Bartelkeit

Bartelkeit
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer	1979-029<ref name="IMA-Liste">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: July 2024. (PDF; 3,6 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Marco Pasero, Juli 2024, abgerufen am 13. August 2024 (). </ref>
IMA-Symbol	Btk<ref name="Warr"></ref>
Chemische Formel	PbFeGe[VI](Ge[IV]2O7)(OH)2·H2O<ref name="Origlieri" /> PbFe2+Ge3O8<ref name="Keller et al 1981" /> PbFe[Ge3O8]<ref name="StrunzNickel" />
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Silikate und Germanate
System-Nummer nach Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana	IV/C.08-060 9.JA.10 07.06.02.01
Kristallographische Daten
Kristallsystem	monoklin
Kristallklasse; Symbol	monoklin-prismatisch; 2/m
Raumgruppe	P21/m (Nr. 11)Vorlage:Raumgruppe/11
Gitterparameter	a = 5,8279 Å; b = 13,6150 Å; c = 6,3097 Å β = 127,314°<ref name="Origlieri" />
Formeleinheiten	Z = 2<ref name="Origlieri" />
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	≈ 4
Dichte (g/cm3)	4,97 (berechnet);<ref name="Keller et al 1981" /> 5,36 (berechnet)<ref name="Origlieri" />
Spaltbarkeit	undeutlich nach {101}
Bruch; Tenazität	keine Angaben; keine Angaben
Farbe	farblos, weiß bis blass grünlich
Strichfarbe	weiß
Transparenz	durchscheinend bis durchsichtig
Glanz	Fettglanz (Halbdiamantglanz)
Kristalloptik
Brechungsindizes	nα = 1,885 nβ = 1,910 nγ = 1,913
Doppelbrechung	δ = 0,028
Optischer Charakter	zweiachsig negativ
Achsenwinkel	2V = ≈ 35°
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten	löslich in heißer HCl

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,<ref name="Origlieri" /> 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.<ref name="Keller et al 1981" />

Etymologie und Geschichte

Als Entdecker des Bartelkeits gilt der deutsche Hobbymineraloge Wolfgang Bartelke (* 1949), dem das Mineral unter anderen Stufen aus Tsumeb aufgefallen war.<ref name="Gebhard_II" /> 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.<ref name="Keller et al 1981" /> Benannt wurde das Mineral nach dem Finder Wolfgang Bartelke, einem begeisterten Mineraliensammler, Spezialisten für Tsumeb-Minerale und Mitverfasser wichtiger Arbeiten<ref name="Bartelke" /><ref name="KellerBartelke" /> über die Mineralogie der Tsumeb Mine.<ref name="Keller et al 1981" /> Die Struktur des Bartelkeits konnte erst über 30 Jahre nach seiner Erstbeschreibung gelöst werden.<ref name="Origlieri" />

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).<ref name="Typkatalog" /><ref name="IMA-Typmineralkatalog" />

Klassifikation

In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz war der Bartelkeit noch nicht aufgeführt.

In der zuletzt 2018 überarbeiteten Lapis-Systematik nach Stefan Weiß, die formal auf der alten Systematik von Karl Hugo Strunz in der 8. Auflage basiert, erhielt das Mineral die System- und Mineralnummer IV/C.08-060. Dies entspricht der Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort der Abteilung „Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 2 : 3 (M₂O₃ und verwandte Verbindungen)“, wo Bartelkeit zusammen mit Barioferrit, Batiferrit, Chihuahuait, Diaoyudaoit, Haggertyit, Hawthorneit, Hibonit, Lindqvistit, Magnetoplumbit, Nežilovit, Otjisumeit, Plumboferrit, Yimengit und Zenzénit die „Magnetoplumbitgruppe“ mit der Systemnummer IV/C.08 bildet.<ref name="Lapis" />

Die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte<ref name=IMA-Liste-2009 /> 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Bartelkeit in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung „Germanate“ ein. Hier ist das Mineral in der Unterabteilung 9.JA zu finden, wo es als einziges Mitglied eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer 9.JA.10 bildet.

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Bartelkeit die System- und Mineralnummer 07.06.02.01. Das entspricht der Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort der Abteilung „Mehrfache Oxide“. Hier findet er sich innerhalb der Unterabteilung „Mehrfache Oxide mit der Formel A(B)₄X₉“ als einziges Mitglied in einer unbenannten Gruppe mit der Systemnummer 07.06.02.

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.<ref name="Origlieri" />

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.<ref name="Origlieri" />

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.<ref name="Origlieri" />

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.<ref name="Keller et al 1981" />

Physikalische und chemische Eigenschaften

Bartelkeitkristalle sind farblos oder weiß bis blass grünlich gefärbt, ihre Strichfarbe ist dagegen immer weiß.<ref name="Keller et al 1981" /> Die Oberflächen der je nach Färbung wasserklar-durchsichtigen bis durchscheinenden Kristalle zeigen einen deutlichen halbdiamantartigen bzw. fettartigen Glanz.<ref name="Keller et al 1981" />

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.<ref name="Keller et al 1981" /> Gemessene Werte für die Dichte des Bartelkeits existieren nicht, die berechnete Dichte für das Mineral beträgt 5,36 g/cm³.<ref name="Origlieri" />

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.<ref name="Handbookofmineralogy" /> 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.<ref name="Keller et al 1981" />

Als sehr seltene Mineralbildung konnte Bartelkeit bisher (Stand 2018) nur von einem Fundpunkt beschrieben werden.<ref name="MindatAnzahl" /><ref name="Fundorte" /> 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.<ref name="Keller et al 1981" /><ref name="Gebhard_II" />

Verwendung

Bartelkeit ist aufgrund seiner Seltenheit lediglich für Mineralsammler interessant.

Siehe auch

• Systematik der Minerale
• Liste 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

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

Einzelnachweise

<references> <ref name="Bartelke"> Wolfgang Bartelke: Die Erzlagerstätte von Tsumeb/Südwestafrika und ihre Mineralien. In: Der Aufschluss. Band 27, 1976, S. 393–439.  </ref> <ref name="Handbookofmineralogy"> </ref> <ref name="Fundorte"> Fundortliste für Bartelkeit beim Mineralienatlas und bei Mindat </ref> <ref name="Gebhard_II"> Georg Gebhard: Tsumeb. 1. Auflage. GG Publishing, Grossenseifen 1999, S. 275, 322.  </ref> <ref name="IMA-Liste-2009"> Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,9 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Januar 2009, archiviert vom Vorlage:IconExternal am 29. Juli 2024; abgerufen am 30. Juli 2024 ().  </ref> <ref name="IMA-Typmineralkatalog"> 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.  </ref> <ref name="KellerBartelke"> Paul Keller, Wolfgang Bartelke: Tsumeb! new minerals and their associations. In: The Mineralogical Record. Band 13, 1982, ISSN 0009-2819, S. 137–147.  </ref> <ref name="Keller et al 1981"> 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.  </ref> <ref name="Lapis"> 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.  </ref> <ref name="MindatAnzahl"> Localities for Bartelkeite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 28. August 2019 ().  </ref> <ref name="Origlieri"> 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]).  </ref> <ref name="StrunzNickel"> </ref> <ref name="Typkatalog"> R. Kurtz: Typmineralkatalog Deutschland – Bartelkeit. In: typmineral.uni-hamburg.de. Universität Hamburg, 8. Dezember 2017, abgerufen am 28. August 2019.  </ref> </references>