Sulfosalts: Observations and Mineral Descriptions, Experiments and Applications
Moh, Günter H.
Neues Jahrbuch für Mineralogie - Abhandlungen Band 150 Heft 1 (1984), p. 25 - 64
58 references
published: Sep 20, 1984
ArtNo. ESP154015001003, Price: 29.00 €
Abstract
Sphalerite type minerals and synthetic phases allow various element substitutions, e.g.: in stannite (Cu2FeSnS4 for Cu = Ag; for Fe = Cu, Zn,Cd,Hg,Mn; for Sn = Ge. Transitions and mixed Cu-valencies exist between stanno-luzonite (Cu3SnS4, stibio-luzonite and sulvanite: for Sn = As,Sb,V. Replacements of As5+ by Sn4+ and Mo6+ simultaneously yield hemusite, Cu3(Mo,Sn)S4, or analogous tungsten-germanite, Cu3 (W,Ge)S4- Cu-rich stannites and briartites also occur when forming mixed crystals with mohite (Cu2SnS3) or with the respective Cu2GeS3. Studies on ores from Quiruvilca/Peru revealed tennantites with unexpected Mn and Pb contents. Not to the sphalerite type of lattice belongs rhodostannite (Cu2FeSn3S8). A new occurrence of a silver rich variety from Argentina is described. Mineral syntheses show solid solutions to Ag2FeSn3S8 and Cu2MnSn3S8. Franckeite is subject of extensive research: microprobe analyses of numerous occurrences and systematic experimentation including Pb2+/Sn2+ exchange. Franckeite can be generalized as an extensive solid solution series from Pb-rich potosiite (Pb6Sn24+FeSb2S14) over incaite towards a possible Sn-rich Sn62+Sn24+FeSb2S14 endmember. Fe is an essential element of the formula, Ag is not. At low sulfur fugacity franckeite may coexist with galena and teallite excess, at increased S-fugacity stably with cylindrite. Observations on jordanite/seligmannite ore textures from Balmat, N. Y. begin the last part of As-Sb-Bi sulfosalts. Minerals of the general formula ABCS3 and respective syntheses show a wide range of element substitution. For instance: seligmannite, bournonite, aikinite; when Cu is replaced by Ag and Tl: marrite, freieslebenite, or laffittite, christite, in which Pb is also substituted by Hg. A possible Pb2+/Sn2+ exchange is investigated. - The steadily increased number of naturally occurring Tl-sulfosalts gives rise to systematic experimental research at low temperatures. As a continuation of previous Tl-Sb-S studies, here the systems Tl2S-As2S3S and Tl2S-As2S3-Sb2S3 are subject of detailed investigation including applications to ores. A crystalchemical comparison of Tl-As-S, Tl-Sb-S, and Tl-Bi-S isotherms at 200 °C with stable minerals and phases closes this report.
Kurzfassung
Im Zinkblendetyp kristallisierende Mineralien und Phasen erlauben zahlreiche Elementsubstitutionen; so im Zinnkies (Cu2FeSnS4) für Cu = Ag; für Fe =Cu,Zn,Cd,Hg,Mn; für Sn = Ge. Übergänge und gemischte Cu-Wertigkeiten gibt es von Stanno-Luzonit (Cu3SnS4) über Stibio-Luzonit zum Sulvanit: für Sn = As,Sb,V. Der As5+-Ersatz durch gleichzeitigen Einbau von Sn4+ und Mo6+ führen zu Hemusit, Cu3 (Mo,Sn)S4, oder analog zu Wolfram-Germanit, Cu3(W,Ge)S4. Cu-reiche Zinnkiese und Briartite entstehen außerdem durch Mischkristallbildung mit Mohit (Cu2SnS3) und analogem Cu2GeS3. Augenfällige Mn- und Pb-Gehalte zeigen Tennantite aus Quiruvilca/Peru. Nicht im Zinkblendetyp kristallisiert Rhodostannit, Cu2FeSn3S8. Ein weiteres Vorkommen einer Ag-reichen Variante wird aus Argentinien beschrieben und experimentell belegt. Mischkristallbildung besteht zu Ag2FeSn3S8 und u2MnSn3S8. Franckeit ist Schwerpunkt intensiver Forschung: Analysen zahlreicher natürlicher Vorkommen und systematische Synthesen führen zwangsläufig zum Austausch von Pb2+ gegen Sn2+. Für Franckeit als Mineralgruppe zeichnet sich eine ausgedehnte Mischkristallreihe ab, beginnend mit Pb-reichem Potosiit (Pb6Sn24+FeSb2S14) über Inkait zum möglichen Sn-reichen Endglied Sn62+Sn24+FeSb2S14. Fe ist Bestandteil der Franckeitformel, Ag ist hingegen keine Notwendigkeit. Bei geringer Schwefelfugazität koexistiert Franckeit z. B. mit Bleiglanz und Teallit bei hoher Schwefelfugazität mit Kylindrit. Beobachtungen an Jordanit und Seligmannit aus Balmat, N.Y. leiten den letzten Teil ein: As-Sb-Bi-Sulfosalze. Für die allgemeine Formel ABCS3 gelten für natürliche Mineralien und experimentell Elementsubstitutionsmöglichkeiten: z. B. Seligmannit, Bournonit, Aikinit; Ag- und Tl-Ersatz für Cu: Marrit, Freieslebenit bzw. Laffittit, Christit, wobei auch Pb durch Hg ersetzt wird. Der Einbau von Sn2+ für Pb wird untersucht. - Tl-Sulfosalze werden unter besonderer Berücksichtigung natürlich vorkommender Mineralien bei niedrigen und durchaus geologisch relevanten Temperaturen untersucht, nämlich die Systeme Tl2S-As2S3 und Tl2As2S3Sb2S3. Ein kristallchemischer Vergleich aller bei 200 °C stabiler Mineralien und Phasen innerhalb der Dreistoffsysteme Tl-As-S, Tl-Sb-S und Tl-Bi-S sind Grundlage für künftige Forschungsarbeiten.
Keywords
Report 1982/1983 • Sulfosalt • mineralogy • crystal chemistry • experimental studies.