenige undeutliche Kristallflächen identifiziert worden sind.

Die Typlokalität des Minerals ist die Tsumeb Mine bei Tsumeb, Region Oshikoto, Namibia, wobei der genaue Fundort unbekannt ist.

Etymologie und Geschichte

Im Jahre 2004 oder 2005 erwarb Franz Neuhold ein Fläschchen mit verschiedenen Körnern, Kristallen und Mineralfragmenten aus der Tsumeb Mine in Namibia. Unter diesen fand sich ein auffällig blaues kleines Korn, welches analysiert wurde und sich als eine neue Phase herausstellte. Ein österreichisch-deutsches Wissenschaftlerteam vom „Institut für Mineralogie und Kristallographie“ der Universität Wien, der „Mineralogisch-Petrographischen Abteilung“ des Naturhistorischen Museums Wien und dem „Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik“ der Ruhr-Universität Bochum 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 2010-069 im Jahre 2011 anerkannte. Durch Franz Neuhold, Uwe Kolitsch, Heinz-Jürgen Bernhardt und Christian L. Lengauer erfolgte im Jahre 2012 im englischen Wissenschaftsmagazin Mineralogical Magazine die wissenschaftliche Erstbeschreibung dieses Minerals als Arsenohopeit (englisch Arsenohopeite). Die Autoren benannten das Mineral nach dem Arsenat-Gehalt und der kristallchemischen Verwandtschaft mit Hopeit.

Das Typmaterial für Arsenohopeit (Holotyp, Katalog-Nr. N 8167) wird in der Sammlung des Naturhistorischen Museums Wien, Österreich, aufbewahrt.

Klassifikation

Die veraltete, aber teilweise noch gebräuchliche 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz führt den Arsenohopeit noch nicht auf. Er würde vermutlich zur Mineralklasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort zur Abteilung der „Wasserhaltigen Phosphate ohne fremde Anionen“ gehören, wo er zusammen mit Davidlloydit, 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 Arsenohopeit 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 und Davidlloydit 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 Arsenohopeit 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)“ zu finden.

Chemismus

Acht Mikrosondenanalysen an Arsenohopit aus der Tsumeb Mine ergaben Mittelwerte von 44,92 % ZnO; 0,92 % Fe₂O₃; 0,02 % CuO; 0,51 % MnO; 0,20 % MgO; 45,84 % As₂O₅ und 14,21 H₂O (stöchiometrisch berechnet), woraus sich auf der Basis von 12 Sauerstoffatomen die empirische Formel (Zn_2,80Fe_0,06Mn_0,04Mg_0,03)_Σ=2,93(As_1,01O₄)2·4H₂O errechnete, welche sich zu Zn₃(AsO₄)₂·4H₂O idealisieren lässt. Diese Idealformel erfordert 44,72 % ZnO, 42,09 % As₂O₅ und 13,19 % H₂O.

Arsenohopeit ist ein Dimorph zu und damit chemisch identisch mit Davidlloydit. Er stellt das As⁵⁺-dominante Analogon zu den P⁵⁺-dominierten Mineralen Hopeit und Parahopeit sowie ein kristallwasserreicheres Analogon zum Warikahnit dar. Er kann ferner als Zn-dominantes Analogon zum Cu-dominierten Rollandit, Cu₃(AsO₄)₂·4H₂O, bzw. zum Mn-dominierten Sterlinghillit, Mn₃(AsO₄)₂·4H₂O, aufgefasst werden.

Kristallstruktur

Arsenohopeit kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem in der Raumgruppe Pnma (Raumgruppen-Nr. 62)Vorlage:Raumgruppe/62 mit den Gitterparametern a = 10,804 Å; b = 19,003 Å und c = 5,112 Å sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Die Kristallstruktur des Arsenohopeits enthält zwei verschiedene Zn-Positionen, eine As-Position, sieben O-Positionen und nominell sechs H-Positionen. Die Zn1-Position ist oktaedrisch mit vier H₂O-Gruppen und zwei O-Atomen koordiniert, während die Zn2-Position tetraedrisch mit vier O-Atomen koordiniert ist, die zu den AsO₄-Gruppen gehören. Die geringfügigen, aber nicht vernachlässigbaren Fremdbeimengungen (Fe, Mn und Mg) werden der oktaedrisch koordinierten Zn1-Position zugewiesen, weil in Kationen-substituierten synthetischen Hopeiten die Substituenten (Mg, Co und Ni) zweifelsfrei ausschließlich auf der Zn1-Position sitzen.

Die Zn1O₆-Oktaeder besitzen gemeinsame Ecken mit den AsO₄-Tetraedern, welche ihrerseits über gemeinsame Ecken mit den Zn2O₄-Tetraedern verbunden sind. Eine Vernetzung zwischen den beiden Zn-Polyedern über gemeinsame Ecken führt zu einem Gerüst, welches durch schwache Wasserstoffbrückenbindungen verstärkt wird.

Da für die geringen Eisengehalte im Arsenohopeit das Eisen aufgrund der Bildung als Sekundärmineral unter oxidierenden Bedingungen als dreiwertig (Fe³⁺) angenommen wird, ist eine kleine Anzahl von Fehlstellen nötig, um die höhere Ladung durch die Fe³⁺-Ionen auszugleichen. Um eine vollständig neutrale, ladungsausgeglichene Formel zu erhalten, müssen entweder eine teilweise Protonierung der AsO₄-Gruppen oder Leerstellen auf der As-Position angenommen werden.

Arsenohopeit ist ein orthorhombischer Polytyp zum triklinen Davidlloydit. Das Mineral ist ferner isotyp (isostrukturell) mit seinem Phosphat-Analogon Hopeit.

Eigenschaften

Morphologie

Von Arsenohopeit existiert lediglich ein polykristallines Kornaggregat von ≈ 1 × 1 × 1 mm Größe, an dem einige wenige undeutliche Kristallflächen identifiziert worden sind. Zwillingsbildung wurde nicht beobachtet.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Arsenohopeit ist farblos bis blassblau, wobei die Verteilung der blauen Färbung im Kristallkorn schlierig bis wolkig ist. Seine Strichfarbe ist weiß. Die Oberflächen des durchscheinenden Kristalls weisen einen glasartigen Glanz auf, was gut mit den Werten für die Lichtbrechung übereinstimmt. An dem Kristallkorn des Arsenohopeits wurden mittelhohe Werte für die Lichtbrechung (n_α = 1,598; n_β = 1,606; n_γ = 1,613) und ein niedriger Wert für die Doppelbrechung (δ = 0,015) festgestellt. Arsenohopeit ist nicht pleochroitisch.

Arsenohopeit besitzt drei verschiedene Spaltbarkeiten (sehr vollkommen nach {010}, gut nach {100}, undeutlich nach {001}). Aufgrund seiner Sprödigkeit bricht er aber ähnlich wie Amblygonit, wobei die Bruchflächen uneben ausgebildet sind. Mit einer Mohshärte von 3 gehört das Mineral zu den mittelharten Mineralen und ließe sich wie das Referenzmineral Calcit bei geeigneter Kristallgröße mit einer Kupfermünze ritzen. Die berechnete Dichte für Arsenohopeit beträgt 3,420 g/cm³. Das Mineral zeigt weder im lang- noch im kurzwelligen UV-Licht eine Fluoreszenz.

Arsenohopeit ist sehr unbeständig gegenüber Salzsäure, HCl, und unbeständig gegenüber anderen Säuren.

Bildung und Fundorte

Als extrem seltene Mineralbildung konnte Arsenohopeit 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 zwar unbekannt ist, aber wohl im Bereich der zweiten Oxidationszone zu suchen wäre. Vorkommen von Arsenohopeit in Deutschland, Österreich oder in der Schweiz sind damit nicht bekannt.

Arsenohopeit ist ein typisches Sekundärmineral, welches sich in der Oxidationszone einer arsenreichen polymetallischen Buntmetall-Lagerstätte gebildet hat. Das Arsen stammt aus dem oxidierten Tennantit, das Zink sehr wahrscheinlich aus der Verwitterung von Sphalerit. Parageneseminerale sind aufgrund der Existenz nur eines monomineralischen Kornaggregats unbekannt.

Verwendung

Aufgrund seiner extremen Seltenheit ist Arsenohopeit ein lediglich für den Mineralsammler interessantes Mineral.

Siehe auch

• Systematik der Minerale
• Liste der Minerale

Literatur

• Franz Neuhold, Uwe Kolitsch, Heinz-Jürgen Bernhardt, Christian L. Lengauer: Arsenohopeite, a new zinc arsenate mineral from the Tsumeb mine, Namibia. In: Mineralogical Magazine. Band 76, Nr. 3, 2012, S. 45–57, doi:10.1180/minmag.2012.076.3.11. 

Weblinks

• Mineralienatlas:Arsenohopeit (Wiki)
• Mindat – Arsenohopeite (englisch)
• American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Arsenohopeite (englisch)