Bartelkeit

Bartelkeit ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ (ehemals Oxide und Hydroxide). Es kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung PbFeGe^[VI](Ge^[IV]₂O₇)(OH)₂·H₂O,^[3] ist also chemisch gesehen ein kristallwasserhaltiges Blei-Eisen-Germanat mit zusätzlichen Hydroxidionen.

Bartelkeit bildet idiomorphe, entweder nach {101} tafelige oder nach [101] nadelig-gestreckte Kristalle bis zu maximal 1 mm Länge, die zu Aggregaten mit radialstrahligem Aufbau verwachsen sind. Das Mineral wurde – zusammen mit Chalkosin, Quarz und Wulfenit – in korrodiertem Germanit-Renierit-Galenit-Erz in der Tsumeb Mine, Namibia, gefunden.^[4]

Etymologie und Geschichte

Als Entdecker des Bartelkeits gilt der deutsche Hobbymineraloge Wolfgang Bartelke (* 1949), dem das Mineral unter anderen Stufen aus Tsumeb aufgefallen war.^[6] Entsprechende Untersuchungen führten zur Feststellung des Vorliegens eines neuen Minerals, welches 1979 von der International Mineralogical Association (IMA) anerkannt und 1981 von einem deutsch-US-amerikanischen Forscherteam mit Paul Keller, Heinz Hess und Pete J. Dunn im Wissenschaftsmagazin „Chemie der Erde“ als Bartelkeit beschrieben wurde.^[4] Benannt wurde das Mineral nach dem Finder Wolfgang Bartelke, einem begeisterten Mineraliensammler, Spezialisten für Tsumeb-Minerale und Mitverfasser wichtiger Arbeiten^[7][8] über die Mineralogie der Tsumeb Mine.^[4] Die Struktur des Bartelkeits konnte erst über 30 Jahre nach seiner Erstbeschreibung gelöst werden.^[3]

Typmaterial des Minerals befindet sich im Archiv der Universität Stuttgart in der „Mineralogischen Sammlung von Professor Keller“ (Register-Nr. NM07, Cotyp) sowie im zur Smithsonian Institution gehörenden National Museum of Natural History, Washington, D.C. (Register-Nr. 148302, Cotyp).^[9][10]

Klassifikation

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Bartelkeit zur Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort zur Abteilung der „Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 2 : 3 (M₂O₃ und verwandte Verbindungen)“, wo er zusammen mit Batiferrit, Haggertyit, Hawthorneit, Hibonit, Lindqvistit, Magnetoplumbit, Nežilovit, Otjisumeit, Plumboferrit, Yimengit und Zenzénit die „Magnetoplumbit-Gruppe“ mit der System-Nr. IV/C.08 bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Bartelkeit dagegen in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Germanate“ ein. Hier ist er als einziges Mitglied der unbenannten Gruppe 9.JA.10 innerhalb der bisher ebenfalls unbenannten Unterabteilung „A“ zu finden.

Die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Bartelkeit wie die veraltete Strunz’sche Systematik in die Klasse der „Oxide und Hydroxide“, dort allerdings in die Abteilung der „Mehrfachen Oxide“ ein. Hier ist er als einziges Mitglied der unbenannten Gruppe 07.06.02 innerhalb der Unterabteilung der „Mehrfachen Oxide mit der Formel A(B)₄X₉“ zu finden.

Chemismus

Mittelwerte aus 18 Mikrosondenanalysen an Bartelkeit ergaben 34,1 % PbO; 10,6 % FeO; 46,2 % GeO₂; 0,08 % ZnO; 0,10 % SiO₂; 2,8 % As₂O₅; 0,04 % P₂O₅ und 0,14 % SO₃. Auf der Basis von 10 (O + Cl) Atomen pro Formeleinheit und nach Hinzufügen von 5,64 Gew.-% H₂O ergab sich daraus die empirische Formel Pb_0,97(Fe²⁺_0,94Zn_0,01)_Σ=0,95^VIGe_1,00^IV(Ge_1,81As_0,16Si_0,01S_0,01)Σ=1,99O₇[(OH)_1,94Cl_0,04]_Σ=1,98·1,02H₂O, die zu PbFe^[VI]Ge(^[IV]Ge₂O₇)(OH)₂·H₂O idealisiert wurde.^[3]

Kristallstruktur

Bartelkeit kristallisiert monoklin in der Raumgruppe P2₁/m (Raumgruppen-Nr. 11)Vorlage:Raumgruppe/11 mit den Gitterparametern a = 5,8279 Å; b = 13,6150 Å; c = 6,3097 Å und β = 127,314° sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle.^[3]

Die Kristallstruktur des Bartelkeits besteht aus einzelnen Ketten von FeO₆- und Ge1O₆-Oktaedern mit gemeinsamen Kanten, die parallel zur c-Achse [001] angeordnet sind und durch tetraedrische Ge₂O₇-Dimere quervernetzt sind. Die Bleiatome und die H₂O-Gruppen füllen große Hohlräume in diesem Netzwerk aus. Das Schema der Wasserstoffbrückenbindungen im Bartelkeit ist ähnlich dem in Lawsonit. Bartelkeit ist das erste Mineral mit [4]- und [6]-fach koordinierten Germaniumatomen.

Bartelkeit ist isotyp (isostrukturell) zu der nur oberhalb von 8,6 GPa stabilen Hochdruck-P2₁/mVorlage:Raumgruppe/11-Phase von Lawsonit.^[3]

Eigenschaften

Morphologie

Bartelkeit findet sich meist in idiomorphen, maximal 1,0 mm × 0,3 mm × 0,2 mm großen Kristallen, die auf den beiden zum Zeitpunkt der Veröffentlichung der Typpublikation bekannten Fundstücken unterschiedlich ausgebildet sind. Zur Kristalltracht des Bartelkeits gehören die Flächenformen {101}, {101}, {111} und eventuell noch {010}. Beim ersten Fund besitzen die Kristalle einen tafeligen Habitus nach {101} und sind nur leicht nach [101] gestreckt. Die {111}-Flächen dieser Kristalle weisen zudem eine charakteristische Zähnung auf. Beim zweiten Fund sind die Kristalle dagegen mehr oder weniger feinnadelig nach [101] ausgebildet und zu radialstrahligen Aggregaten verwachsen.^[4]

Physikalische und chemische Eigenschaften

Bartelkeitkristalle sind farblos oder weiß bis blass grünlich gefärbt, ihre Strichfarbe ist dagegen immer weiß.^[4] Die Oberflächen der je nach Färbung wasserklar-durchsichtigen bis durchscheinenden Kristalle zeigen einen deutlichen halbdiamantartigen bzw. fettartigen Glanz.^[4]

Die Kristalle des Bartelkeits zeigen eine undeutliche Spaltbarkeit nach {101}. Das Mineral weist eine Mohshärte von ≈ 4 auf und gehört damit zu den mittelharten Mineralen, die sich ähnlich wie das Referenzmineral Fluorit mit einem Taschenmesser leicht ritzen lassen.^[4] Gemessene Werte für die Dichte des Bartelkeits existieren nicht, die berechnete Dichte für das Mineral beträgt 5,36 g/cm³.^[3]

Bartelkeit ist in heißer Salzsäure HCl löslich.

Bildung und Fundorte

Bartelkeit entsteht als typische Sekundärbildung im stark korrodierten Bleierz einer in Carbonatgesteinen sitzenden komplexen Cu-Pb-Zn-Lagerstätte.^[11] Blei, Eisen und Germanium stammen dabei aus der Zersetzung primärer Germanium-Erze sowie sulfidischer Erzminerale wie Germanit, Renierit, Tennantit und Galenit. Begleitminerale sind unter anderem Germanit, Renierit, Tennantit und Galenit sowie Chalkosin, Quarz und Wulfenit.^[4]

Als sehr seltene Mineralbildung konnte Bartelkeit bisher (Stand 2018) nur von einem Fundpunkt beschrieben werden.^[12][13] Seine Typlokalität ist die weltberühmte Cu-Pb-Zn-Ag-Ge-Cd-Lagerstätte der „Tsumeb Mine“ (Tsumcorp Mine) in Tsumeb, Region Oshikoto, Namibia. Der genaue Fundpunkt innerhalb der Tsumeb Mine ist nicht bekannt.^[4][6]

Verwendung

Bartelkeit ist aufgrund seiner Seltenheit lediglich für Mineralsammler interessant.

Siehe auch

• Liste der Minerale
• Systematik der Minerale

Literatur

• Paul Keller, Heinz Hess, Pete J. Dunn: Bartelkeit, PbFe²⁺Ge₃O₈, ein neues Germanium-Mineral von Tsumeb, Namibia. In: Chemie der Erde. Band 40, 1981, ISSN 0009-2819, S. 201–206. 

Weblinks

• Bartelkeite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy; abgerufen am 28. August 2019 (englisch). 
• Bartelkeite search results. In: rruff.info. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF); abgerufen am 28. August 2019 (englisch). 
• American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Bartelkeite. In: rruff.geo.arizona.edu. Abgerufen am 28. August 2019 (englisch). 
• Mineralienatlas:Bartelkeit (Wiki)
• David Barthelmy: Bartelkeite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 28. August 2019 (englisch). 

Einzelnachweise

1. ↑ Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: January 2023. (PDF; 3,7 MB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, Januar 2023, abgerufen am 26. Januar 2023 (englisch). 
2. ↑ Laurence N. Warr: IMA–CNMNC approved mineral symbols. In: Mineralogical Magazine. Band 85, 2021, S. 291–320, doi:10.1180/mgm.2021.43 (englisch, cambridge.org [PDF; 320 kB; abgerufen am 5. Januar 2023]). 
3. ↑ ^{a b c d e f g h i} Marcus J. Origlieri, Hexiong Yang, Robert T. Downs, Esther S. Posner, Kenneth J. Domanik, William W. Pinch: The crystal structure of bartelkeite, with a revised chemical formula, PbFeGe^VI(Ge₂^IVO₇)(OH)₂·H₂O, isotypic with high-pressure P2₁/m lawsonite. In: The American Mineralogist. Band 97, 2012, S. 1812–1815, doi:10.2138/am.2012.4269 (rruff.info [PDF; 440 kB; abgerufen am 28. August 2019]). 
4. ↑ ^{a b c d e f g h i j k} Paul Keller, Heinz Hess, Pete J. Dunn: Bartelkeit, PbFe²⁺Ge₃O₈, ein neues Germanium-Mineral von Tsumeb, Namibia. In: Chemie der Erde. Band 40, 1981, ISSN 0009-2819, S. 201–206. 
5. ↑ 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. 716 (englisch). 
6. ↑ ^{a b} Georg Gebhard: Tsumeb. 1. Auflage. GG Publishing, Grossenseifen 1999, S. 275, 322. 
7. ↑ Wolfgang Bartelke: Die Erzlagerstätte von Tsumeb/Südwestafrika und ihre Mineralien. In: Der Aufschluss. Band 27, 1976, S. 393–439. 
8. ↑ Paul Keller, Wolfgang Bartelke: Tsumeb! new minerals and their associations. In: The Mineralogical Record. Band 13, 1982, ISSN 0009-2819, S. 137–147. 
9. ↑ R. Kurtz: Typmineralkatalog Deutschland – Bartelkeit. In: typmineral.uni-hamburg.de. Universität Hamburg, 8. Dezember 2017, abgerufen am 28. August 2019. 
10. ↑ Catalogue of Type Mineral Specimens – B. (PDF 122 kB) In: docs.wixstatic.com. Commission on Museums (IMA), 12. Dezember 2018, abgerufen am 28. August 2019. 
11. ↑ Bartelkeite. 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; 340 kB; abgerufen am 28. August 2019]). 
12. ↑ Localities for Bartelkeite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 28. August 2019 (englisch). 
13. ↑ Fundortliste für Bartelkeit beim Mineralienatlas und bei Mindat