Botallackit

Botallackit ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der Halogenide. Er kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit der Zusammensetzung Cu2(OH)3Cl, ist also chemisch gesehen ein Kupfer-Chlor-Oxihalogenid.

Botallackit
Aggregate aus dünntafeligen Botallackitkristallen vom „Cligga Head“ bei Perranzabuloe, Cornwall, Vereinigtes Königreich (Stufengröße: 10,5 cm × 7,0 cm × 3,8 cm)
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Symbol

Blk[1]

Chemische Formel Cu2(OH)3Cl
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)		 Halogenide
System-Nummer nach
Strunz (8. Aufl.)
Lapis-Systematik
(nach Strunz und Weiß)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
III/D.01
III/D.01-045

3.DA.10b
10.01.03.01
Ähnliche Minerale Kapellasit
Kristallographische Daten
Kristallsystem monoklin
Kristallklasse; Symbol monoklin-prismatisch; 2/m
Raumgruppe P21/m (Nr. 11)Vorlage:Raumgruppe/11
Gitterparameter a = 5,7155 Å; b = 6,1255 Å; c = 5,6336 Å
β = 93,090°[2]
Formeleinheiten Z = 2[2]
Häufige Kristallflächen {001}, {100}, {010}, {011}[2]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 4,5, Vickers-Härte VHN25=310 ± 30 kg/mm2
Dichte (g/cm3) gemessen: ≈3,6; berechnet: 3,60[3]
Spaltbarkeit sehr vollkommen parallel {100} bzw. senkrecht zu {001}[2]
Bruch; Tenazität uneben; spröde[4]
Farbe berggrün, bläulichgrün bis grün,[3] smaragdgrün[2]
Strichfarbe weiß,[5] grünlichweiß[4]
Transparenz durchscheinend bis durchsichtig[3]
Glanz Glasglanz bis Perlmuttglanz[4]
Kristalloptik
Brechungsindizes nα = 1,775[6]
nβ = 1,800[6]
nγ = 1,846[6]
Doppelbrechung δ = 0,071
Optischer Charakter zweiachsig positiv[6]
Achsenwinkel 2V = 70° (gemessen), 74° (berechnet)[2]
Pleochroismus schwach in Schattierungen von bläulichgrünen Tönen[6]
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten sehr empfindlich gegenüber Laugen und Ammoniak, bereits von schwachen Säuren wie Essigsäure, Zitronensäure und Ameisensäure leicht angreifbar[5][7]

Botallackit bildet krustige Aggregate aus winzigen und verschachtelten, nur selten idiomorphen Kristallen, die entweder tafelig oder blockig-prismatisch ausgebildet sind. Ihre Farbe ist berggrün oder bläulichgrün bis grün. Typischerweise treten sie in der Oxidationszone von kupferreichen Lagerstätten auf, die entweder hohe Chlor-Konzentrationen aufweisen oder bei der Verwitterung Meerwasser ausgesetzt waren.

Etymologie und Geschichte
Ansicht der Botallack Mine, nach der der Botallackit benannt wurde

Um das Jahr 1865 lenkte der berühmte Mineralienhändler Richard Talling aus Lostwithiel die Aufmerksamkeit des Chemikers und Mineralogen Sir Arthur Herbert Church auf ein mit Atacamit und „Tallingit“ (später als identisch mit Connellit erkannt) vergesellschaftetes, blass berggrünes Mineral aus der Botallack Mine. Church beschrieb das Mineral 1865 als Botallackit, gab aber selber zu, dass seine Untersuchungen unvollständig waren („… my examination of it has been but imperfect …“). Wohl aus diesem Grund taucht das Mineral weder in der 6. Auflage von „Dana’s System of mineralogy“[8] noch in Hintze’s „Handbuch der Mineralogie“[9] als eigenständige Spezies auf, sondern wurde vielmehr als Varietät von Atacamit behandelt. Erst durch die röntgendiffraktometrischen und optischen Ergebnisse der Arbeiten von Clifford Frondel erwies sich, dass es sich bei Botallackit um ein eigenständiges Mineral handelt.[6][10] Die Kristallstruktur des Minerals konnte erstmals 1958 geklärt werden und wurde 1985 noch einmal verfeinert.[11][12]

Den Namen Botallackit erhielt das Mineral 1865 durch Arthur Herbert Church, der es nach seinem Erstfundort, der Botallack Mine, benannte.[5] Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, dass der Erstfundort des Botallackits mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nicht die Botallack Mine war, sondern die direkt unter dem Meeresspiegel liegenden oberen Sohlen (das 20-fathom-level) der benachbarten Abbaue der Grube „Wheal Cock“.[13] Grund für die falsche Benennung des Erstfundortes war offensichtlich eine zu vage Formulierung von Richard Talling.[14] Interessant ist, dass die Klärung des genauen Erstfundortes für den Botallackit ausgerechnet Arthur W. G. Kingsbury zu verdanken ist, dessen falsche Angaben über Fundstellen in Cornwall und angeblich dort gefundene Minerale zu viel Verwirrung selbst unter Wissenschaftlern geführt hatten.[15]

Typmaterial des Minerals wird im Natural History Museum, London, England (Katalog-Nr. 36528) sowie in der Harvard University, Cambridge, Massachusetts, USA (Katalog-Nr. 100805, Holotyp, untersucht durch Clifford Frondel) aufbewahrt.[3]

Klassifikation

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Botallackit zur Abteilung der „Oxihalogenide“, wo er zusammen mit den weiteren Mitgliedern Atacamit, Anthonyit, Belloit, Bobkingit, Calumetit, Gillardit, Haydeeit, Herbertsmithit, Hibbingit, Kapellasit, Kempit, Klinoatacamit, Korshunovskit, Melanothallit, Nepskoeit und Paratacamit die „Atacamit-Reihe“ mit der System-Nr. III/D.01bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Botallackit in die erweiterte Abteilung der „Oxihalogenide, Hydroxyhalogenide und verwandte Doppel-Halogenide“ ein. Diese ist zudem weiter unterteilt nach den in der Verbindung vorherrschenden Metallen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit Cu usw., ohne Pb“ zu finden ist, wo es nur noch zusammen mit Belloit und Klinoatacamit die „Belloitgruppe“ mit der System-Nr. 3.DA.10b bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Botallackit in die Klasse der „Halogenide“ und dort in die Abteilung der „Oxihalogenide und Hydroxyhalogenide“ ein. Hier ist er als alleiniger Vertreter in der unbenannten Gruppe 10.01.03 innerhalb der Unterabteilung „Oxihalogenide und Hydroxyhalogenide mit der Formel A2(O,OH)3Xq“ zu finden.

Chemismus

Botallackit aus der „Levant Mine“ hat die gemessene Zusammensetzung Cu1,99Zn0,01(OH)2,97Cl1,03, Botallackit vom „Graf-Hohenthal-Schacht“ hingegen Cu1,94Co0,04Mn0,02Ca0,01(OH)3,01Cl0,99, was zu Cu2(OH)3Cl idealisiert wurde und Gehalte von 74,49 % CuO, 16,60 % Cl und 12,65 % H2O erfordert.[2]

Obwohl Botallackit ziemlich resistent gegenüber dem Einbau von Zink ist[16][17],[18] weisen einige Botallackite untergeordnete Gehalte an Zn2+ und in geringerem Maße auch an Magnesium auf, erreichen jedoch niemals das Zn:Cu-Verhältnis von Kapellasit (1:3).[19] Botallackit vom Graf-Hohenthal-Schacht besitzt darüber hinaus signifikante Gehalte an Cobalt, Mangan und Calcium. Während Co2+ und Mn2+ an Stelle von Cu2+ in das Kristallgitter eintreten (Substitution), ist die kristallchemische Natur des Calciums unbekannt.[2]

Bei einer künstlich erzeugten, früher als „Bromatacamit“ bezeichneten Substanz handelt es sich um das bromdominante Analogon von Botallackit, welches „Brombotallackit“, Cu2Br(OH)3, genannt wird.[20] Da sie aber ausschließlich künstlich erzeugt wird, stellt diese Substanz kein Mineral im Sinne der Definition dar.

Kristallstruktur
Kristallstruktur von Botallackit, projiziert auf die (a,c)-Ebene. Rot: Kupfer, grün: Chlor, blau: Sauerstoff, grau: Wasserstoff.
Kupfer: Koordination und Bindung in Botallackit

Botallackit kristallisiert monoklin in der Raumgruppe P21/m (Raumgruppen-Nr. 11)Vorlage:Raumgruppe/11 mit den Gitterparametern a = 5,7155 Å; b = 6,1255 Å; c = 5,6336 Å und β = 93,090° sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle.[2]

In der Struktur des Botallackits gibt es wie im Atacamit zwei kristallographisch unterschiedliche Kupfer-Positionen. In beiden Fällen handelt es sich um stark durch Jahn-Teller-Effekte deformierte, oktaedrisch koordiniert Polyeder. Cu(1) ist oktaedrisch durch fünf Hydroxidionen und ein Chloratom koordiniert und bildet [Cu(OH)5Cl]-Polyeder, während Cu(2) durch vier Hydroxidionen und zwei Chloratome ebenfalls oktaedrisch koordiniert ist und [Cu(OH4)Cl2]-Polyeder ausbildet. Jedes Oktaeder teilt sich sechs Kanten mit den umgebenden Oktaedern und bildet so eine zweidimensionale brucitartige Schicht parallel {100} aus kantenverknüpften [Cu2(OH)3Cl]-Oktaedern. Der Zusammenhalt der benachbarten Schichten erfolgt durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Hydroxidionen der einen Schicht und den gegenüberliegenden Chloratomen der benachbarten Schicht. Die resultierende schwache Bindung zwischen den Schichten ist verantwortlich für die sehr vollkommene Spaltbarkeit nach {100} sowie den charakteristisch plattigen Habitus der Botallackitkristalle.[12]

Die auf einem metallischen Bergbauartefakt aus der „Rowley Mine“, Maricopa County, Arizona/USA, identifizierte neue Phase mit der idealisierten Zusammensetzung CuZn(OH)3Cl ist isotyp (isostrukturell) mit Botallackit.[21]

Die thermische Zersetzung des Botallackits erfolgt in zwei Schritten. Zwischen 251 und 281 °C werden 12,65 Gew.-% in Form von H2O frei, zwischen 413 und 437 °C noch einmal 12,83 Gew.-% in Form von Cl.[22]

Eigenschaften
Tracht und Habitus von Botallackitkristallen
dünntafeliger Kristall
blockig-isometrischer Kristall

Morphologie

Die erste umfangreichere kristallographische Beschreibung von Botallackit-Kristallen aus „Wheal Cock“ (als „Bottolackit“ (sic!) in einer Arbeit über Atacamit) stammt von Victor Leopold Ritter von Zepharovich.[23] Obwohl die Flächenformen ganz offensichtlich nicht richtig indiziert sind, wird der Habitus der Kristalle exakt beschrieben.

„Einige Beobachtungen an Atakamit-Krystallen von zwei anderen Localitäten, welche ich ebenfalls Herrn Brezina verdanke, mögen hier noch erwähnt werden. (1) Cornwall. Winzige, smaragdgrüne Kryställchen von zweifachem Habitus (Bottolackit). a) Täfelchen, höchstens 1 mm lang und 3/4 mm breit, vorwaltend von zwei parallelen (101)-Flächen und seitlich durch sehr schmale Flächen von (100), (110) und (210) begrenzt. Die hier ausnahmsweise die Tafelform bedingenden (101) sind aus vielen linearen Stufen gebildet, in denen abwechselnd (101) und (201) einspiegeln, oder es erscheint (101) matt und von einem etwas vortretenden, stark glänzenden Rande umsäumt …“

– Victor Leopold Ritter von Zepharovich

Moderne kristallographische Charakterisierungen von Botallackit-Kristallen sind erst über 130 Jahre später erfolgt.[2] Danach bildet Botallackit krustige Aggregate aus winzigen und verschachtelten, kristallographisch meist nur undeutlich ausgebildeten, bis 3 mm großen Kristallen, wobei ein Ausnahmefund am cornischen „Cligga Head“ Kristalle bis zu 9 mm Länge lieferte. An unterschiedlichen Fundorten weisen die Botallackitkristalle auch unterschiedliche Kristalltracht und unterschiedlichen Kristallhabitus auf. Botallackit aus der „Levant Mine“ bildet dünntafelige Kristalle mit rechteckigem Umriss, die leicht parallel [010] gestreckt sind. Tragende und trachtbestimmende Form ist das Basispinakoid {001}, dazu treten das vordere Pinakoid {100}, das meist nur undeutlich ausgebildete seitliche Pinakoid {010} und das hauptsächlich kantenabstumpfend in Erscheinung tretende Prisma {011}. Botallackit-Kristalle vom „Graf-Hohenthal-Schacht“ sind nahezu isometrisch und blockig-prismatisch ausgebildet, leicht parallel {100} gestreckt und zeigen in ihrer Kristalltracht die Pinakoide {001}, {010} und {100}. Die unterschiedliche Ausbildung der Kristalle beider Vorkommen ist gut in den nebenstehenden Kristallzeichnungen zu erkennen. Daneben findet sich Botallackit in blättrigen oder schuppigen Aggregaten sowie derb.[2]

Physikalische und chemische Eigenschaften

Die Farbe der Kristalle und Aggregate des Botallackits je nach Kristallgröße berggrün, bläulichgrün bis grün und smaragdgrün oder sogar blaugrün bis grünlichblau. Seine Strichfarbe ist hingegen weiß[5] oder grünlichweiß.[4] Die Oberflächen der je nach Größe und Farbintensität durchscheinenden bis durchsichtigen Kristalle weisen einen glas- bis perlmuttartigen Glanz auf.

Botallackit besitzt eine sehr vollkommene Spaltbarkeit parallel zu {100} bzw. senkrecht zu den Flächen des Basispinakoids {001}, bricht aufgrund seiner Sprödigkeit aber ähnlich wie Amblygonit, wobei die Bruchflächen uneben ausgebildet sind.[2]

Die gemessene Vickershärte VHN25=310 ± 30 kg/mm2 entspricht einer Mohshärte von 4,5. Damit gehört Botallackit zu den mittelharten Mineralen, die sich wie die Referenzminerale Fluorit und Apatit mehr oder weniger leicht mit einem Taschenmesser ritzen lassen. Die gemessene Dichte für Botallackit beträgt ≈ 3,6 g/cm³, die berechnete Dichte liegt bei 3,60 g/cm³.[3]

Im Dünnschliff sind die Botallackitkristalle und -kornaggregate blass bläulichgrün.[3] Sie weisen ein moderates Relief auf und sind schwach pleochroitisch in Schattierungen von bläulichgrünen Tönen. Unter gekreuzten Polaren zeigen sich eine hohe Doppelbrechung sowie Interferenzfarben der dritten Ordnung. Wenn die Partikel dünner sind, erscheinen mit blaugrauen Tönen leicht anomale Interferenzfarben der ersten Ordnung. Beim Blick durch ein Chelsea-Filter ändert sich das Erscheinungsbild des Botallackits nicht.[24]

Vor dem Lötrohr und gegen Säuren und Ammoniak verhält sich Botallackit wie Atacamit.[5] Letzterer gibt vor dem Lötrohr im Kölbchen Wasser und wird schwarz. Schmilzt auf Kohle und färbt schon, ohne vorher mit Salzsäure befeuchtet zu sein, die Lötrohrflamme deutlich blau. Gibt in der Oxidationsflamme zwei Beschläge, einen bräunlichen und einen graulichweißen, die sich bei Berührung mit der Reduktionsflamme verflüchtigen. Gibt bei längerem Blasen eine Kugel von metallischem Kupfer. Löslich in Säuren sowie auch in Ammoniak, noch rascher in siedender Cyankalium-Lösung. Dagegen sehr widerstandsfähig gegen Wasser.[9] Sehr empfindlich gegenüber Laugen und Ammoniak, bereits von schwachen Säuren wie Essigsäure, Zitronensäure und Ameisensäure leicht angreifbar.[7]

Modifikationen und Varietäten

Von der Verbindung Cu2(OH)3Cl sind bisher drei natürliche Modifikationen bekannt. Neben dem monoklin kristallisierenden Botallackit sind dies der gleichfalls monoklin kristallisierende Klinoatacamit und der orthorhombisch kristallisierende Atacamit. Von allen drei Cu2(OH)3Cl-Polymorphen ist Atacamit die in der Natur am weitesten verbreitete und Botallackit die seltenste Modifikation. Bei Zimmertemperatur ist Klinoatacamit die stabilste und Botallackit die am wenigsten stabile Phase.[25]

Der trigonale Paratacamit (Cu3(Cu,Zn)(OH)6C12) ist chemisch ähnlich, aber kein Polymorph.[21] Chemisch ähnlich sind auch Belloit (Cu(OH)Cl) und Claringbullit (Cu4[(OH)6Cl|(OH,Cl)]).[26] Darüber hinaus ist Botallackit das chlordominante Analogon der beiden nitratdominierten Dimorphe Gerhardtit und Rouait (Cu2(NO3)(OH)3).

Bildung und Fundorte
Nahaufnahme einer Stufe aus der „Levant Mine“ bei Trewellard nördlich von St Just mit zahllosen Botallackit- kristallen (Stufengröße: 3,5 cm × 2,3 cm × 1,0 cm)
Botallackit auf Quarz aus der „Levant Mine“ (Stufengröße: 7,4 cm × 4,5 cm × 3,4 cm)
Blassgrüne Botallackitkristalle auf Schlacke aus der Schmelzhütte „Herzog Julius“ bei Astfeld unweit Goslar im Harz (Sichtfeld: 4 mm)
Botallackit aus der Sounion Mine No. 19 („Chloridstollen“), Lavrion, Attika, Griechenland (Sichtfeld: 4 mm)

Botallackit bildet sich in der Oxidationszone sulfidischer Kupfer-Lagerstätten, die entweder primär hohe Chlor-Konzentrationen aufweisen oder bei der Verwitterung Meereswasser ausgesetzt waren. Die im Meerwasser enthaltenen Chloridionen perkolieren durch die Erze und liefern dabei das zur Bildung von Botallackit (und Atacamit sowie Paratacamit) notwendige Chlor.

Häufig entsteht Botallackit auch sekundär als Verwitterungsprodukt in meist mittelalterlichen Schlacken ehemaliger Erzverhüttungen. Streng genommen handelt es sich bei den dort gefundenen Phasen aber nicht um Minerale im Sinne der Definition.

Schließlich wurde Botallackit auch in den so genannten Black Smokern im Umfeld des Mittelatlantischen Rückens gefunden.[27] Botallackit wurde hier (Koordinaten des Trans-Atlantic Geotraverse Hydrothermalfeldes (TAG)) in einer Probe aus dem Trans-Atlantic Geotraverse Hydrothermalfeld (TAG), im Atlantischen Ozean, beobachtet, wo er in Form von bis zu 2 mm großen Kristallen das hohle Innere einer Atacamitkruste auskleidet. Die deutlichen Anzeichen von Ätzung und Auflösung zeigen, dass das Mineral gegenüber den Begleitern Atacamit und Paratacamit nur eine metastabile Phase ist.[27] Experimentell erhaltener Botallackit rekristallisiert in Abhängigkeit von der Konzentration von Cu2+ (aq) sehr schnell zu Paratacamit (niedrige Konzentration (mehrere zehner ppm) von Cu2+ in der Lösung) oder Atacamit (mittlere Konzentration (mehrere hunderte ppm) von Cu2+ in der Lösung), wobei bei noch höheren Konzentrationen Atacamit zu Paratacamit rekristallisiert. Folglich ist Paratacamit bei Normaltemperatur der stabilste Trimorph, die Kristallisation des metastabilen Atacamits und Botallackits wird hauptsächlich kinetisch kontrolliert.[25][27]

Als Begleitminerale wurden unter anderem Atacamit, Brochantit, Chalkanthit, Chalkosin, Connellit, Cuprit, Gips, Goethit, gediegen Gold, Hämatit, Kröhnkit und Paratacamit identifiziert.

Als seltene Mineralbildung ist Botallackit nur von wenigen Lokalitäten beschrieben worden. Als bekannt gelten bisher (Stand 2016) rund 50 Fundorte.[28][29] In der als Typlokalität geltenden Botallack Mine im Bergbaurevier St Just, Cornwall, bzw. den Gruben in der unmittelbaren Umgebung wurde das Mineral an mehreren Orten gefunden. Die korrekte Typlokalität des Botallackits sind die oberen Sohlen (das 20-fathom Level, direkt unter dem Meeresspiegel) der Abbaue von „Wheal Cock“ bei St Just. In den späten 1960er Jahren gelang durch Richard Barstow und J. R. Knight ein Fund von Stufen vom 24-fathom-Level (ein Faden entspricht 1,83 m) auf der „Levant Mine“ bei Trewellard nördlich von St Just (der fälschlicherweise der Botallack Mine zugeschrieben wurde).[14] Weitere Funde gut ausgebildeter Kristalle wurden aus den Jahren von 1976 bis 1987 in der Submarine Lode der „Levant Mine“ und in den Jahren von 1984 bis 1986 in der Corpus Christi Load sowie am Allen’s Shaft der „Botallack Mine“ gemeldet.[30] So sind, nachdem die untermeerische Verbindung von der „Geevor Tin Mine“ zur „Levant Mine“ hergestellt worden war, im Januar 1985 in der Submarine Lode der „Levant Mine“ schöne Stufen mit Botallackit auf Atakamit geborgen worden.[31] Im Jahre 1988 wurden noch einmal smaragdgrüne, maximal 4 mm lange Kristalle auf der 235-m-Sohle der South Lode in der „Levant Mine“ gefunden. Weitere Funde aus diesem Bergbaurevier gelangen am „Loe Warren Zawn“ und in „West Wheal Owles“ („Cargodna Mine“), beide bei Botallack unweit St Just.

Der zweite wichtige cornische Fundstellenbezirk für Botallackit ist der Grubenbezirk von St Agnes. Nachdem A. Kingsbury am „Cligga Head“ bei Perranzabuloe schon 1952 erstmals Botallackit gefunden hatte[32] und 1985/86 dort bis 2 mm lange, gestreckte, flachverzerrte Botallackitkristalle aus der „Hanover Cove“ (Vugga Hayle) bei St Agnes geborgen wurden, gelang dem Sammler Michael Merry im April 2007 am Cligga Head ein außergewöhnlicher Neufund mit blaugrünen Botallackitkristallen bis 9 mm Länge, die z. T. in den Hohlräumen weggelöster Kalifeldspäte eines völlig kaolinisierten Granits sitzen. Die Stufen fanden sich direkt am Strand in der Umgebung mineralisierter Erzgänge. Das zur Bildung des Botallackits nötige Kupfer stammt aus der Verwitterung des in den Gängen anstehenden Stannits, das Chlor lieferte das Meerwasser. Man geht davon aus, dass die Kristallisation des Botallackits in situ bereits vor 4000 bis 5000 Jahren begonnen hatte.[30]

Daneben wurde Botallackit noch an einer Reihe weiterer Orte in Cornwall identifiziert. Weitere Funde stammen aus dem „Penlee Quarry“ bei Paul, Mount’s Bay, sowie aus der „Cuddrabridge Mine“ (auch Padstow Consols) am „Gunver Head“ bei Padstow unweit Wadebridge im ehemaligen Distrikt North Cornwall.

Im Vereinigten Königreich ferner aus den „Esgair Hir & Esgair Fraith Mines“ im Gebiet des Nant-y-Moch Reservoir, Talybont, Ceulanymaesmawr, Principal Area Ceredigion, aus den „Mines Royal and Crown Copper Works“, Principal Area Neath Port Talbot County Borough, vom Strand bei Abersoch unweit Llanengan, Lleyn-Halbinsel, Principal Area Gwynedd, alle Wales, sowie aus der „Castletown Mine“ bei Lochgilphead, Strathclyde, Schottland. In Irland aus der „Dooneen Mine“, Allihies, Beara-Halbinsel, und der „Coosheen Mine“, Townland Coosheen, Schull, Mizen-Halbinsel, beide im County Cork, sowie in bis 2 mm großen Kristallen aus der „Stage Mine“ bei Knockmahon, Bonmahon im County Waterford.[33] Aus der „Cap Garonne Mine“ bei Le Pradet, Var, Region Provence-Alpes-Côte d’Azur, und vom Schlackenfundplatz „La Fonderie“ bei Poullaouen, Département Finistère, Bretagne, Frankreich.

In Deutschland stammen Stufen mit schönen Botallackitkristallen bis 0,3 mm Größe aus den Dachbergen des „Graf-Hohenthal-Schachtes“ („Hans-Seidel-Schacht“) bei Eisleben,[34] aus Schlacken der Kupferkammerhütte bei Hettstedt, beide im Mansfelder Becken in Sachsen-Anhalt, sowie vom Schlackenfundplatz „Herzog Julius-Hütte“ bei Astfeld unweit Goslar im niedersächsischen Harz. Ferner von Schlackenhalden der Richelsdorfer Hütte bei Süß-Nentershausen im Revier Richelsdorf, Hessen, und aus dem Uran-Versuchsabbau am Rudolfstein, Weißenstadt, Fichtelgebirge, Franken, Bayern.

In Österreich wurde Botallackit nur auf den Halden am Gratlspitz bei Brixlegg-Rattenberg, Revier Schwaz-Brixlegg im Inntal, Tirol, gefunden. Fundorte in der Schweiz sind unbekannt.

Von den Schlackenfundplätzen „Carpenara“, Val Varenna bei Genua, Metropolitanstadt Genua, Region Ligurien, und „Baratti“ bei Piombino, Provinz Livorno, Region Toskana, beide Italien. In Griechenland aus der „Esperanza Mine“, der „Sounion Mine No. 19“ („Chloridstollen“) unweit Sounion sowie von den nahegelegenen Schlackenfundplätzen, alle bei Lavrion, Attika. Aus dem Westschacht der „Polkowice Mine“ bei Polkowice im Kupferbergbaubezirk Lubin, Woiwodschaft Niederschlesien (Dolnoslaskie), Polen.

Aus der „Mina Santo Domingo“ bei Gatico, Provinz Tocopilla, Región de Antofagasta, Chile. In den Vereinigten Staaten aus der „Southwest Mine“ bei Bisbee in den Mule Mts, aus der „Gallagher Vanadium & Rare Minerals Corporation Mine“ in den Tombstone Hills, beide im Cochise County, sowie aus der „Tonopah-Belmont Mine“ bei Belmont Mountain, Tonopah, Osborn District, Big Horn Mts, Maricopa County, alle in Arizona. Ferner von „Balmat“ im Balmat-Edwards Zinc District, St. Lawrence County, New York, aus der „Eagle Picher Mine“, Creta im Jackson County, Oklahoma, sowie von der Schlackenfundstelle der „ASARCO Smelter Site“, Ruston, Tacoma, Pierce County, Washington.[29]

Weitere Fundorte liegen in Australien, Isle of Man, Japan, Kanada, Kasachstan, Südafrika und im Vereinigten Königreich.[29]

Verwendung

Stufen mit Botallackit-Kristallen stellen in erster Linie für Sammler begehrte Bildungen dar. Daneben spielen Kupferoxychloride wie z. B. Botallackit bei der Korrosion von Kupferlegierungen (Bronzen), aber auch als Pigmente in der Wandmalerei, Buchmalerei und auf Gemälden eine besondere Rolle. Eine Reihe der im Folgenden aufgeführten Verwendungen gilt aber nicht explizit für Botallackit, sondern für die chemische Verbindung Kupferoxychlorid.

Als Pigment

In den Mogao-Grotten bei Dunhuang in der chinesischen Provinz Gansu wurde Botallackit als grüner Bestandteil der Wandmalereien aus dem achten Jahrhundert nachgewiesen.[35] Lange Zeit war unklar, ob dabei Originalpigmente oder Degradationsprodukte von z. B. Malachit vorliegen. Neueren Untersuchungen zufolge handelt es sich bei auf Gemälden gefundenen Pigmenten, von denen man ursprünglich annahm, dass sie aus einem Kupfertrihydroxychlorid (also einem Cu2(OH)3Cl-Polymorph) hergestellt worden sind, um Umwandlungsprodukte originaler Pigmente wie etwa Malachit. Dies gilt in besonderem Maße für Botallackit.[36] Ferner ist Botallackit in einem persischen Manuskript aus dem 15. Jahrhundert nachgewiesen worden, aber die sphärische, zonierte Form der Kristalle deutet darauf hin, dass hier ein synthetisches Analogon des Botallackits vorliegt.[24][37]

In der Chemie

Seit 1950 ist das Vorhandensein von Botallackit als Korrosionsprodukt in Bronzeobjekten bekannt.[6][38][39][40] So ist z. B. in der pulverigen, grünlichblauen Patina einer antiken Bronzestatue der Katzengöttin Bastet[6] aus dem Fogg Art Museum Botallackit nachgewiesen worden. Botallackit wurde auch in einem ägyptischen Weihrauchgefäß im Walters Art Museum, Baltimore, identifiziert.[41] Die Bildung der Cu2(OH)3Cl-Polymorphe einschließlich Botallackit erfolgt dabei im Zusammenhang mit der so genannten Bronzekrankheit („Bronze Disease“), einer Korrosion von Bronzeartefakten.[36] Cu2(OH)3Cl wurde als blau-grünes Farbagenz in pyrotechnischen Erzeugnissen verwendet.[42]

Cu2(OH)3Cl wurde ferner bei der Herstellung von Katalysatoren und als Katalysator bei Halogenierung bzw. Chlorierung und/oder Oxidation genutzt. So ist Cu2(OH)3Cl z. B. als Katalysator bei der Chlorierung von Ethylen verwendet worden.[43]

In der Medizin

Als Mikronährstoff in Tierfuttermischungen werden künstlich hergestellte Dikupfertrihydroxychloride verwendet. Bei der industriellen Produktion werden Äquivalente von Atacamit und Paratacamit hergestellt – und die Entstehung von Botallackit wird dagegen vermieden. Ein chinesisches Patent behandelt allerdings die Herstellung und Verwendung von Botallackit für Tierfutteradditive.

Kupferoxychlorid, Cu2(OH)3Cl, wurde als fungizides Spray (Kontaktfungizid) zum Schutz von Tee, Orangen, Wein, Kautschuk, Kaffee, Cardamom, Baumwolle etc. benutzt; ferner als Spray auf Kautschukpflanzen, um die Angriffe von Phytophthoraauf deren Blätter zu verhindern.[44] In Deutschland sind Pflanzenschutzmittel mit diesem Wirkstoff für den Anbau von Kernobst und Erdbeeren zugelassen.[45] In Österreich und der Schweiz sind Kupferoxychlorid-Präparate bei Kartoffeln und Weinreben sowie bei einer Vielzahl von Obst, Beeren und Gemüsearten erlaubt.[46]

Siehe auch

Literatur
  • Friedrich Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.: Paul Ramdohr, Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 494 (Erstausgabe: 1891).
  • Hans Jürgen Rösler: Lehrbuch der Mineralogie. 4. durchgesehene und erweiterte Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie (VEB), Leipzig 1987, ISBN 3-342-00288-3, S. 368.
  • Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 338.
  • Botallackite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, handbookofmineralogy.org [PDF; 71 kB; abgerufen am 28. März 2019]).
Commons: Botallackite – Sammlung von Bildern

Einzelnachweise
  1. 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]).
  2. Werner Krause: X-ray powder diffraction data for botallackite. In: Powder Diffraction. Band 21, 2006, S. 59–62, doi:10.1154/1.2104548 (englisch).
  3. Botallackite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, handbookofmineralogy.org [PDF; 71 kB; abgerufen am 28. März 2019]).
  4. Rupert Hochleitner, Stefan Weiß: Steckbrief Botallackit. In: Lapis. Band 25 (Heft 1), 2000, S. 9–11.
  5. Arthur Herbert Church: Notes on a Cornish mineral of the atacamite group. In: Journal of the Chemical Society. Band 18, 1865, S. 212–214 (online verfügbar bei rruff.info [PDF; 127 kB; abgerufen am 28. März 2019]).
  6. Clifford Frondel: On paratacamite and some related copper chlorides. In: The Mineralogical Magazine. Band 29, 1950, S. 34–45 (englisch, online verfügbar bei rruff.info [PDF; 578 kB; abgerufen am 28. März 2019]).
  7. Rudolf Duthaler, Stefan Weiß: Mineralien reinigen, präparieren und aufbewahren. Das Arbeitsbuch für den Sammler. 1. Auflage. Christian Weise Verlag, München 2008, ISBN 978-3-921656-70-9, S. 138, 152.
  8. Edward Salisbury Dana: The system of mineralogy of James Dwight Dana. 1837–1868. Descriptive mineralogy. 6. Auflage. Wiley, New York 1892, S. 1–1134.
  9. Carl Hintze: Handbuch der Mineralogie. Abteilung 2, 2. Hälfte: Haloide: Chloride (sowie Bromide, Jodide, Fluoride) und Oxychloride (sowie Oxyfluoride). 1. Auflage. Band 1. Veit & Co., Leipzig 1915, S. 2575.
  10. Michael Fleischer: New Mineral Names. In: The American Mineralogist. Band 36, 1951, S. 384 (englisch, online verfügbar bei minsocam.org [PDF; 274 kB; abgerufen am 28. März 2019]).
  11. A. A. Voronova, B. K. Vainshtein: An electron diffraction study of CuCl2·3Cu(OH)2. In: Sov. Phys. Crystallogr. Band 3, 1958, S. 445–451 (englisch).
  12. Frank C. Hawthorne: Refinement of the crystal structure of botallackite. In: The Mineralogical Magazine. Band 49, 1985, S. 87–89 (englisch, online verfügbar bei rruff.info [PDF; 178 kB; abgerufen am 28. März 2019]).
  13. Arthur W. G. Kingsbury: Some minerals of special interest in southwest England. In: K. F. G. Hosking, G. J. Shrimpton (Hrsg.): Present Views of Some Aspects of the Geology of Cornwall and Devon. 1. Auflage. Royal Geological Society of Cornwall, Truro 1964, S. 247–266 (englisch).
  14. J. R. Knight: Botallackite – A locality correction. In: The Mineralogical Record. Band 33, 2002, S. 347–348 (englisch).
  15. The Mineralogical Record – Kurzbiografie von Arthur W. G. Kingsbury (Memento des Originals vom 30. August 2018 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/mineralogicalrecord.com (englisch)
  16. John Leslie Jambor, John E. Dutrizac, Andrew C. Roberts, Joel D. Grice, Jan T. Szymański: Clinoatacamite, a new polymorph of Cu2(OH)3Cl, and its relationship to paratacamite and “anarakite”. In: The Canadian Mineralogist. Band 34, 1996, S. 61–72 (englisch, online verfügbar bei rruff.info [PDF; 1,2 MB; abgerufen am 28. März 2019]).
  17. Richard S. W. Braithwaite, Kurt Mereiter, Werner H. Paar, A. M. Clark: Herbertsmithite, Cu3Zn(OH)6Cl2, a new species, and the definition of Paratacamite. In: Mineralogical Magazine. Band 68, 2004, S. 527–539 (englisch, online verfügbar bei rruff.info [PDF; 703 kB; abgerufen am 28. März 2019]).
  18. Claude H. Yoder, R. W. Schaeffer, P. F. McCaffrey, A. Rowand, X. Liu, J. Schaeffer: The synthesis of copper/zinc solid solutions of hydroxyl carbonates, sulphates, nitrates, chlorides and bromides. In: Mineralogical Magazine. Band 75, 2011, S. 2573–2582, doi:10.1180/minmag.2011.075.5.2573 (englisch, online verfügbar bei rruff.info [PDF; 703 kB]).
  19. Botallackite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 28. März 2019 (englisch).
  20. H. R. Oswald, Y. Iitaka, S. Locchi, A. Ludi: Die Kristallstrukturen von Cu2(OH)3Br und Cu2(OH)3J. In: Helvetica Chimica Acta. Band 44, 1961, S. 2103–2109, doi:10.1002/hlca.19610440737.
  21. Hexiong Yang, Isabel F. Barton, Marcelo B. Andrade, Robert T. Downs: Crystal structure of a new compound, CuZnCl(OH)3, isostructural with botallackite. In: The American Mineralogist. Band 101, 2016, S. 986–990, doi:10.2138/am-2016-5560 (englisch).
  22. Andrew D. Butterworth: The utilisation of layered hydroxysalts in the separation, immobilisation and long term storage of long-lived radio-anions of nuclear power legacy waste origin. Loughborough University PhD thesis, Loughborough 2013, S. 1–195 (englisch, online verfügbar bei dspace.lboro.ac.uk [PDF; 5,2 MB; abgerufen am 28. März 2019]).
  23. Victor Leopold Ritter von Zepharovich: Die Atakamit-Krystalle aus Süd-Australien. In: Sitzungsberichte der mathematisch-naturwissenschaftlichen Klasse der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften. Band 68 (Jg. 1873). Verlag Carl Gerold’s Sohn, Wien 1874, S. 120–131 (online verfügbar in Sitzungsberichte der mathematisch-naturwissenschaftlichen Klasse der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften S. 130 f. in der Google-Buchsuche).
  24. Nicholas Eastaugh, Valentine Walsh, Tracey Chaplin, Ruth Siddall: Pigment compendium: optical microscopy of historical pigments. 1. Auflage. Elsevier, Butterworth-Heinemann, Amsterdam 2004, ISBN 0-7506-4553-9, S. 62–63 (englisch).
  25. A. M. Pollard, R. G. Thomas, Peter A. Williams: Synthesis and stabilities of the basic copper (II) chlorides atacamite, paratacamite and botallackite. In: The Mineralogical Magazine. Band 53, 1950, S. 557–563 (englisch, online verfügbar bei rruff.info [PDF; 416 kB; abgerufen am 28. März 2019]).
  26. Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System. 9. Auflage. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 172 (englisch).
  27. Mark D. Hannington: The formation of atacamite during weathering of sulfides on the modern seafloor. In: The Canadian Mineralogist. Band 31, 1993, S. 945–956 (englisch, online verfügbar bei rruff.info [PDF; 3,1 MB; abgerufen am 28. März 2019]).
  28. Localities for Botallackite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 28. März 2019 (englisch).
  29. Fundortliste für Botallackit beim Mineralienatlas und bei Mindat
  30. Michael Merry, Stefan Weiß: Sensationaller Neufund: Botallackit vom Cligga Head, Cornwall. In: Lapis. Band 32, Nr. 9, 2007, S. 33–36.
  31. Stefan Weiß: Die Grubenbezirke St. Just und St. Ives in Cornwall. In: Lapis. Band 11, Nr. 5, 1986, S. 9–32.
  32. P. Gay, P. J. Wheatley: Conference Reports: Summarized proceedings of a conference on X-ray analysis – Cardiff, April, 1957. In: British Journal of Applied Physics. Band 8, 1957, S. 433 (englisch).
  33. Richard S. W. Braithwaite, J. Ike Wilson: Botallackite, including good crystals, from Ireland. In: Journal of the Russell Society. Band 7, 2001, S. 96 (englisch, online verfügbar bei mindat.org [PDF; 13,8 MB; abgerufen am 28. März 2019]).
  34. Jürgen Siemroth, Thomas Witzke: Die Minerale des Mansfelder Kupferschiefers. In: Schriftenreihe des Mansfeld-Museums Neue Folge. Band 4, 1999, S. 41.
  35. Ian N. M. Wainwright, Elizabeth A. Moffatt, P. Jane Sirois, Gregory S. Young: Analysis of Wall Painting Fragments from the Mogao and the Bingling Temple Grottoes. In: Neville Agnew (Hrsg.): Conservation of Ancient Sites on the Silk Road. Proceedings of an International Conference on the Conservation of Grotto Sites Mogao Grottoes, Dunhuang The People’s Republic of China 3–8 October 1993. The Getty Conservation Institute, Los Angeles 1993, ISBN 0-89236-416-5, S. 334–340 (englisch, online verfügbar in Analysis of Wall Painting Fragments from the Mogao and the Bingling Temple Grottoes S. 334 f. in der Google-Buchsuche).
  36. David A. Scott: A review of copper chlorides and related salts in bronze corrosion and as painting pigments. In: Studies in Conservation. Band 45, 2000, S. 39–53 (englisch).
  37. Elizabeth West FitzHugh: Appendix 9: Study of pigments on selected paintings from the Verver Collection. In: Glenn D. Lowry, Milo Cleveland Beach (Hrsg.): An annotated and illustrated checklist of the Verver Collection. 1. Auflage. University of Washington Press, Washington, D.C. 1988, ISBN 0-295-96678-5, S. 425–432 (englisch).
  38. Rutherford John Gettens: The corrosion products of an ancient Chinese bronze. In: Journal of Chemical Education. Band 28, 1951, S. 67–71, doi:10.1021/ed028p67 (englisch).
  39. Rutherford John Gettens, Clifford Frondel: Chalconatronite: an alteration product on some ancient Egyptian bronzes. In: Studies in Conservation. Band 2, 1955, S. 64–75, doi:10.2307/1504919 (englisch).
  40. Clifford Frondel, Rutherford John Gettens: Chalconatronite, a new Mineral from Egypt. In: Science. Band 122, Nr. 3158, 1955, S. 75–76, doi:10.1126/science.122.3158.75 (englisch).
  41. Rutherford John Gettens: The corrosion products of metal antiquities. In: Annual Report of the Board of Regents of the Smithsonian Institution for 1963. Band 1964, 1964, S. 547–568 (englisch).
  42. H. Wayne Richardson (Ed.): Handbook of copper compounds and applications. 1. Auflage. Taylor & Francis, New York 1997, ISBN 0-8247-8998-9, S. 71 (englisch).
  43. Carlo Lamberti, Carmelo Prestipino, Francesca Bonino, Luciana Capello, Silvia Bordiga, Giuseppe Spoto, Adriano Zecchina, Sofia Diaz Moreno, Barbara Cremaschi, Marco Garilli, Andrea Marsella, Diego Carmello, Sandro Vidotto, Giuseppe Leofanti: The Chemistry of the Oxychlorination Catalyst: an In Situ, Time-Resolved XANES Study. In: Angewandte Chemie International Edition. Band 41, 2002, S. 2341–2344, doi:10.1002/1521-3773(20020703)41:13<2341::AID-ANIE2341>3.0.CO;2-P (englisch).
  44. Andrej Lubej, Tine Koloini, Ciril Pohar: Industrial precipitation of cupric hydroxy-salts. In: Acta Chim. Slov. Band 51, 2004, S. 751–768 (englisch, online verfügbar bei acta-arhiv.chem-soc.si [PDF; 314 kB; abgerufen am 28. März 2019]).
  45. Richtlinie der Kommission 2009/37/EG vom 23. April 2009 zur Änderung der Richtlinie 91/414/EWG des Rates zwecks Aufnahme der Wirkstoffe Chlormequat, Kupferverbindungen, Propaquizafop, Quizalofop-P, Teflubenzuron und Zeta-Cypermethrin (PDF)
  46. Generaldirektion Gesundheit und Lebensmittelsicherheit der Europäischen Kommission: Eintrag zu Copper oxychloride in der EU-Pestiziddatenbank; Eintrag in den nationalen Pflanzenschutzmittelverzeichnissen der Schweiz, Österreichs (Eingabe von „Kupferoxychlorid“ im Feld „Wirkstoff“) und Deutschlands, abgerufen am 23. Februar 2016.
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