Modderit

Modderit
Modderit aus der Modderfontein-Mine, Benoni, Gauteng, Südafrika
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Symbol

Mod[1]

Andere Namen

Arsenkobalt[2]

Chemische Formel
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)		Sulfide und Sulfosalze
System-Nummer nach
Strunz (8. Aufl.)
Lapis-Systematik
(nach Strunz und Weiß)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
II/B.09c
II/C.19-040

2.CC.15
02.08.18.01
Kristallographische Daten
Kristallsystemorthorhombisch
Kristallklasse; Symbolorthorhombisch-dipyramidal; 2/m2/m2/m[5]
RaumgruppePmcn (Nr. 62, Stellung 5)Vorlage:Raumgruppe/62.5
Gitterparametera = 3,46 Å; b = 5,87 Å; c = 5,29 Å[4]
FormeleinheitenZ = 4[4]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte≈ 4 (VHN = 26)[6]
Dichte (g/cm3)berechnet: 8,28 (synthetisch)[6]
Spaltbarkeitnicht definiert
Farbestahlgrau[7], schwarz,[8] bläulichweiß[6]
Strichfarbegrau
Transparenzundurchsichtig
GlanzMetallglanz

Modderit ist ein sehr selten vorkommendes Mineral mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung CoAs[3] und ist damit chemisch gesehen ein Cobaltarsenid, genauer Cobalt(III)-arsenid, mit dem Stoffmengenverhältnis von Cobalt : Arsen = 1 : 1. Aufgrund der chemischen Verwandtschaft der Arsenide mit den Sulfiden gehört der Modderit zur Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“.

Da bei natürlich entstandenen Modderiten meist ein geringer Teil des Cobalts durch Eisen ersetzt (substituiert) ist, wird die chemische Zusammensetzung in verschiedenen Quellen auch als Mischformel mit (Co,Fe)As[4][6] angegeben. Die in den runden Klammern angegebenen Elemente können sich dabei in der Formel jeweils gegenseitig vertreten, stehen jedoch immer im selben Mengenverhältnis zum Arsenanteil des Minerals.

Modderit kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem, konnte jedoch bisher nur in Form winziger Körner bis etwa 0,05 mm Durchmesser[6] und in derben Aggregaten gefunden werden. Das Mineral ist im Allgemeinen undurchsichtig und weist auf den Oberflächen der stahlgrauen bis schwarzen oder bläulichweißen Körner einen metallischen Glanz auf.

Etymologie und Geschichte

Erstmals entdeckt wurde Modderit in der Gold-Minen Modderfontein (auch Modderfontein ‘B‘) bei Springs und New Modderfontein bei Benoni am Witwatersrand in der damaligen südafrikanischen Provinz Transvaal. Die Erstbeschreibung erfolgte 1923 durch Richard A. Cooper (1890–1972[9]), der das Mineral nach dessen Typlokalität benannte.

Das Typmaterial des Minerals wird im National Museum of Natural History in Washington, D.C. in den USA unter der Katalog-Nr. 161217 aufbewahrt.[6][10]

Als synthetische Verbindung war das Cobaltarsenid CoAs allerdings bereits vor der Entdeckung des Mineral bekannt, da sie leicht herzustellen ist.[11]

Klassifikation

In der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Modderit zur Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze (einschließlich Selenide, Telluride, Arsenide, Antimonide und Bismutide)“ und dort zur Abteilung der „Sulfide mit dem Stoffmengenverhältnis M : S = 1 : 1“, wo er als einziges Mitglied die Gruppe von Mineralen vom „NiAs-Typus und Verwandte“ und „Gering deformierte NiAs-Struktur“ mit der System-Nr. II/B.09c.

Im zuletzt 2018 überarbeiteten und aktualisierten Lapis-Mineralienverzeichnis nach Stefan Weiß, das sich aus Rücksicht auf private Sammler und institutionelle Sammlungen noch nach dieser klassischen Systematik von Karl Hugo Strunz richtet, erhielt das Mineral die System- und Mineral-Nr. II/C.19-40. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies der der Abteilung „Sulfide mit Metall : S,Se,Te ≈ 1 : 1“, wo Modderit zusammen mit Achávalit, Heideit, Jaipurit, Pyrrhotin, Smythit, Troilit und Westerveldit eine eigenständige, aber unbenannte Gruppe bildet.[7]

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) bis 2009 aktualisierte[12] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Modderit ebenfalls in die Abteilung der „Metallsulfide, M : S = 1 : 1 (und ähnliche)“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach den in der Verbindung vorherrschenden Metallen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „mit Nickel (Ni), Eisen (Fe), Cobalt (Co) usw.“ zu finden ist, wo es als Namensgeber die „Westervelditgruppe“ mit der System-Nr. 2.CC.15 und den weiteren Mitgliedern Cherepanovit, Ruthenarsenit und Westerveldit bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Modderit in die Klasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort in die Abteilung der „Sulfidminerale“ ein. Hier ist er als einziges Mitglied in der unbenannten Gruppe 02.08.18 innerhalb der Unterabteilung „Sulfide – einschließlich Seleniden und Telluriden – mit der Zusammensetzung AmBnXp, mit (m+n):p=1:1“ zu finden.

Chemismus

Die theoretische Zusammensetzung von CoAs besteht aus 44,03 % Cobalt und 55,97 % Arsen. Natürlicher Modderit kann allerdings bis etwa 9 % Eisen enthalten.[8]

Die Analyse von 11 Körnern aus dem Rayon Daşkəsən (auch Dashkesan) in Aserbaidschan mit der Elektronenstrahlmikroanalyse ergab eine durchschnittliche Zusammensetzung von 35,3 bis 41,3 % Cobalt, 3,1 bis 9,9 % Eisen, 0,04 % Nickel und 55,9 bis 57,5 % Arsen. Dies entspricht einer idealisierten, empirischen Zusammensetzung (Co0.89Fe0.12)As.[13][14]

Kristallstruktur

Modderit kristallisiert orthorhombisch in der Raumgruppe Pmcn (Raumgruppen-Nr. 62, Stellung 5)Vorlage:Raumgruppe/62.5 mit den Gitterparametern a = 3,46 Å; b = 5,87 Å und c = 5,29 Å sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle.[4]

Bildung und Fundorte

An seiner Typlokalität Modderfontein und New Modderfontein am Witwatersrand in Südafrika fand sich das Mineral in den Schwermineral-Konzentraten. Als Begleitminerale konnten hier Alloklas, Chalkopyrit, Cobaltit, Glaukodot, Nickelin, Pentlandit, Pyrrhotin und Safflorit nachgewiesen werden.[6]

In den von Paul Ramdohr untersuchten Konzentraten, die er von Traugott Wilhelm Gevers aus Johannesburg erhielt, fand sich ein Mineral, dass Modderit sein könnte, aber auch eine artenreiche Paragenese aus mehreren unbekannten Erzen, die eine eindeutige Bestimmung erschwerten.[11]

Als weitere Fundorte sind bisher (Stand 2018) nur noch die „Redbed“-Lagerstätte Littleham Bay, ein durch fein verteilten Hämatit intensiv rot gefärbtes Sand- oder Tongestein,[15] bei Budleigh Salterton in der englischen Grafschaft Devon sowie die Blei-Zink-Cobalt-Nickel-Lagerstätte Kalangu am Tamu-Kalangu-Gürtel im Kreis Akto des Kirgisischen Autonomen Bezirks Kizilsu (auch Kezilesu) in China bekannt.[16]

Verwendung

Synthetisch hergestellter Modderit (Cobalt(III)-Arsenid) wird als Halbleiter und in photooptischen Geräten verwendet.[17]

Siehe auch

Literatur

  • Michael Fleischer, Louis J. Cabri: New Mineral Names. In: American Mineralogist. Band 63, Nr. 5–6, 1978, S. 598–600 (minsocam.org [PDF; 326 kB; abgerufen am 4. Juni 2018]).
  • William F. Foshag: New Minerals: Doubtful species. Class: Sulfides, etc. In: American Mineralogist. Journal Mineralogical Society of America. Band 11, Nr. 3, 1926, S. 77–78 (minsocam.org [PDF; 120 kB; abgerufen am 23. September 2019]).
  • R. A. Cooper: Mineral constituents of Rand concentrates. In: Journal of the Chemical, Metallurgical, and Mineralogical Society of South Africa. Band 24, 1923, S. 90–95.

Weblinks

Einzelnachweise

  1. ↑ 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]).
  2. ↑ Hans Jürgen Rösler: Lehrbuch der Mineralogie. 4. durchgesehene und erweiterte Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie (VEB), Leipzig 1987, ISBN 3-342-00288-3, S. 331.
  3. ↑ a b Malcolm Back, William D. Birch, Michel Blondieau und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: September 2019. (PDF 2672 kB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, September 2019, abgerufen am 23. September 2019 (englisch).
  4. ↑ a b c d 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. 87.
  5. ↑ David Barthelmy: Modderite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 23. September 2019 (englisch).
  6. ↑ a b c d e f g Modderite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 59 kB; abgerufen am 23. September 2019]).
  7. ↑ a b 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.
  8. ↑ a b Richard V. Gaines, H. Catherine W. Skinner, Eugene E. Foord, Brian Mason, Abraham Rosenzweig: Dana’s New Mineralogy. 8. Auflage. John Wiley & Sons, New York (u. a.) 1997, ISBN 0-471-19310-0, S. 82.
  9. ↑ Cooperite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 61 kB; abgerufen am 23. September 2019]).
  10. ↑ Catalogue of Type Mineral Specimens – M. (PDF 124 kB) In: docs.wixstatic.com. Commission on Museums (IMA), 12. Dezember 2018, abgerufen am 23. September 2019.
  11. ↑ a b Paul Ramdohr: Die Erzmineralien und ihre Verwachsungen. 4., bearbeitete und erweiterte Auflage. Akademie-Verlag, Berlin 1975, S. 673.
  12. ↑ Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF 1703 kB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Januar 2009, abgerufen am 23. September 2019 (englisch).
  13. ↑ A. I. Makhmudov, I. P. Laputina: First occurrence of modderite in the USSR. In: Zapiski Vsesoyuznogo Mineralogicheskogo Obshchestva. Band 106, 1977, S. 347–350 (russisch).
  14. ↑ Michael Fleischer, Louis J. Cabri: New Mineral Names. In: American Mineralogist. Band 63, Nr. 5–6, 1978, S. 598–600 (minsocam.org [PDF; 318 kB; abgerufen am 23. September 2019]).
  15. ↑ Rudolf Graubner: Lexikon der Geologie, Minerale und Gesteine. Emil Vollmer Verlag, München 1980, ISBN 3-87876-327-1, S. 321.
  16. ↑ Fundortliste für Modderit beim Mineralienatlas und bei Mindat (Abruf 23. September 2019)
  17. ↑ Cobalt(III)-Arsenide. In: americanelements.com. American Elements, abgerufen am 23. September 2019.

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Autor/Urheber: David Hospital, Lizenz: CC BY-SA 4.0
A lot of black-grey very small single crystals of the extremely rare cobalt arsenide mineral modderite from the the locality in Modder (Modderfontein Mine, Benoni, Ekurhuleni District, Gauteng Province, South Africa). Ex Vandenbroucke Museum collection specimen, from Waregem, Belgium.