Erstnachweis von verschiedenen Arsenaten im Pseudomorphosenquarz-Gang
zwischen Wiesbaden-Frauenstein und Georgenborn, Hessen, Taunus
von McSchuerf
Geologie / Beschreibung der Fundstelle ..
Der Pseudomorphosenquarz-Gang von Wiesbaden-Frauenstein – Georgenborn in Hessen gehört mit ca. 4 km Länge und mit bis zu 25 m Mächtigkeit zu den bedeutendsten Quarzgängen dieser Art im Taunus (Bl. 5914 Eltville am Rhein). Beschreibungen zur Streichrichtung, Auskeilung und zur tektonischen Grenze des Quarzganges sowie zu den Nebengesteinen wurden bereits mehrfach veröffentlicht (z. B. "MCSCHUERF" 2006).
In einem kleinen, aufgelassenen Steinbruch innerhalb des o.g. Quarzganges, neben dem sog. ’Grauen Stein’, der sich durch seine markanten Quarz-Felsrippen auszeichnet, (STERRMANN, 2004), konnte ich die, wie folgt beschriebenen mineralogischen Entdeckungen machen.
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Entdeckung / Mineralbeschreibung ..
Nachdem bei systematischen Begehungen der Quarz-Gänge, sowohl die Phosphate Gorceixit und Florencit im April 2000 und Juni 2006 ("MCSCHUERF", 2006), als auch Ende 1995 die Arsenate Segnitit und Barium-Pharmakosiderit (KIRNBAUER u. STERRMANN, 1997) nachgewiesen werden konnten, gelang mir nun in vorgenanntem Steinbruch, im Oktober und November 2007, die Entdeckung weiterer Arsenate für diese Fundstelle.
Alle, im Folgenden näher beschriebenen Mineralien wurden auf grauweißen, vielfach leicht porösen Quarz-Bruchstücken gefunden, welche teilweise von mir, noch an der Fundstelle, durch geeignetes Werkzeug (Großer Hammer, Fäustel u. Flachmeißel) zerkleinert wurden. So konnte ich schließlich reichlich Quarzstücke, in Größen von 3 x 3 x 2 cm bis maximal 11 x 5 x 5 cm, in meinem Rucksack verstauen.
Auffällig bei einigen der getätigten Funde ist das fast völlige bis gänzliche Fehlen des ansonsten häufig auftretenden Begleiters Limonit, einem Gemenge aus wasserhaltigen Eisen-Hydroxiden mit vorwiegend Goethit. Grauweiße Quarzstücke, z.T. auch mit Kappenquarz durchsetzt, weisen nur dann eine typische Braunfärbung auf, sofern sie auch von bräunlichen Limonit-Krusten überzogen sind.
Sowohl auf glatten Flächen des derben, z.T. milchig aussehenden Quarzes, als auch in kleineren Hohlräumen einiger Quarz-Bruchstücke sowie auf einigen Flächen von Kappenquarz-Kristallen, konnte ich vereinzelt krustige Überzüge und Beläge unterschiedlicher Dicke, von blass-gelber bis satt-gelber, grünlich-gelber bis hellgrüner, bräunlich-gelber und bräunlicher Farbe ausmachen. Viele dieser Krusten konnte ich im Gelände bereits ohne das Hilfsmittel Lupe entdecken. Die krustigen Partien bedecken Flächen von wenigen Quadratmillimetern bis maximal 3 x 3 cm2 (!)
Außerdem konnte ich zwei Stufen mit “Mimetesit-verdächtigem Material“ bergen. Dabei fanden sich jeweils in einem kleinen Hohlraum des Quarzes, winzige farblose bis beigefarbene, stängelige Kriställchen, mit dem für diese Arsenate typischen Fettglanz.
Auch konnte ich, während der häuslichen Sichtung der Fundstücke, auf einer Kleinstufe bräunlichrote bis rote, fettglänzende Kriställchen von unter einem Millimeter Größe, mit Hilfe meiner Lupe, ausmachen. Unter dem Mikroskop (hier: MBS-10) zeigen sich dann, bereits bei ca. 16-facher Vergrößerung, deutliche Kristalle, die ich als annähernd kurz- bis langprismatisch beschreiben würde. Auch scheinen die meisten dieser Kristalle miteinander “verzahnt“ zu sein. Kristalle und Aggregate lugen dabei - “wie eingeklemmt aussehend“ - aus einem winzigen Quarz-Bruchstück hervor.
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Analyse der Funde und Interpretation der Ergebnisse ..
Alle Proben wurden noch im November 2007 am Rasterelektronenmikroskop mittels halbquantitativer energiedispersiver Röntgenspektroskopie analysiert (nachfolgend abgekürzt, nach ihren deutschen oder englischen Bezeichnungen Energie-Dispersive Röntgen-Spektroskopie bzw. Energy-Dispersive X-Ray als EDS oder EDX bezeichnet).
A. Nachweis von Segnitit ..
Analysiert wurden:
eine Probe mit zitronengelben bis grüngelben Krusten,
eine Probe mit gelben pulvrigen Belägen,
eine Probe mit gelben bis gelbgrünen, feinstkristallinen Krusten,
eine Probe mit gelblich-bräunlichen Krusten
und
eine Probe mit gelbolive-farbenen Krusten.
In allen Fällen handelt es sich demnach um ein Mineral der Beudantit/Crandallit Gruppe.
Die ermittelte chemische Zusammensetzung entspricht einem Mischkristall Segnitit/Kintoreit/Beudantit, wobei das Arsenat Segnitit mit der chemischen Formel PbFe3[(OH,H2O)6|(AsO4)2] und der Systematik Nummer VII/B.36-165 nach STRUNZ (1987) deutlich überwiegt. Das berechtigt zu der Bezeichnung des Minerals als Segnitit.
Segnitit wurde bereits Ende 1995 durch KIRNBAUER u. STERRMANN von der Fundstelle “Wiesbaden-Frauenstein“ nachgewiesen (siehe auch “Entdeckung / Mineralbeschreibung“).
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B. Nachweis von Bayldonit ..
Die Untersuchung einer Probe mit hellgrünen glasigen Krusten, ergab das überraschende Resultat Bayldonit. Das zur gleichnamigen Gruppe gehörende Mineral (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/B.33-10) mit der chemischen Formel Cu3Pb[OH|AsO4]2, konnte durch EDX / EDS nachgewiesen werden. Auch wenn für eine Absicherung des Ergebnisses mittels röntgenpulverdiffraktometrischer Analyse (XRD = X-Ray Diffraktion) zu wenig Material vorlag, so bestätigt die mit semiquantitativer EDS-Analyse ermittelte Elementverteilung mit
43,0% At% Cu
18,3% At% Pb
1,1% At% Cl (?)
37,6% At% As
doch sicher das Vorliegen von Bayldonit.
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C. Nachweis von Mimetesit ..
Die Analyse zweier Proben mit farblosen bis beigefarbenen Stängeln, ergab das nicht minder überraschende Resultat Mimetesit. Das zur Apatit-Gruppe gehörende Mineral (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/B.39-160) mit der chemischen Formel Pb5[Cl|(AsO4)3], konnte ebenfalls durch EDX / EDS nachgewiesen werden.
Das Ergebnis der semiquantitativen EDX / EDS-Analyse, lieferte folgende Elementverteilung (Angaben in Atom %):
1. Probe:
50,0% Pb
15,0% Cl
32,0% As
3,0% P
2. Probe:
49,7% Pb
14,2% Cl
31,9% As
4,3% P
Im Rahmen der Analyseungenauigkeiten, bedingt durch die relativ unebenen Probenoberflächen, entspricht die chemische Zusammensetzung einem phosphorhaltigen Mimetesit. Somit ist das Vorkommen von Mimetesit für die Fundstelle als gesichert anzusehen.
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D. Nachweis von Beudantit ..
Bräunliche Kristallkrusten, in Begleitung hellgelben, erdig-krustigen Segnitits, stellten sich nach Analyse als Beudantit heraus. Das zur gleichnamigen Gruppe gehörende Mineral (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/B.35-90) mit der chemischen Formel PbFe3[(OH)6|SO4|AsO4], wurde ebenfalls mittels EDX / EDS nachgewiesen.
Unter dem Rasterelektronenmikroskop (REM) waren im „back-scatter-modus“ Helligkeitsunterschiede (d.h. Materialkontraste) erkennbar, welche auf zwei unterschiedliche Phasen hindeuteten. Es waren kleine, rhomboedrische Kristalle, wie sie für Minerale der Beudantit-Gruppe oft typisch sind sowie im Untergrund eine derbe, undeutlich ausgebildete Masse. Die EDS-Analysen wurden an den rhomboedrischen Kristallen durchgeführt, wohingegen die derben Massen nicht weiter untersucht wurden.
Das Ergebnis der semiquantitativen Röntgenspektroskopie (EDX / EDS) lieferte folgende Elementverteilung (Angaben in Atom %):
42,6% Fe
12,5% Pb
24,4% S
12,5% As
3,3% P
1,9% Cu
2,7% K
Es handelt sich demnach um einen Beudantit-dominanten Mischkristall Beudantit/Kintoreit/Segnitit.
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E. Nachweis von Hidalgoit ..
Die Analyse zweier Proben, einmal grüngelbe Krusten (1. Probe) und einmal ein grünlichgelbes plattiges Aggregat (2. Probe), ergab das Resultat Hidalgoit. Das zur Beudantit-Gruppe gehörende Mineral (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/B.35-70) mit der chemischen Formel PbAl3[(OH)6|SO4|AsO4], konnte auch durch EDX / EDS nachgewiesen werden.
Das Ergebnis der semiquantitativen Röntgenspektroskopie (EDX / EDS) lieferte folgende Elementverteilung (Angaben in Atom %):
1. Probe:
15,1% Fe
14,5% Pb
28,8% Al
15,0% S
17,3% As
3,4% Sb
4,0% Si
2. Probe:
30,9% Al
13,6% Fe
10,4% Pb
3,5% Cu
4,1% K
21,7% S
8,4% As
2,2% P
Es handelt sich demnach in beiden Fällen um einen Hidalgoit-dominanten Mischkristall Hidalgoit/Beudantit.
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F. Nachweis von Dussertit ..
Eine Probe mit gelbolivefarbener Kruste, stellte sich nach Analyse als Dussertit heraus. Das zur Crandallit-Gruppe gehörende Mineral (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/B.36-160) mit der chemischen Formel BaFe3[(OH)5|(AsO4)2], konnte ebenfalls mittels EDX / EDS nachgewiesen werden. Auch wenn für eine röntgenpulverdiffraktometrische Analyse (XRD = X-Ray Diffraktion), welche die Definition als Dussertit unterstützen sollte, zu wenig Material vorlag, so scheint nach der vorliegenden chemischen Zusammensetzung die Benennung als Dussertit gerechtfertigt.
Das Ergebnis der semiquantitativen Röntgenspektroskopie (EDX / EDS) lieferte folgende Elementverteilung (Angaben in Atom %):
6,0% Ba
4,6% Pb
7,7% Al
27,7% Fe
21,5% As
5,5% P
2,6% S
24,5% Si
Es handelt sich möglicherweise um einen Dussertit-Mischkristall, welcher wahrscheinlich zusätzliche Anteile anderer Crandallit Minerale wie Arsenogorceixit/Plumbogummit u.a. enthält, wobei der Dussertit-Anteil jedoch dominiert.
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G. Nachweis von Gartrellit (?) ..
Die EDS-Analyse einer Probe mit gelbolivefarbener Kruste, lieferte folgende Elementverteilung (Angaben in Atom %):
17,6% Pb
12,8% Cu
23,2% Fe
2,0% Sb
37,1% As
7,5% Si
Diese chemische Zusammensetzung entspricht relativ gut der von Gartrellit. Das zur Tsumcorit/Gartrellit-Gruppe gehörende Mineral (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/C.31-90), weist die chemische Formel Pb(Cu, Fe)2(AsO4, SO4)2(CO3, H2O)0.7 auf. Leider war auch im vorliegenden Fall zuwenig Material für eine Bestätigung dieser Vermutung mittels einer röntgenpulverdiffraktometrischen Analyse (XRD = X-Ray Diffraktion) vorhanden. Trotzdem ist die vorläufige Bezeichnung als Gartrellit für das untersuchte Mineral nicht unrealistisch. Möglichkeiten zur Absicherung der Definition bestehen in der Durchführung einer „digitalen Gandolfiaufnahme“ oder „Einkristalldiffaktometrie“.
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H. Unbekanntes Mineral (?) ..
Die EDS-Analyse einer Probe mit winzigen rötlichen Kristallen ergab eine chemische Zusammensetzung, die möglicherweise einem Karminit entspricht. Auch die Farbe und die Ausbildung der Kristalle weisen auf Karminit. Lediglich das Fe/Pb-Verhältnis von 0,55 spricht dagegen. Nach der chemischen Formel des Karminits (PbFe2[OH|AsO4]2) sollte Fe/Pb = 2 sein. Für eine Absicherung des Befundes durch eine röntgenpulverdiffraktometrische Analyse (XRD = X-Ray Diffraktion), lag auch in diesem Fall zu wenig Material vor, sodass auch hierzu eine weitergehende Untersuchung mittels Einkristalldiffraktometrie angebracht ist.
Das Ergebnis der semiquantitativen Röntgenspektroskopie (EDX / EDS) lieferte zunächst folgende Elementverteilung (Angaben in Atom %):
36,1% Pb
20,1% Fe
40,8% As
3,1% P
Die Wiederholung der Analyse an einer sauberen Kristallbruchfläche ergab folgende Elementverteilung:
A.
23,8% Pb
30,0% Fe
38,4% As
5,4% P
0,9% Cl
1,5% Cu
B.
26,0% Pb
32,0% Fe
38,0% As
4,6% P
0,8% Cl
Auch die Wiederholung der EDX-Analyse führte zu keinem eindeutigen Ergebnis. Das Fe/Pb-Verhältnis mit 1,2 bis 1,3 entspricht immer noch nicht der für Karminit zu erwartenden Formel. Geplant ist deshalb eine weiterführende Analyse mittels Einkristalldiffraktometrie. Optimistisch betrachtet, liegt im günstigsten Fall vielleicht sogar ein weltweit neues Mineral vor.
Die sechs zuvor beschriebenen und röntgenspektroskopisch analysierten Arsenate Bayldonit, Beudantit, Dussertit, Hidalgoit, Mimetesit und Gartrellit (?) sowie das siebente, noch nicht identifizierte Arsenat (siehe H.), stellen Erstnachweise für die Fundstelle “Wiesbaden-Frauenstein“ dar!
Inzwischen wurde auch Karminit durch weiterführende Analysen bestätigt!
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I. Sonstige Funde ..
Außer den zuvor beschriebenen Arsenaten, konnte ich an den gleichen Tagen auch wieder einige Phosphate bergen, darunter eine größere Kleinstufe mit reichlich Quarz und Limonit. Bereits makroskopisch deutlich sichtbar sind auf der Stufe gelbbraune bis beigefarbene Massen mit Größen von maximal 10 x 5 mm2, die eine Gesamtfläche von 6 x 3 cm2 bedecken. Für diese derben Massen, konnte, laut EDX-Analyse, das der Crandallit-Gruppe zugehörige Phosphat Florencit-(La) (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/B.36-110) angenommen werden. Das Mineral mit der chemischen Formel (La, Ce)Al3[(OH)6|(PO4)2] tritt im Gemenge mit einem Kaolin-Mineral auf.
Somit konnte, nach den bereits zuvor von mir entdeckten Mineralen Florencit-(Ce) und Florencit-(Nd) nun auch noch der dritte Vertreter der Florencit-Reihe, das vorherrschend Lanthan auf der SEE-Position aufweisende Mineral Florencit-(La) für die Fundstelle “Wiesbaden-Frauenstein“ nachgewiesen werden.
Darüber hinaus konnte ich auch einige Kleinstufen mit Muskovit sowie Quarz, z.T. auch in typisch pyramidalen Kristallen, auffinden.
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Theorie zur Entstehung der Arsenate ..
Durch Oberflächenwässer, entlang der Pseudomorphosenquarz-Gänge verursachte tiefgreifende Verwitterungsprozesse, könnten den Transport des Arsens sowie weiterer Elemente begünstigt haben. Dies führte dann wahrscheinlich zu einer niedrigthermalen Bildung der Arsenate.
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Resümee ..
Durch die jetzt neu hinzugekommenen Arsenat-Funde, dürfte sich mittlerweile bestätigen, dass sich die Fundstelle “Wiesbaden-Frauenstein“ neben beeindruckenden Funden von Pseudomorphosen- und Kappenquarz in Vergangenheit und Gegenwart, auch durch eine noch reichhaltigere Sekundär-Mineralisation (Arsenate und Phosphate) auszeichnet, als ursprünglich angenommen.
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Danksagung ..
Für die durchgeführten Röntgenanalysen und für die Durchsicht meines Manuskripts, möchte ich an dieser Stelle ganz herzlich Herrn Günter Blaß, Eschweiler danken.
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Schriftenverzeichnis ..
- KIRNBAUER, T.; STERRMANN, G. (1997): Arsenate in den Pseudomorphosenquarz-Gängen
des Taunus: Erstnachweis von Segnitit und Barium-Pharmakosiderit, Jb. Nass. Ver.
Naturk. 118, Wiesbaden.
- "MCSCHUERF", P. (2006): Erstnachweis von Gorceixit und Florencit im Pseudomorphosenquarz-
Gang zwischen Wiesbaden-Frauenstein und Georgenborn, Hessen, Taunus - Internet-
- STERRMANN, G. (2004): Streifzüge durch die Natur von Wiesbaden und Umgebung;
hier: Die Quarzgänge von Wiesbaden, Nass. Ver. Naturk., Wiesbaden.
- STRUNZ, H. (1982): Mineralogische Tabellen – 8. Auflage, Leipzig (Akademische
Verlagsgesellschaft).
- WEIß, S. (2002): Das große Lapis Mineralienverzeichnis, Christian Weise Verlag GmbH,
München; hier: Systematik-Schlüssel und chemische Formeln zu verschiedenen Arsenaten
und Phosphaten.
- http://www.mindat.org.: Internat. Mineralien-Datenbank, Internet.
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Bild zeigt die Arsenat-Fundstelle ..
Gruß Peter
zwischen Wiesbaden-Frauenstein und Georgenborn, Hessen, Taunus
von McSchuerf
Geologie / Beschreibung der Fundstelle ..
Der Pseudomorphosenquarz-Gang von Wiesbaden-Frauenstein – Georgenborn in Hessen gehört mit ca. 4 km Länge und mit bis zu 25 m Mächtigkeit zu den bedeutendsten Quarzgängen dieser Art im Taunus (Bl. 5914 Eltville am Rhein). Beschreibungen zur Streichrichtung, Auskeilung und zur tektonischen Grenze des Quarzganges sowie zu den Nebengesteinen wurden bereits mehrfach veröffentlicht (z. B. "MCSCHUERF" 2006).
In einem kleinen, aufgelassenen Steinbruch innerhalb des o.g. Quarzganges, neben dem sog. ’Grauen Stein’, der sich durch seine markanten Quarz-Felsrippen auszeichnet, (STERRMANN, 2004), konnte ich die, wie folgt beschriebenen mineralogischen Entdeckungen machen.
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Entdeckung / Mineralbeschreibung ..
Nachdem bei systematischen Begehungen der Quarz-Gänge, sowohl die Phosphate Gorceixit und Florencit im April 2000 und Juni 2006 ("MCSCHUERF", 2006), als auch Ende 1995 die Arsenate Segnitit und Barium-Pharmakosiderit (KIRNBAUER u. STERRMANN, 1997) nachgewiesen werden konnten, gelang mir nun in vorgenanntem Steinbruch, im Oktober und November 2007, die Entdeckung weiterer Arsenate für diese Fundstelle.
Alle, im Folgenden näher beschriebenen Mineralien wurden auf grauweißen, vielfach leicht porösen Quarz-Bruchstücken gefunden, welche teilweise von mir, noch an der Fundstelle, durch geeignetes Werkzeug (Großer Hammer, Fäustel u. Flachmeißel) zerkleinert wurden. So konnte ich schließlich reichlich Quarzstücke, in Größen von 3 x 3 x 2 cm bis maximal 11 x 5 x 5 cm, in meinem Rucksack verstauen.
Auffällig bei einigen der getätigten Funde ist das fast völlige bis gänzliche Fehlen des ansonsten häufig auftretenden Begleiters Limonit, einem Gemenge aus wasserhaltigen Eisen-Hydroxiden mit vorwiegend Goethit. Grauweiße Quarzstücke, z.T. auch mit Kappenquarz durchsetzt, weisen nur dann eine typische Braunfärbung auf, sofern sie auch von bräunlichen Limonit-Krusten überzogen sind.
Sowohl auf glatten Flächen des derben, z.T. milchig aussehenden Quarzes, als auch in kleineren Hohlräumen einiger Quarz-Bruchstücke sowie auf einigen Flächen von Kappenquarz-Kristallen, konnte ich vereinzelt krustige Überzüge und Beläge unterschiedlicher Dicke, von blass-gelber bis satt-gelber, grünlich-gelber bis hellgrüner, bräunlich-gelber und bräunlicher Farbe ausmachen. Viele dieser Krusten konnte ich im Gelände bereits ohne das Hilfsmittel Lupe entdecken. Die krustigen Partien bedecken Flächen von wenigen Quadratmillimetern bis maximal 3 x 3 cm2 (!)
Außerdem konnte ich zwei Stufen mit “Mimetesit-verdächtigem Material“ bergen. Dabei fanden sich jeweils in einem kleinen Hohlraum des Quarzes, winzige farblose bis beigefarbene, stängelige Kriställchen, mit dem für diese Arsenate typischen Fettglanz.
Auch konnte ich, während der häuslichen Sichtung der Fundstücke, auf einer Kleinstufe bräunlichrote bis rote, fettglänzende Kriställchen von unter einem Millimeter Größe, mit Hilfe meiner Lupe, ausmachen. Unter dem Mikroskop (hier: MBS-10) zeigen sich dann, bereits bei ca. 16-facher Vergrößerung, deutliche Kristalle, die ich als annähernd kurz- bis langprismatisch beschreiben würde. Auch scheinen die meisten dieser Kristalle miteinander “verzahnt“ zu sein. Kristalle und Aggregate lugen dabei - “wie eingeklemmt aussehend“ - aus einem winzigen Quarz-Bruchstück hervor.
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Analyse der Funde und Interpretation der Ergebnisse ..
Alle Proben wurden noch im November 2007 am Rasterelektronenmikroskop mittels halbquantitativer energiedispersiver Röntgenspektroskopie analysiert (nachfolgend abgekürzt, nach ihren deutschen oder englischen Bezeichnungen Energie-Dispersive Röntgen-Spektroskopie bzw. Energy-Dispersive X-Ray als EDS oder EDX bezeichnet).
A. Nachweis von Segnitit ..
Analysiert wurden:
eine Probe mit zitronengelben bis grüngelben Krusten,
eine Probe mit gelben pulvrigen Belägen,
eine Probe mit gelben bis gelbgrünen, feinstkristallinen Krusten,
eine Probe mit gelblich-bräunlichen Krusten
und
eine Probe mit gelbolive-farbenen Krusten.
In allen Fällen handelt es sich demnach um ein Mineral der Beudantit/Crandallit Gruppe.
Die ermittelte chemische Zusammensetzung entspricht einem Mischkristall Segnitit/Kintoreit/Beudantit, wobei das Arsenat Segnitit mit der chemischen Formel PbFe3[(OH,H2O)6|(AsO4)2] und der Systematik Nummer VII/B.36-165 nach STRUNZ (1987) deutlich überwiegt. Das berechtigt zu der Bezeichnung des Minerals als Segnitit.
Segnitit wurde bereits Ende 1995 durch KIRNBAUER u. STERRMANN von der Fundstelle “Wiesbaden-Frauenstein“ nachgewiesen (siehe auch “Entdeckung / Mineralbeschreibung“).
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B. Nachweis von Bayldonit ..
Die Untersuchung einer Probe mit hellgrünen glasigen Krusten, ergab das überraschende Resultat Bayldonit. Das zur gleichnamigen Gruppe gehörende Mineral (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/B.33-10) mit der chemischen Formel Cu3Pb[OH|AsO4]2, konnte durch EDX / EDS nachgewiesen werden. Auch wenn für eine Absicherung des Ergebnisses mittels röntgenpulverdiffraktometrischer Analyse (XRD = X-Ray Diffraktion) zu wenig Material vorlag, so bestätigt die mit semiquantitativer EDS-Analyse ermittelte Elementverteilung mit
43,0% At% Cu
18,3% At% Pb
1,1% At% Cl (?)
37,6% At% As
doch sicher das Vorliegen von Bayldonit.
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C. Nachweis von Mimetesit ..
Die Analyse zweier Proben mit farblosen bis beigefarbenen Stängeln, ergab das nicht minder überraschende Resultat Mimetesit. Das zur Apatit-Gruppe gehörende Mineral (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/B.39-160) mit der chemischen Formel Pb5[Cl|(AsO4)3], konnte ebenfalls durch EDX / EDS nachgewiesen werden.
Das Ergebnis der semiquantitativen EDX / EDS-Analyse, lieferte folgende Elementverteilung (Angaben in Atom %):
1. Probe:
50,0% Pb
15,0% Cl
32,0% As
3,0% P
2. Probe:
49,7% Pb
14,2% Cl
31,9% As
4,3% P
Im Rahmen der Analyseungenauigkeiten, bedingt durch die relativ unebenen Probenoberflächen, entspricht die chemische Zusammensetzung einem phosphorhaltigen Mimetesit. Somit ist das Vorkommen von Mimetesit für die Fundstelle als gesichert anzusehen.
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D. Nachweis von Beudantit ..
Bräunliche Kristallkrusten, in Begleitung hellgelben, erdig-krustigen Segnitits, stellten sich nach Analyse als Beudantit heraus. Das zur gleichnamigen Gruppe gehörende Mineral (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/B.35-90) mit der chemischen Formel PbFe3[(OH)6|SO4|AsO4], wurde ebenfalls mittels EDX / EDS nachgewiesen.
Unter dem Rasterelektronenmikroskop (REM) waren im „back-scatter-modus“ Helligkeitsunterschiede (d.h. Materialkontraste) erkennbar, welche auf zwei unterschiedliche Phasen hindeuteten. Es waren kleine, rhomboedrische Kristalle, wie sie für Minerale der Beudantit-Gruppe oft typisch sind sowie im Untergrund eine derbe, undeutlich ausgebildete Masse. Die EDS-Analysen wurden an den rhomboedrischen Kristallen durchgeführt, wohingegen die derben Massen nicht weiter untersucht wurden.
Das Ergebnis der semiquantitativen Röntgenspektroskopie (EDX / EDS) lieferte folgende Elementverteilung (Angaben in Atom %):
42,6% Fe
12,5% Pb
24,4% S
12,5% As
3,3% P
1,9% Cu
2,7% K
Es handelt sich demnach um einen Beudantit-dominanten Mischkristall Beudantit/Kintoreit/Segnitit.
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E. Nachweis von Hidalgoit ..
Die Analyse zweier Proben, einmal grüngelbe Krusten (1. Probe) und einmal ein grünlichgelbes plattiges Aggregat (2. Probe), ergab das Resultat Hidalgoit. Das zur Beudantit-Gruppe gehörende Mineral (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/B.35-70) mit der chemischen Formel PbAl3[(OH)6|SO4|AsO4], konnte auch durch EDX / EDS nachgewiesen werden.
Das Ergebnis der semiquantitativen Röntgenspektroskopie (EDX / EDS) lieferte folgende Elementverteilung (Angaben in Atom %):
1. Probe:
15,1% Fe
14,5% Pb
28,8% Al
15,0% S
17,3% As
3,4% Sb
4,0% Si
2. Probe:
30,9% Al
13,6% Fe
10,4% Pb
3,5% Cu
4,1% K
21,7% S
8,4% As
2,2% P
Es handelt sich demnach in beiden Fällen um einen Hidalgoit-dominanten Mischkristall Hidalgoit/Beudantit.
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F. Nachweis von Dussertit ..
Eine Probe mit gelbolivefarbener Kruste, stellte sich nach Analyse als Dussertit heraus. Das zur Crandallit-Gruppe gehörende Mineral (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/B.36-160) mit der chemischen Formel BaFe3[(OH)5|(AsO4)2], konnte ebenfalls mittels EDX / EDS nachgewiesen werden. Auch wenn für eine röntgenpulverdiffraktometrische Analyse (XRD = X-Ray Diffraktion), welche die Definition als Dussertit unterstützen sollte, zu wenig Material vorlag, so scheint nach der vorliegenden chemischen Zusammensetzung die Benennung als Dussertit gerechtfertigt.
Das Ergebnis der semiquantitativen Röntgenspektroskopie (EDX / EDS) lieferte folgende Elementverteilung (Angaben in Atom %):
6,0% Ba
4,6% Pb
7,7% Al
27,7% Fe
21,5% As
5,5% P
2,6% S
24,5% Si
Es handelt sich möglicherweise um einen Dussertit-Mischkristall, welcher wahrscheinlich zusätzliche Anteile anderer Crandallit Minerale wie Arsenogorceixit/Plumbogummit u.a. enthält, wobei der Dussertit-Anteil jedoch dominiert.
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G. Nachweis von Gartrellit (?) ..
Die EDS-Analyse einer Probe mit gelbolivefarbener Kruste, lieferte folgende Elementverteilung (Angaben in Atom %):
17,6% Pb
12,8% Cu
23,2% Fe
2,0% Sb
37,1% As
7,5% Si
Diese chemische Zusammensetzung entspricht relativ gut der von Gartrellit. Das zur Tsumcorit/Gartrellit-Gruppe gehörende Mineral (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/C.31-90), weist die chemische Formel Pb(Cu, Fe)2(AsO4, SO4)2(CO3, H2O)0.7 auf. Leider war auch im vorliegenden Fall zuwenig Material für eine Bestätigung dieser Vermutung mittels einer röntgenpulverdiffraktometrischen Analyse (XRD = X-Ray Diffraktion) vorhanden. Trotzdem ist die vorläufige Bezeichnung als Gartrellit für das untersuchte Mineral nicht unrealistisch. Möglichkeiten zur Absicherung der Definition bestehen in der Durchführung einer „digitalen Gandolfiaufnahme“ oder „Einkristalldiffaktometrie“.
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H. Unbekanntes Mineral (?) ..
Die EDS-Analyse einer Probe mit winzigen rötlichen Kristallen ergab eine chemische Zusammensetzung, die möglicherweise einem Karminit entspricht. Auch die Farbe und die Ausbildung der Kristalle weisen auf Karminit. Lediglich das Fe/Pb-Verhältnis von 0,55 spricht dagegen. Nach der chemischen Formel des Karminits (PbFe2[OH|AsO4]2) sollte Fe/Pb = 2 sein. Für eine Absicherung des Befundes durch eine röntgenpulverdiffraktometrische Analyse (XRD = X-Ray Diffraktion), lag auch in diesem Fall zu wenig Material vor, sodass auch hierzu eine weitergehende Untersuchung mittels Einkristalldiffraktometrie angebracht ist.
Das Ergebnis der semiquantitativen Röntgenspektroskopie (EDX / EDS) lieferte zunächst folgende Elementverteilung (Angaben in Atom %):
36,1% Pb
20,1% Fe
40,8% As
3,1% P
Die Wiederholung der Analyse an einer sauberen Kristallbruchfläche ergab folgende Elementverteilung:
A.
23,8% Pb
30,0% Fe
38,4% As
5,4% P
0,9% Cl
1,5% Cu
B.
26,0% Pb
32,0% Fe
38,0% As
4,6% P
0,8% Cl
Auch die Wiederholung der EDX-Analyse führte zu keinem eindeutigen Ergebnis. Das Fe/Pb-Verhältnis mit 1,2 bis 1,3 entspricht immer noch nicht der für Karminit zu erwartenden Formel. Geplant ist deshalb eine weiterführende Analyse mittels Einkristalldiffraktometrie. Optimistisch betrachtet, liegt im günstigsten Fall vielleicht sogar ein weltweit neues Mineral vor.
Die sechs zuvor beschriebenen und röntgenspektroskopisch analysierten Arsenate Bayldonit, Beudantit, Dussertit, Hidalgoit, Mimetesit und Gartrellit (?) sowie das siebente, noch nicht identifizierte Arsenat (siehe H.), stellen Erstnachweise für die Fundstelle “Wiesbaden-Frauenstein“ dar!
Inzwischen wurde auch Karminit durch weiterführende Analysen bestätigt!
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I. Sonstige Funde ..
Außer den zuvor beschriebenen Arsenaten, konnte ich an den gleichen Tagen auch wieder einige Phosphate bergen, darunter eine größere Kleinstufe mit reichlich Quarz und Limonit. Bereits makroskopisch deutlich sichtbar sind auf der Stufe gelbbraune bis beigefarbene Massen mit Größen von maximal 10 x 5 mm2, die eine Gesamtfläche von 6 x 3 cm2 bedecken. Für diese derben Massen, konnte, laut EDX-Analyse, das der Crandallit-Gruppe zugehörige Phosphat Florencit-(La) (8. Auflage d. Strunz Systematik VII/B.36-110) angenommen werden. Das Mineral mit der chemischen Formel (La, Ce)Al3[(OH)6|(PO4)2] tritt im Gemenge mit einem Kaolin-Mineral auf.
Somit konnte, nach den bereits zuvor von mir entdeckten Mineralen Florencit-(Ce) und Florencit-(Nd) nun auch noch der dritte Vertreter der Florencit-Reihe, das vorherrschend Lanthan auf der SEE-Position aufweisende Mineral Florencit-(La) für die Fundstelle “Wiesbaden-Frauenstein“ nachgewiesen werden.
Darüber hinaus konnte ich auch einige Kleinstufen mit Muskovit sowie Quarz, z.T. auch in typisch pyramidalen Kristallen, auffinden.
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Theorie zur Entstehung der Arsenate ..
Durch Oberflächenwässer, entlang der Pseudomorphosenquarz-Gänge verursachte tiefgreifende Verwitterungsprozesse, könnten den Transport des Arsens sowie weiterer Elemente begünstigt haben. Dies führte dann wahrscheinlich zu einer niedrigthermalen Bildung der Arsenate.
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Resümee ..
Durch die jetzt neu hinzugekommenen Arsenat-Funde, dürfte sich mittlerweile bestätigen, dass sich die Fundstelle “Wiesbaden-Frauenstein“ neben beeindruckenden Funden von Pseudomorphosen- und Kappenquarz in Vergangenheit und Gegenwart, auch durch eine noch reichhaltigere Sekundär-Mineralisation (Arsenate und Phosphate) auszeichnet, als ursprünglich angenommen.
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Danksagung ..
Für die durchgeführten Röntgenanalysen und für die Durchsicht meines Manuskripts, möchte ich an dieser Stelle ganz herzlich Herrn Günter Blaß, Eschweiler danken.
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Schriftenverzeichnis ..
- KIRNBAUER, T.; STERRMANN, G. (1997): Arsenate in den Pseudomorphosenquarz-Gängen
des Taunus: Erstnachweis von Segnitit und Barium-Pharmakosiderit, Jb. Nass. Ver.
Naturk. 118, Wiesbaden.
- "MCSCHUERF", P. (2006): Erstnachweis von Gorceixit und Florencit im Pseudomorphosenquarz-
Gang zwischen Wiesbaden-Frauenstein und Georgenborn, Hessen, Taunus - Internet-
- STERRMANN, G. (2004): Streifzüge durch die Natur von Wiesbaden und Umgebung;
hier: Die Quarzgänge von Wiesbaden, Nass. Ver. Naturk., Wiesbaden.
- STRUNZ, H. (1982): Mineralogische Tabellen – 8. Auflage, Leipzig (Akademische
Verlagsgesellschaft).
- WEIß, S. (2002): Das große Lapis Mineralienverzeichnis, Christian Weise Verlag GmbH,
München; hier: Systematik-Schlüssel und chemische Formeln zu verschiedenen Arsenaten
und Phosphaten.
- http://www.mindat.org.: Internat. Mineralien-Datenbank, Internet.
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Bild zeigt die Arsenat-Fundstelle ..
Gruß Peter
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