Formel: Fe2Bi(SiO4)2(OH), monoklin
Typlokalität: Schneeberg, Erzgebirge, Sachsen
Erstbeschreibung:
FRENZEL, A. (1871): Mineralogisches. 2. Lithiophorit. 3. Hypochlorit. Nachtrag zu Pucherit.- Journal für Praktische Chemie 4, 353-362
(als "Bismutoferrit", Benennung und ausführliche Beschreibung)
Erste Erwähnung:
WERNER, A.G. & HOFFMANN, C.A.S. (1789): Mineralsystem des Herrn Inspektor Werners mit dessen Erlaubnis herausgegeben von C.A.S. Hoffmann.- Bergmännisches Journal 2, Band 1, 369-398
(als "Grüne Eisenerde")
Grünlicher Bismutoferrit. Schneeberg, Erzgebirge, Sachsen. Größe der Stufe 8,5 cm. Mit altem Etikett von etwa 1880. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Erste Beschreibung als "Grüne Eisenerde"
Der Bismutoferrit weist eine Geschichte auf, die bis in das 18. Jahrhundert zurückreicht. Das Mineral findet sich zuerst als "Grüne Eisenerde" 1789 veröffentlicht, wobei dieser Begriff später in deutlich weiterer Bedeutung verwendet wurde und andere Mineral einschloss. Es folgt eine Beschreibung als "Hypochlorit" von 1832, bei dem es sich jedoch um ein Gemenge handelt und auch das Antimon-Analogon mit umfasste. Erst etwa 80 Jahre nach der ersten Erwähnung der "Grünen Eisenerde" wird der Bismutoferrit 1871 eindeutig beschrieben. Um 1900 wurde er mit einer nicht nachvollziehbaren Begründung diskreditiert und 1958 revalidiert.
Der erste Hinweis auf die "Grüne Eisenerde" findet sich bei Abraham Gottlob WERNER zunächst in handschriftlichen Versionen seines Mineralsystems, die er auch in seinen Vorlesungen verwendete. Diese Handschriften des Mineralsystems wurden aus dem Nachlass WERNERs chronologische geordnet in einem Band zusammengefasst (WERNER, 1770 - 1816). Viele dieser Systeme sind undatiert, lassen sich jedoch auf Grund von neu eingetragenen Mineralen in ihrer Reihenfolge gut sortieren. In einer auf 1785 datierten Version findet sich die "Grüne Eisenerde". In der vorhergehenden, nicht datierten Version ist sie zwischen die Nummern 135 und 136 eingefügt. Dieses Mineralsystem dürfte etwa aus dem Jahr 1784 stammen. Hierbei handelt es sich offenbar um die früheste schriftliche Erwähnung, denn in der wiederum vorhergehenden, ebenfalls undatierten Version fehlt das Mineral. Eine Beschreibung des Minerals gibt es nicht. Da hier nur eine Handschrift und keine Veröffentlichung vorliegt, kann sie auch nicht als eine Erstbeschreibung gewertet werden.
In gedruckter Form findet sich das Mineral erstmals in dem 1789 von Christian August Siegfried HOFFMANN herausgegebenen und mit Erläuterungen versehenen Mineralsystem Abraham Gottlob WERNERs. Unter dem Geschlecht "Eisen" findet sich hier unter "Gattungen. Familiae" ein Eintrag sowie einige Seiten weiter eine kurze, von HOFFMANN beigesteuerte Beschreibung (WERNER & HOFFMANN, 1789):
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"139) Grüne-Eisenerde 61) [...] 61) Sie ist von zeisiggrüner Farbe, und und zeither meistentheils unter die Kupfernickelocker gerechnet worden, von der sie sich aber gar sehr auszeichnet. Sie kommt besonders schön und deutlich in Schneeberg vor." |
Das Mineral ist in der Folgezeit zum Teil jedoch mit anderen Mineralen verwechselt worden, speziell mit dem Dufrénit und dem später als Chapmanit beschriebenen Antimon-Analogon. Die Verwechselung mit dem Dufrénit beruht besonders auf der Ähnlichkeit der Namen "Grüneisenerde" und "Grüneisenstein", wobei letztere Bezeichnung für den Dufrénit steht.
Die kurzen Angaben zur "Grünen Eisenerde" von WERNER & HOFFMANN (1789) werden deshalb hier als eine erste Erwähnung, aber nicht als Erstbeschreibung des später Bismutoferrit genannten Minerals betrachtet.
Die früheste Erwähnung als "Grüne Eisenerde", in einem handschriftlichen Mineralsystem von Abraham Gottlob WERNER, von etwa 1784, eingefügt zwischen Nummer 135 Blaue Eisenerde und Nummer 136 Schmirgel (WERNER, 1770 - 1816). Scan SLUB Dresden.
Ein neuer Name für ein Gemenge: Hypochlorit
Eine erste detaillierte Beschreibung des Minerals, wenn auch als Gemenge und zum Teil unter Einschluss des Antimon-Analogons, gibt Gustav SCHÜLER (1832/1833):
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"Bei der Untersuchung mehrerer sogenannter Grüneisensteine und Grüneisenerden von
verschiedenen Fundorten, hatte ich Gelegenheit, in der Grüneisenerde von Schneeberg
[...] bis jetzt im Mineralreiche noch unbekannt gewesene chemische Verbindungen
wahrnehmen zu können. Das Mineral hat sich zur Zeit, jedoch nur selten, mit Quarz,
Hornstein, gediegen Wismuth, Speiskobalt und Arsenikkies auf Gängen im Thonschiefer
zu Schneeberg, hauptsächlich auf den Gruben Jung Kalbe, Frisch Glück, Wolfgang
Maassen, Gesellschafter Zug und Adam Heber gefunden, sowie es auch in früheren Zeiten
mit Quarz, gediegen Wismuth, Bleiglanz und Silbererzen im Glimmerschiefer auf Eleonore
Stolln zu Johanngeorgenstadt, und mit Quarz und Eisenkies, gleichfalls im Glimmerschiefer,
auf Siegfried Fundgrube, zum Felde der Grube Neue Hoffnung Gottes gehörig, zu
Bräunsdorf bei Freiberg, vorgekommen ist. Wie sich aus den Versuchen [...] ergiebt, ist dieses Mineral sowohl in mineralogischer, als chemischer Hinsicht von allen übrigen bis jetzt bekannten, namentlich aber von dem basisch phosphorsauren Eisenoxyd, oder dem eigentlichen Grüneisenstein aus dem Siegenschen, der von Karsten genau untersucht worden ist, gänzlich verschieden. Aus diesem Grunde, und weil der Name Grüneisenerde schon ohnehin in Hinsicht der Bestandtheile unpassend ist, wollte ich wegen der zeisiggrünen Farbe, in welcher das Mineral stets vorkommt, den Namen Hypochlorit, von ύπόχλορος grüngelb, für dasselbe hiermit in Vorschlag gebracht haben. I. Physikalische Eigenschaften [...] Die Farbe ist hell- bis dunkelzeisiggrün, der Strich von derselben Farbe, nur etwas heller. Es ist durchscheinend bis undurchsichtig. Es zeigt ein krystallinisch blättriges Gefüge, Krystalle habe ich aber zur Zeit noch nicht wahrnehmen können; meistentheils erscheint es derb, eingesprengt, angeflogen, erdig und bilden zuweilen kleine Gangtrümer." |
Neue Untersuchungen und die Beschreibung als Bismutoferrit
Die Analyse von SCHÜLER stieß auf erhebliche Kritik, da recht schnell deutlich wurde, dass er ein Gemenge untersucht hatte. James Dwight DANA (1868) hielt den Hypochlorit für eine Gemenge aus einem Bismut-Eisen-Silikat und einem Aluminium-Phosphat. H. FISCHER (1869) erkannte in Dünnschliffen, dass eine Verwachsung mit Quarz vorlag. Eine gründliche Untersuchung des Hypochlorits führte schließlich August FRENZEL (1871) an ausgesucht reinen Stücken durch.
| "An reinen Stückchen eines solchen, von der Härte 1 - 2, wurde zunächst das spec. Gewicht bestimmt und dasselbe zu 4,47 gefunden. [...]. Beim Zerschlagen des analysirten Stückes fiel schon die ausgesprochene krystallinische Struktur auf und es fanden sich in Hohlräumen auch wirklich Kryställchen, die freilich wegen ihrer Kleinheit und Undeutlichkeit eine nähere Bestimmung nicht zulassen; die Formen scheinen dem monoklinischen System anzugehören [...]. Uebrigens unterscheidet sich diese Verbindung so ganz von Schüler's Hypochlorit, dass dafür ein besonderer Name wohl gerechtfertigt erscheint und schlage ich dafür den Namen "Bismutoferrit" vor." |
1872 bekräftigte FRENZEL noch einmal die Eigenständigkeit von Bismutoferrit als Mineral nachdem er eine weitere Analyse durchgeführt hatte und die Zusammensetzung bestätigen konnte. Den Wismut-Hypochlorit erklärt er als ein Gemenge von Quarz, Bismutoferrit und vermutlich etwas Goethit.
Grünlicher Bismutoferrit. Pucherschacht, Grube Wolfgang Maaßen, Neustädtel, Schneeberg, Erzgebirge, Sachsen. Größe der Stufe 27 mm. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Die Existenz von Bismutoferrit wird angezweifelt
Trotz der guten Analyse und der Beschreibung des Bismutoferrits durch August FRENZEL (1871) wird die Existenz des Minerals bezweifelt. So schreibt Edward Salisbury DANA 1904 zum Bismutoferrit:
| "Bismutoferrite of Frenzel is a supposed bismuth-iron silicate in part mixed with the hypochlorite ("wismuth-hypochlorit") of Schneeberg." |
Cornelio August DOELTER (1917) führt in seinem Handbuch der Mineralchemie sowohl den Bismutoferrit als auch den Hypochlorit als Gemenge. Paul RAMDOHR (1936) betrachtet Bismutoferrit als eine überflüssige Bezeichnung für ein Gemenge von Wismut- und Eisenmineralen, gleiches gilt für den Hypochlorit. Auch Max H. HEY (1950) betrachtet den Bismutoferrit nicht als eigenständige Spezies.
Die Revalidierung von Bismutoferrit
In einer Studie über Bismutoferrit, Chapmanit und Hypochlorit untersuchten Charles MILTON, Joseph M. AXELROD & Blanche INGRAM (1958) zahlreiche Proben aus verschiedenen Museen. Dabei zeigte sich, dass Bismutoferrit eindeutige, charakteristische Röntgendaten und eine definierte chemische Zusammensetzung aufweist. Bismutoferrit ist deshalb als eigenständiges Mineral zu betrachten. Das Mineral ist weich und gelblich oder hart und grün, und es ist optisch zweiachsig mit α = 1,93, β = 1,97 und γ = 2,01. Die chemische Analyse einer Probe aus Schneeberg bestätigte FRENZELs Untersuchungen. Die als Bismutoferrit identifizierten Exemplare stammen alle aus Schneeberg, abgesehen von einem aus Ullersreuth, Thüringen. Hypochlorit erwies sich als ein Gemenge von Bismutoferrit und Quarz, einige der Museumsstufen jedoch auch als Nontronit oder andere Minerale. Die Autoren schlugen für den Bismutoferrit die Formel "Bi2O2 · 2 Fe2O2 · 4 SiO2 · H2O" vor, die fast identisch zu der durch FRENZEL (1871) gefundenen ist.
Bei einer Strukturanalyse von Bismutoferrit aus Schneeberg fanden A.P. ZHUKHLISTOV & B.B. ZVYAGIN (1977) monokline Symmetrie, die Raumgruppe Cm, und die Gitterparameter a = 5,21, b = 9,02, c = 7,74 Å und β = 100°40'. Die Struktur wird aus Kaolinit-artigen Schichten [Fe2Si2O8(OH)]3- mit Fe3+ in den Oktaedern aufgebaut. Das Bismut sitzt in den Zwischenschichten.
Chemische Analyse von Bismutoferrit (in Masse-%)
| Hypochlorit, Schneeberg SCHÜLER (1832/1833) |
Bismutoferrit, Schneeberg FRENZEL (1871) |
Bismutoferrit, Schneeberg MILTON et al. (1958) |
Bismutoferrit, theoretische Zusammensetzung | |
| SiO2 | 50,24 | 23,08 | 23,9 | 23,03 |
| Al2O3 | 14,65 | 0,3 | ||
| Bi2O3 | 13,08 | 43,26 | 42,5 | 44,64 |
| FeO | 10,54 | 1,8 | ||
| Fe2O3 | 33,33 | 29,3 | 30,60 | |
| P2O5 | 9,62 | |||
| As2O5 | 0,08 | |||
| Mn | Spur | |||
| H2O | 1,8 | 1,72 | ||
| Summe | 98,13 | 99,67 | 99,7 | 100,00 |
Literatur:
DANA, E.S. (1904): The System of Mineralogy of James Dwight Dana 1837-1868. Descriptive Mineralogy.- 6th edition, New York, John Wiley & Sons, London, Chapman & Hall, 1134 p. + 73 p. Appendix (p. 562)
DANA, J.D. (1868): A System of Mineralogy.- London, Trübner & Co. und New York, John Wiley & Son, 5. Auflage, 827 p. (p. 392)
DOELTER, C. (1917): Handbuch der Mineralchemie, 2. Band, 2. Abteilung.- Dresden, Verlag T. Steinkopff, 1144 p. (p. 164)
FISCHER, H. (1869): Kritische mikroskopisch-mineralogische Studien.- Freiburg im Breisgau, Universitäts-Buchhandlung von Carl Troemer, 96 p. (p. 28-29)
FRENZEL, A. (1871): Mineralogisches. 2. Lithiophorit. 3. Hypochlorit. Nachtrag zu Pucherit.- Journal für Praktische Chemie 4, 353-362
FRENZEL, A. (1872): Mittheilung an Prof. H.B. Geinitz. Brief, Freiberg den 30. Juli 1872 (Über Pucherit, Bismutoferrit u.a).- Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und Palaeontologie, Jahrgang 1872, 514-517
HEY, M.H. (1950): An index of mineral species and varieties arranged chemically: with an alphabetical index of accepted mineral names and synonyms.- London, British Museum, 609 p. (p. 102, 199)
MILTON, C.; AXELROD, J.M. & INGRAM, B. (1958): Bismutoferrite, chapmanite, and "hypochlorite".- American Mineralogist 43, 656-670
RAMDOHR, P. (1936): Klockmann's Lehrbuch der Mineralogie.- Stuttgart, Enke Verlag, 626 p. (p. 601 und 603)
SCHÜLER, G. (1832/1833): Ueber die Grüneisenerde von Schneeberg.- Journal der Chemie und Physik 66, 41-51
WERNER, A.G. & HOFFMANN, C.A.S. (1789): Mineralsystem des Herrn Inspektor Werners mit dessen Erlaubnis herausgegeben von C.A.S. Hoffmann.- Bergmännisches Journal 2, Band 1, 369-398 (p. 384 und 397)
ZHUKHLISTOV, A.P. & ZVYAGIN, B.B. (1977): Determination of the crystal structures of chapmanite and bismutoferrite by high-voltage electron diffraction.- Soviet Physics and Crystallography 22, 419-423
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