Formel: Ni11As8, tetragonal
Typlokalität: Eisleben, Sachsen-Anhalt
Erstbeschreibung:
GRÜNLING, F. (1913): Maucherit Ni3As2, ein neues Nickelmineral aus den Kobaltrücken des Mansfelder Kupferschiefers.- Centralblatt für Mineralogie, Geologie und Paläontologie, 225-226
Tafelige Kristalle von Maucherit. Eisleben, Sachsen-Anhalt. Bildbreite 2,2 mm. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Ein neues Nickelarsenid
Wilhelm MAUCHER (1879-1930), Inhaber der Süddeutschen Mineralienzentrale, bemerkte auf Stufen von Eisleben in Sachsen-Anhalt ein Mineral, das er zunächst für Rammelsbergit hielt. Auf Grund des abweichenden Lötrohrverhaltens vermutete er dann aber ein neues Mineral. Eine von ihm veranlasste chemische Analyse von Prof. C. FRIEDRICH (Institut der Königlichen Technischen Hochschule Breslau) und Dr. PRANDTL (Königliches Bayerisches Staatslaboratorium) bestätigte diese Vermutung. MAUCHER sandte schließlich im Januar 1912 einige Stufen an das Mineralogische Institut der Königlichen Universität München zur weiteren Untersuchung. Die Beschreibung und Publikation erfolgte durch Friedrich GRÜNLING (1913), der das Mineral nach MAUCHER benannte:
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"Als Fundort für das neue Mineral wird Eisleben in Thüringen [heute in Sachsen-Anhalt - T.W.] angegeben. Die
Mineralvergesellschaftung läßt erkennen, daß man es mit einem Vorkommen der bekannten Kobaltrücken des
Kupferschiefergebietes zu tun hat. Die Begleiter des Maucherits sind nämlich Nickelin, Chloanthit, gediegen Wismut,
Manganit, Calcit, Baryt, Anhydrit und Gips. Das Nebengestein ist Kupferschiefer, z.T. auch Weißliegendes oder Fäule. [...] Der Maucherit zeigt im Bruch rötlich silberweiße Farbe, die sich nach einiger Zeit in ein rötliches Platingrau oder in ein graues Kupferrot ändert. Die derben Massen zeigen undeutlich faserige, dichte oder zellige Struktur. Nicht selten sind die Räume zwischen den Fasern oder Blättern mit Nickelin erfüllt, wie auch oft die Kristallblätter ganz mit Nickelin überwachsen sind. Die Kristalle bilden dünne, stark glänzende, rechteckige Täfelchen mit zugeschärften Kanten von 1 bis 10 mm im Geviert und sind fast stets zu quirlförmigen Viellingen gruppiert dergestalt, daß die einen Kanten der Quadrate in eine Ebene fallen, die anderen sich parallel laufen. Die Kanten der Kristallblättchen zeigen eine scharfe Riefung. Das Kristallsystem konnte noch nicht festgestellt werden; wahrscheinlich ist es tetragonal oder rhombisch. Die Härte ist 5. Die Dichte ist nach der Bestimmung des Herrn Professors Dr. PRANDTL bei 19° C 7,83. Der Strich ist schwärzlichgrau, der Bruch uneben, spröde." |
Der Plakodin von der Grube Jungfer bei Müsen
Ein chemisch dem Maucherit sehr ähnliches Nickelarsenid ist bereits 1841 durch August BREITHAUPT als ein neues Mineral unter dem Namen Plakodin beschrieben worden:
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"Der Güte des Hrn. Horstmann verdanke ich eine kleine Parthie deutlicher Kryställchen dieses neuen Minerals, welches
auf der Grube Jungfer, bei Müssen, zwischen Eisenspath und Graunickelkies (Nickelglanz) vorgekommen seyn soll. Ein
Blaufarbenwerks-Beamter hat bei Anlieferung von Kobalterzen die Kryställchen bemerkt und für die Wissenschaft gerettet.
Ich besitze keinen aufgewachsenen Krystall, und muss mich daher ganz auf die mir gemachten Angaben verlassen. Die Krystalle erscheinen sehr ausgezeichnet tafelartig, darauf hat die Benennung πλακωδης, tafelartig, breit, Bezug. In der lateinischen Nomenclatur werde ich das Mineral als Placodinus niccoleus aufführen. Die Charaktere sind folgende: Metallglänzend. Farbe bronzgelb, wenig lichter als bei Magnetkies. Strich schwarz. Primärform: hemidomatisches Prisma erster Art [...] Sehr spröde. Härte 6¼ bis 6½ (etwas über Apatit). Specifisches Gewicht = 7,988 bis 8,062, nach zwei Wägungen. Nach den zur Zeit nur qualitativen Untersuchungen des Hrn. Oberschiedsgardein Plattner besteht der Plakodin aus Nickel und Arsen, und zwar höchst wahrscheinlich als ein Subarseniet des Nickels, mit Spuren von Kobalt und Schwefel. Die quantitative Analyse wird demnächst folgen." |
Plakodin ist ein Hüttenprodukt und kein Mineral
Der Direktor der Realschule in Siegen, Dr. SCHNABEL, teilte 1851 mit, dass es ihm in all den Jahren bei seinen chemischen Untersuchungen von Mineralen aus der Region nicht gelungen war, sowohl von der Grube Jungfer als auch von anderen Gruben, ein mit BREITHAUPTs Plakodin übereinstimmendes Mineral zu finden. Eine ihm von der Königlichen Bergbehörde zugesandte Probe angeblichen Plakodins hatte "die Zusammensetzung des Nickelarsenikglanzes, NiS2 + NiAs" (eine sehr kurze Notiz darüber findet sich bereits bei RAMMELSBERG, 1849). SCHNABEL fand schließlich heraus, dass BREITHAUPTs Plakodin große Ähnlichkeit mit den sogenannten Speisen aufweist, die beim Rösten der Kobalterze in den Blaufarbenwerken entstehen. Nach SCHNABEL hatte Friedrich WÖHLER (1832) das "quadratische", d.h. das tetragonale Kristallsystem gefunden, während BREITHAUPT (1841) für den Plakodin das monokline System angibt. SCHNABEL erwähnt ein nicht publiziertes Schreiben von BREITHAUPT an Berghauptmann VON DECHEN in Bonn, nach dem BREITHAUPT nun auch das tetragonale System an den Kristallen beobachtet hat und die Abweichung wahrscheinlich nur auf ungenauen Messungen beruht. Als Fazit schreibt SCHNABEL:
| "Ist nun auch nicht in Abrede zu stellen, dass wir verschiedene Körper kennen, welche gleichmässig als Natur- und Hüttenproducte auftreten, so kann doch unter Berücksichtigung aller Umstände (nicht erwiesenes Vorkommen, Uebereinstimmung in Gestalt und Zusammensetzung) mit an Gewissheit gränzender Wahrscheinlichkeit angenommen werden, dass sich das Mineral »Plakodin« auf das Hüttenproduct »Nickelspeise« reducirt. Ich darf mir erlauben aus Hrn. v. Dechens Mittheilungen hinzuzufügen, dass den HH. Prof. Breithaupt und und Plattner die Existenz des Plakodins als Mineral ebenfalls zweifelhaft erscheint." |
In einem sich unmittelbar an die Veröffentlichung von SCHNABEL anschließenden Artikel teilt Gustav ROSE (1851) mit, dass er, nachdem BREITHAUPT ihm den Plakodin gezeigt hat, schon seit einigen Jahren der Ansicht ist, dass Plakodin und das Hüttenprodukt Nickelspeise identisch sind. Eine neue Analyse einer Nickelspeise im Laboratorium seines Bruders Heinrich ROSE bestätigte dies. Da es noch einige Differenzen bei den Angaben zu Kristallformen und Zusammensetzung gab, schrieb Gustav ROSE weiter:
| "Es bleibt daher wünschenswerth, dass die HH. Breithaupt und Plattner auch ihre Arbeiten einer nochmaligen Revision unterwerfen möchten." |
Die sogenannte Nickelspeise ist als ein Produkt aus Blaufarbenwerken schon länger bekannt. Friedrich WÖHLER beschrieb 1832 die Kristalle dieses Materials als vierseitige Tafeln bzw. als abgestumpfte "Quadratoctaëder". In heutiger Terminologie würde man die Kristalle als tetragonale Dipyramiden in Kombination mit dem Basispinakoid bezeichnen. Nach der chemischen Analyse schreibt WÖHLER: "Die Zusammensetzung dieses krystallinischen Hüttenproducts wird also durch 3Ni + 2As ausgedrückt."
Gustav ROSE (1833) konnte einige Kriställchen der Nickelspeise vermessen und das von WÖHLER gefundene Kristallsystem bestätigen. Als Achsenabschnittsverhältnis bestimmte ROSE a : c = 1 : 1,124.
Nachdem BREITHAUPT 1841 den Plakodin beschrieben und SCHNABEL (1851) ihn bereits 10 Jahre wieder diskreditiert und als identisch mit der Nickelspeise angesehen hatte, herrschte noch eine gewisse Unsicherheit über das Kristallsystem und die Zusammensetzung. Jakob BRAUN (1879) führte weitere Kristallvermessungen an der Nickelspeise durch. Er konnte zahlreiche weitere Formen finden und stellte fest, dass sich die Angaben zu den Flächen durch BREITHAUPT (1841) auf die Daten von ROSE (1833) und damit auf tetragonale Symmetrie reduzieren lassen. Als Formel gab BRAUN Ni38As20(S8Sb1) bzw. vereinfacht Ni3As2 an.
GRÜNLING (1913) hatte die Ähnlichkeit von Maucherit mit Nickelspeise bereits angedeutet. Weitere Untersuchungen dazu führte A. ROSATI (1914) durch. Er bestätigte, dass das Hüttenprodukt Plakodin und natürlicher Maucherit von Eisleben tetragonal kristallisieren und in Kristallform sowie chemischer Zusammensetzung praktisch identisch sind. Als Achsenabschnittsverhältnisse fand er a : c = 1 : 1.0780 für den Maucherit und 1 : 1.1185 für den Plakodin.
Temiskamit von Ontario - ein sehr kurzlebiges Mineral
Lediglich ein Jahr nachdem Friedrich GRÜNLING (1913) den Maucherit veröffentlichte, erschien von T.L. WALKER (1914) die Beschreibung eines neues Nickelarsenids von der Moose Horn Mine, Elk Lake, Temiskaming District, Ontario, Canada. Das Mineral bildete rundliche Massen von radialer, faseriger Struktur in Calcit. Als Formel wurde Ni4As3 angegeben. WALKER nannte das Mineral nach dem Fundort Temiskamit.
Bei Versuchen zur Ausfällung von Silber durch Nickelarsenide kam Chase PALMER (1914) noch im gleichen Jahr zu dem Ergebnis, dass Temiskamit und der kurz vorher beschriebene Maucherit die Formel Ni4As3 aufweisen und beide identisch sind. PALMER verwendete für seine Versuche Maucherit von Eisleben und Mansfeld aus "Thüringen" (beide Vorkommen liegen in Sachsen-Anhalt).
Nach Untersuchung von Erzanschliffen bestätigte Jean ORCEL (1928) die Identität von Maucherit und Temiskamit. Er nahm für beide die Formel Ni3As2 an, wie sie ursprünglich für den Maucherit aufgestellt wurde.
Eine neue Formel für den Maucherit
Um die Frage nach der korrekten Formel zu klären und die Identität von Maucherit und Temiskamit eindeutig zu bestätigen, führte M.A. PEACOCK (1940) weitere Untersuchungen durch. Er verwendete dazu Maucherit von der Typlokalität Eisleben, von Sudbury, Ontario, Canada, von Orford, Quebec, Canada, sowie Typmaterial von Temiskamit. Für die röntgenografischen Untersuchungen kamen kleine tafelige Kristalle von Maucherit aus Eisleben zum Einsatz. Dabei wurde die tetragonale Symmetrie bestätigt und die Laue-Symmetrie 4/mmm sowie die Gitterparameter a = 6.844 und c = 21.83 Å gefunden. Eine ausgeprägte Subzelle mit a' = a/2 ist vorhanden. Als Raumgruppe diskutiert PEACOCK die beiden enantiomorphen Formen P41212 und P43212. Für die Subzelle lässt sich die Raumgruppe I41/amd angeben. Die Pulverdaten von Maucherit von verschiedenen Proben ließen sich komplett mit der Subzelle indizieren. Maucherit weist wahrscheinlich eine Defekt-Struktur mit einer Vakanz bei einer Nickelposition auf. Die Formel lautet Ni11As8 mit Z = 4 für die eigentliche Zelle und Z = 1 für die Subzelle. Das Verhältnis von Nickel zu Arsen liegt damit zwischen den Werten von GRÜNLING (1913) und WALKER (1914). PEACOCK bestätigte noch einmal die Identität des Hüttenprodukts Plakodin sowie des Minerals Temiakamit mit dem Maucherit.
Weitere strukturelle Untersuchungen
Eine Strukturanalyse an synthetischem Maucherit führte Michael E. FLEET (1973) durch. Die Angaben von PEACOCK (1940) wurden dabei bestätigt. Ni11As8 kristallisiert tetragonal, P41212, mit a = 6.8724 und c = 21.821 Å mit Z = 4. Nickel tritt sowohl in Fünfer-Koordination zum Arsen in tetragonalen Pyramiden als auch in Sechser-Koordination in gestreckten Oktaedern. Die ungewöhnliche Fünfer-Koordination findet sich zum Beispiel auch in Millerit. Die Struktur von Maucherit weist einen beträchtlichen Grad von Fehlordnung auf.
Maucherit kann bis zu 5,5 At.-% Palladium an Stelle von Nickel einbauen (GERVILLA et al., 1994). Es gibt jedoch keine analoge Palladium-Verbindung und auch generell keine zum Maucherit analoge Verbindung.
Emil MAKOVICKY & Stefano MERLINO (2009) beschrieben Maucherit als eine OD-Struktur (order-disorder). Danach wird Maucherit aus Schichten aufgebaut, die eine Fehlordnung bei der Orientierung der Stapelung zeigen. Die einfachsten Stapelungen resultieren entweder in einer tetragonalen Struktur mit Raumgruppe P41212 oder in einer monoklinen Struktur mit C2/c. Daneben können auch Polytypen mit komplizierterer Stapelung oder Fehlordnung existieren.
Maucherit mit Baryt. Eisleben, Sachsen-Anhalt. Größe der Stufe 8 cm. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Chemische Analyse von Maucherit (in Masse-%)
| Maucherit Eisleben GRÜNLING (1913) 1) |
Plakodin angeblich Grube Jungfer, Müsen PLATTNER (1843) |
Nickelspeise Hüttenprodukt ROSE (1851) |
Maucherit Eisleben PEACOCK (1940) |
Maucherit, theoretische Zusammensetzung | |
| Ni | 52.71 | 57.044 | 49.45 | 50.03 | 51.86 |
| Co | 2.15 | 0.910 | 0.81 | 0.84 | |
| Pb | 0.20 | ||||
| Fe | 0.40 | 0.45 | Spur | ||
| Cu | 0.862 | 1.16 | 0.13 | ||
| As | 43.67 | 39.707 | 44.72 | 45.90 | 48.14 |
| S | 0.17 | 0.617 | 1.82 | 0.18 | |
| Gangart | 0.40 | 1.66 | |||
| Summe | 99.70 | 99.140 | 98.41 | 98.74 | 100.00 |
1) Analyse von PRANDTL
Literatur:
BRAUN, J. (1879): Ueber Nickelspeise (Placodin).- Zeitschrift für Krystallographie und Mineralogie 3, 421-425
BREITHAUPT, A. (1841): Plakodin, ein neuer Kies.- Annalen der Physik und Chemie 129 (= Poggendorfs Annalen der Physik und Chemie 53; = 2. Reihe 23), 631-632
FLEET, E.F. (1973): The crystal structure of maucherite (Ni11As8).- American Mineralogist 58, 203-210
GERVILLA, F.; MAKOVICKY, E.; MAKOVICKY, M. & ROSE-HANSEN, J. (1994): The system Pd-Ni-As at 790 degrees and 450 degrees C.- Economic Geology 89, 1630-1639
GRÜNLING, F. (1913): Maucherit Ni3As2, ein neues Nickelmineral aus den Kobaltrücken des Mansfelder Kupferschiefers.- Centralblatt für Mineralogie, Geologie und Paläontologie, 225-226
MAKOVICKY & MERLINO, S. (2009): OD (order-disorder) character of the crystal structure of maucherite Ni11As8.- European Journal of Mineralogy 21, 855-862
PALMER, C. (1914): Studies in silver enrichment. Tetranickel triarsenide, its capacity as silver precipitant.- Economic Geology 9, 664-674
PEACOCK, M.A. (1940): On maucherite (nickel-speise, placodine, temiskamite).- Mineralogical Magazine 25, 557-572
PLATTNER, C.F. (1843): Chemische Untersuchung des Plakodins von der Grube Jungfer, bei Müsen, zwischen Eisenspath und Nickelglanz vorgekommen.- Annalen der Physik und Chemie 134 (= Poggendorfs Annalen der Physik und Chemie 58; = 2. Reihe 28), 283-286
RAMMELSBERG, C.F. (1849): Repertorium des chemischen Theils der Mineralogie. Viertes Supplement zu dem Handwörterbuch des chemischen Theils der Mineralogie.- Berlin, Verlag von C.G. Lüderitz, LVIII + 272 p. (p. 180)
ROSATI, A. (1914): Über Maucherit und Placodin.- Zeitschrift für Krystallographie und Mineralogie 53, 389-393
ROSE, G. (1833): XIX. Mineralogische Bemerkungen. 4. Ueber die Krystallform der Nickelspeise.- Annalen der Physik und Chemie 104 (= Poggendorfs Annalen der Physik und Chemie 28), 433-435
ROSE, G. (1851): Ueber Nichelspeise und Plakodin.- Annalen der Physik und Chemie 160 (= Poggendorfs Annalen der Physik und Chemie 84; = 3. Reihe 24), 589-590
SCHNABEL (1851): Das Breithaupt'sche Mineral "Plakodin" wahrscheinlich ein Hüttenproduct.- Annalen der Physik und Chemie 160 (= Poggendorfs Annalen der Physik und Chemie 84; = 3. Reihe 24), 585-588
WALKER, T.L. (1914): Temiskamite, a new nickel arsenide from Ontario.- American Journal of Science (Ser. 4), 37, 170-172
WÖHLER, F. (1832): Anlysee eines krystallisirten Arseniknickels.- Annalen der Physik und Chemie 101 (= Poggendorfs Annalen der Physik und Chemie 25), 302-304
