Lorándit

Lorándit ist ein selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“. Es kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit der Zusammensetzung TlAsS₂ (Thallium, Arsen und Schwefel) und ist nach der Nomenklatur der International Mineralogical Association (IMA) ein binäres Sulfosalz mit einem Kation/Chalkogen-Verhältnis von 1 : 1. Gemäß der chemischen Nomenklatur nach IUPAC handelt es sich bei Lorándit um ein Thallium(I)-thioarsenit bzw. ein Thallium(I)-thioarsenat(III).

Lorándit
Lorandit (rot) und Auripigment (gelb) aus Allchar (Alsar), Roszdan, Mazedonien (Größe: 3,4 cm × 2,7 cm × 2,4 cm)
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer	2007 s.p.
IMA-Symbol	Lor
Chemische Formel	TlAsS2
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Sulfosalze
System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana	II/E.13 II/E.13-050 2.HD.05 03.07.06.01
Ähnliche Minerale	Cinnabarit, Realgar, Rubin
Kristallographische Daten
Kristallsystem	monoklin
Kristallklasse; Symbol	monoklin-prismatisch 2/m
Raumgruppe (Nr.)	P21/a (Nr. 14)
Gitterparameter	a = 12,27 Å; b = 11,33 Å; c = 6,11 Å β = 104,2°
Formeleinheiten	Z = 8
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	2 bis 2,5
Dichte (g/cm^3)	5,53
Spaltbarkeit	exzellent nach {100}, sehr gut nach {201}, gut nach {001}
Farbe	scharlachrot, bleigrau anlaufend
Strichfarbe	kirschrot
Transparenz	durchscheinend bis transparent
Glanz	metallisch
Kristalloptik
Brechungsindizes	nα = 2,720
Doppelbrechung	δ = 2,720
Optischer Charakter	zweiachsig positiv
Achsenwinkel	2V = stark
Pleochroismus	schwach: purpurrot bis orangerot

Lorándit entwickelt meist körnige bis massige Aggregate, in seltenen Fällen auch gut ausgebildete, tafelige oder prismatische bis nadelige Kristalle. Frische Proben sind von scharlachroter Farbe mit metallischem Glanz. Mit der Zeit läuft das Minerals allerdings häufig bleigrau an. Die Strichfarbe bleibt jedoch weiterhin erkennbar karminrot.

Lorándit ist das häufigste Thalliummineral.

Etymologie und Geschichte

Als eigenständiges Mineral erkannt und beschrieben wurde Lorándit 1894 von József Krenner, der es nach dem ungarischen Physiker Loránd Eötvös benannt hat.

Synthetische Kristalle können durch hydrothermale Transportraktionen gezüchtet werden.

Klassifikation

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Lorándit zur Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort zur Abteilung der „Sulfosalze“, wo er zusammen mit Edenharterit, Grumiplucit, Hutchinsonit, Jentschit, Livingstonit, Simonit, Tvalchrelidzeit, Vaughanit, Vrbait und Weissbergit die unbenannte Gruppe mit der System-Nr. II/E.13 bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Lorándit ebenfalls in die Klasse der „Sulfide und Sulfosalze“, dort allerdings in die bereits feiner unterteilte Abteilung der „Sulfosalze mit SnS als Vorbild“ ein. Diese Abteilung ist zudem weiter unterteilt nach den in der Verbindung vorherrschenden Metallen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit Thallium (Tl)“ zu finden ist, wo es das einzige Mitglied der unbenannten Gruppe 2.HD.05 ist.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Lorándit in die Klasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort in die Abteilung der „Sulfosalze“ ein. Hier ist er als einziges Mitglied in der Gruppe 03.07.06 innerhalb der Unterabteilung „03.07 Sulfosalze mit dem Verhältnis z/y = 2 und der Zusammensetzung (A+)i(A2+)j [ByCz], A = Metalle, B = Halbmetalle, C = Nichtmetalle“ zu finden.

Bildung und Fundorte

Lorándit bildet sich hydrothermal bei niedrigen Temperaturen und tritt zusammen mit Stibnit, Realgar, Orpiment, Zinnober, Vrbait, Greigerit sowie Markasit, Pyrit, Tetraedrit, Sphalerit, gediegen Arsen und Baryt auf. Die Typlokalität ist Allchar in Nordmazedonien. Weitere bekannte Vorkommen sind Hg-Tl-Au-Lagerstätten in China (Xiangquan Tl-Lagerstätte, Lanmuchang Tl-(Hg)-Lagerstätte, Zimudang Au-Hg-(Tl)-Lagerstätte) und den USA (Nevada, Utah, Wyoming), Zarshuran-Goldlagerstätte (Takab, Iran), Beshtau-Uranlagerstätte (Kaukasus, Russland) sowie die Grube Lengenbach im Binntal (Wallis, Schweiz).

Kristallstruktur

Kristallstruktur von Lorándit

Lorándit kristallisiert monoklin in der Raumgruppe P2₁/a (Raumgruppen-Nr. 14, Stellung 3)Vorlage:Raumgruppe/14.3 mit den Gitterparametern a = 12,27 Å, b = 11,33 Å, c = 6,11 Å und β = 104,2° sowie 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle.

In der Kristallstruktur von Lorándit ist jedes Arsenatom (As) kovalent mit drei Schwefelatomen (S) verbunden d(As−S) = 2,08 − 2,32 Å), wobei sich die Schwefelatome in der Grundfläche und das Arsenatom an der Spitze einer trigonalen Pyramide als Koordinationspolyeder befindet. Unter Berücksichtigung des stereochemisch aktiven, freien Elektronenpaars des As(III)-Kations kann diese Anordnung auch als ein ψ¹-Tetraeder beschrieben werden, wobei sich das As-Atom im Zentrum und das freie Elektronenpaar als Pseudoligand in der vierten Ecke eines gedachten Tetraeders befindet (siehe auch VSEPR-Modell). Diese [AsS₃]³⁻-Thioarsenateinheiten liegen jedoch nicht isoliert in der Struktur vor, sondern sind über je zwei gemeinsame S-Atome zu spiralförmigen Ketten mit der Niggli-Formel kondensiert, die entlang der 2₁-Schraubenachse in Richtung [010] (parallel der kristallographischen b-Achse) verlaufen.

Die Thalliumatome (Tl) bilden ihrerseits die Spitze einer verzerrten tetragonalen Pyramide, in deren Grundfläche sich vier Schwefelatome (d(Tl−S) = 2,95 − 3,30 Å) befinden. Weitere Bindungen zu S-Atomen über der Tl-Spitzen dieser Koordinationspyramiden mit d'(Tl−S) = 3,36 − 3,87 Å können dabei auch in Betracht gezogen werden, wodurch sich eine Erweiterung der Tl-Koordinationssphären auf sieben mit einfach überkappten, trigonalen Prismen als Koordinationspolyeder ergibt. Die Tl(I)-Kationen verknüpfen die einzelnen Ketten aus Thioarsenateinheiten untereinander, wodurch die dreidimensionale Kristallstruktur entsteht.

Verwendung

Die industrielle Bedeutung von Lorándit ist gering. In einigen Lagerstätten ist es für die Gewinnung von Thallium relevant.

Von wissenschaftlichen Interesse ist Lorándit seit Ende des 20. Jahrhunderts als mögliches Dosimeter zur Messung der Sonnenaktivität. Das Thalliumisotop ²⁰⁵Tl wandelt sich durch den Beschuss mit Neutrinos in das Bleiisotop ²⁰⁵Pb um. Die Bestimmung der ²⁰⁵Pb-Gehalte von alten Thalliummineralen erlaubt somit Rückschlüsse auf die Intensität der Neutrinostrahlung der Sonne.

Siehe auch

• Liste der Minerale

Literatur

• Lorandite in: Anthony et al.: Handbook of Mineralogy, 1, 1990, 101 (pdf).
• József Krenner (1894): A lorándit, új ásványfaj, in: Matematikai és Természettudományi Értesitö, Band 12, S. 473–473 (PDF 28,2 kB)
• M. E. Fleet: The crystal structure and bonding of lorandite, Tl₂As₂S₄. In: Zeitschrift für Kristallographie. 138, 1973, S. 147–160 (pdf).
• Melvin S. Freedman et al.: Solar Neutrinos: Proposal for a New Test. In: Science. 193, Nr. 4258, 1976, S. 1117–1119, doi:10.1126/science.193.4258.1117.
• M. K. Pavićević: Lorandite from Allchar - A low energy solar neutrino dosimeter. In: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 271, Nr. 2, 1988, S. 287–296, doi:10.1016/0168-9002(88)90171-4.
• A. Lazaru, R. Ilic, J. Skvarc, E. S. Kristof, T. Stafilov: Neutron induced autoradiography of some minerals from the Allchar mine. In: Radiation measurements. 31, Nr. 1–6, 1999, S. 677–682, DOI:10.1016/S1350-4487(99)00170-5.

Weblinks

Commons: Lorándite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Mineralienatlas:Lorándit (Wiki)
• LOREX 2008: Geochemical and Physical research within the LOREX-Project. Universität Salzburg

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. Webmineral - Lorandite (englisch)
4. A. Zemann, J. Zemann: Zur Kenntnis der Kristallstruktur von Lorandit, TlAsS₂ In: Acta Crystallographica. Band 12, 1959, S. 1002–1006; (American Mineralogist Crystal Structure Database - Lorandite)
5. Mindat - Lorandite (englisch)
6. Yves Moëlo, Emil Makovicky, Nadejda N. Mozgova, John L. Jambor, Nigel Cook, Allan Pring, Werner Paar, Ernest H. Nickel, Stephan Graeser, Sven Karup-Møller, Tonči Balic-Žunic, William G. Mumme, Filippo Vurro, Dan Topa, Luca Bindi, Klaus Bente, Masaaki Shimizu: Sulfosalt systematics: a review. Report of the sulfosalt sub-committee of the IMA Commission on Ore Mineralogy. In: European Journal of Mineralogy. Band 20, Nr. 1, 2008, S. 7–46, doi:10.1127/0935-1221/2008/0020-1778 (englisch, rruff.info [PDF; 485 kB; abgerufen am 3. August 2020]). 
7. Andreas Edenharter and Tjerk Peters, (1979). "Hydrothermalsynthese von Tl-haltigen Sulfosalzen", Zeitschrift für Kristallographie: Vol. 150, No. 1-4, pp. 169-180. doi:10.1524/zkri.1979.150.1-4.169
8. Fundortliste für Lorándit beim Mineralienatlas und bei Mindat