Franckeite (Franckeit)

Mineralogische Sammlung der TU Bergakademie Freiberg

Die schichtartige Kristallstruktur von Franckeit aus dem Bergwerk von San José, Bolivien, weist eine ausgesprochene eindimensionale transversale wellenartige Modulation und eine nicht proportionale Schichtübereinstimmung in zwei Dimensionen auf. Es besteht aus abwechselnden pseudohexagonalen (H) Schichten und pseudotetragonalen (Q) Platten und bildet ein homologes Paar mit Cylindrit, das dünnere Q-Platten aufweist.

Die Q-Platten in Franckeit sind vier Atomschichten dick. Die beiden Komponenten haben ihre eigenen Gitter und eine gemeinsame Modulation. Die Q-Platte der verfeinerten Franckeitstruktur, Pb_21.74Sn_9.34Fe_3.95Sb_8.08S_56.87, ist eine MS-Schicht (M = Pb²⁺, Sn²⁺, Sb³⁺) mit vier Atomebenen Dicke, mit a = 5.805(8), b = 5.856(16) Å und der Lagenstapelvektor c = 17.338(5) Å. Die Gitterwinkel sind α = 94.97(2)°, β = 88.45(2)°, γ = 89.94(2)°; der Modulationsvektor q = -0.00129(8) a*+ 0.128436(10) b* - 0.0299(3) c*. Die H-Schicht ist eine MS₂-Einzeloktaederschicht (M = Sn⁴⁺, Fe²⁺) mit a = 3.665(8), b = 6.2575(16), c = 17.419(5) Å, α = 95.25(2)°, β = 95.45(2)°, γ = 89.97(2)°; der Modulationsvektor ist q = -0.00087(8) a* + 0.13725(16) b* - 0.0314(4) c*. Die a- und b-Vektoren beider Subsysteme sind parallel; die c-Vektoren divergieren.

(3+2)D Superraumverfeinerung wurde in der Superraumgruppe C1 unter Verwendung von 7397 beobachteten Reflexionen durchgeführt. Es ergab sich der Gesamtwert von R(obs) in Höhe von 0,094. Die Q-Platten bestehen aus zwei fest verbundenen Doppelschichten, die durch einen Zwischenraum getrennt sind, in dem sich nicht bindende Elektronenpaare befinden.

Die durchschnittliche Zusammensetzung der Kationen auf der Außenfläche wurde als Pb_0,74(Sn,Sb)_0,26 verfeinert, während die der Kationen, die an den Zwischenraum mit einzelnen Elektronenpaaren angrenzen, mit einer ähnlichen Konfiguration wie bei orthorhombischem SnS, (Sn,Sb)_0,73Pb0,27 entspricht. Eisen ist über die oktaedrischen Sn⁴⁺ Stellen in der H-Schicht verteilt.

Die transversale Modulation der Q-Platte wird durch lokale Variationen der Pb:(Sn,Sb)-Verhältnisse an ihrer Oberfläche und im Inneren erreicht. Sein Zweck ist es, einen eindimensionalen, entsprechenden Kontakt entlang [010] zwischen den gekrümmten Q- und H-Flächen so weit wie möglich wiederherzustellen. Lagenstapelstörungen und Divergenz der Q- und H-Stapelrichtungen sowie die Divergenz zwischen Modulationswellenfront und diesen Stapelrichtungen sind typisch für die Verbundstrukturen aus Franckeit und Cylindrit.

Aufgrund der erhöhten Steifigkeit der Q-Komponente bildet Franckeite in der Regel Massen von gekrümmten Kristallen und nicht von zylindrischen Ag-Grogate. Die Existenz dieser Familie hängt entscheidend von den Radiusverhältnissen der beteiligten Kationen ab, insbesondere derjenigen, die (Pb²⁺, Sn²⁺) und Sn⁴⁺ betreffen. Ihr Ersatz durch eine Pb²⁺:Bi³⁺ Kombination führt zu Fehlanpassungen von Schichtstrukturen eines ganz anderen Typs, gekennzeichnet durch Cannizzarit.

American Mineralogist 80 (1995), 1174.

Handbook of Mineralogy (Anthony u.w.), 1 (1990), 160.

American Mineralogist 87 (2002), 1273.

Neue Formel nach Y. Moelo et al., Eur.J.Mineral. 20 (2008) S.7-46. Zit. in Lapis 4/2008, S.38.

The crystal structure of franckeite - American Mineralogist, Volume 96 (2011), pages 1686–1702, 2011 [Neue Formel, Kristalldaten, etc.]