Niedermayrite, Cu₄Cd(SO₄)₂(OH)₆ · 4H₂O, a new mineral from the Lavrion Mining District, Greece

Summary

Niedermayrite, Cu₄Cd(SO₄)₂(OH)₆ · 4H₂O, is a new mineral discovered in 1995 in the Km3-area of the Lavrion mining district, Greece. It forms tiny euhedral plates, commonly intergrown as green crusts up to several cm² in size on a matrix consisting of a brecciated marble with sphalerite, chalcopyrite, galena, greenockite, hawleyite and pyrite. Associated secondary minerals are gypsum, malachite, chalcanthite, brochantite, hemimorphite, hydrozincite, aurichalcite, one unknown Cd-sulfate, monteponite and otavite. Niedermayrite is non-fluorescent and has a bluish-green colour with vitreous lustre, the streak is white. The crystals are brittle with perfect cleavage parallel {010}. Optics: biaxial (−) with nα(calc.), nβ, and nγ =1.609, 1.642(2), and 1.661(2), respectively; orientation nα//b. The calculated density is 3.292 gcm⁻³. The most prominent form is {010}. Analysis by electron microprobe gives CdO 16.5, CuO 45.7, SO₃ 21.6, H₂O 16.2 wt.% (calc. to 100% sum) and the empirical formula Cu_4.29Cd_0.96S_2.01O_11.28 · 6.71 H₂O (based on 18 oxygens p.f.u.). By TGA an H₂O content of 18.9 wt.% was obtained. The ideal formula (confirmed by the crystal structure refinement) is Cu₄Cd(SO₄)₂(OH)₆ · 4H₂O with a theoretical H₂O content of 17.2 wt.%. The strongest lines in the X-ray powder diffraction pattern (Gandolfi camera, visually estimated I, refined lattice parameters a = 5.535(2), b = 21.947(9), c = 6.085(2) Å,β = 91.98(3)°) are: (d_obs[Å]/I_obs/hkl) (11.02/90/0 2 0), (5.874/20/0 1 1), (5.496/100/0 4 0), (5.322/25/0 2 1), (4.079/50/0 4 1), (3.660/20/0 6 0), (3. 437/30/1 5 0), (3.243/40/1 4 1), (2.470/30/2 4 0), (2.425/20/1 4 −2), (2.205/20/2 6 0) and (1.897/20/1 8 2). The mineral is monoclinic, P2₁/m, Z = 2, a = 5.543(1) Å, b = 21.995(4) Å, c = 6.079(1) Å,β = 92.04(3)°, V = 740.7(2) ų. The crystal structure was determined by single crystal X-ray methods and was refined to R1= 0.026, wR2 = 0.056. The structure of niedermayrite is characterized by ²_∞ [Cu₄(OH)₆O₂]²⁻ sheets of edgesharing Cu coordination octahedra parallel to (010) with attached SO₄ tetrahedra, and intercalated CdO₂(H₂O)₄ octahedra with a system of hydrogen bonds. Close relationships to the crystal structures of christelite and campigliaite exist. The new mineral is named for Dr. Gerhard Niedermayr, Naturhistorisches Museum Wien, Austria.

Zusammenfassung

Niedermayrit, Cu₄Cd(SO₄)₂(OH)₆ · 4H₂O, ist ein neues Mineral, das 1995 im Km3-Bereich des Bergbaugebietes Lavrion, Griechenland, gefunden wurde. Es bildet winzige gut ausgebildete Plättchen, häufig miteinander verwachsen in grünen Krusten bis zu mehreren cm² Größe. Die Matrix besteht aus brecciösem Marmor mit Sphalerit, Chalcopyrit, Galenit, Greenockit, Hawleyit und Pyrit. Sekundäre Begleitminerale sind Gips, Malachit, Chalcanthit, Brochantit, Hemimorphit, Hydrozincit, Aurichalcit, ein unbekanntes Cd-Sulfat, Monteponit und Otavit. Niedermayrit fluoresziert nicht, besitzt blaugrüne Farbe mit Glasglanz, der Strich ist weiß. Die Kristalle sind spröd mit perfekter Spaltbarkeit parallel {010}. Optik: biaxial (−) mit nα(ber.), nβ, und nγ=1.609, 1.642(2), und 1.661(2); Orientierung nα//b. Die berechnete Dichte beträgt 3.292 gcm⁻³. Die auffallendste Flächenform ist {010}. Die chemische Analyse mittels Mikrosonde ergibt CdO 16.5, CuO 45.7, SO₃ 21.6, H₂O 16.2wt.% (ber. auf 100% Summe) und die empirische Formel Cu_4.29Cd_0.96S_2.01O_11.28 · 6.71 H₂O (basierend auf 18 Sauerstoffatomen pro Formeleinheit). Aus der TGA wurde ein H₂O Gehalt von 18.9 Gew.% erhalten. Die Idealformel (bestätigt durch die Kristallstrukturverfeinerung) ist Cu₄Cd(SO₄)₂(OH)₆ · 4H₂O bei einem theoretischen H₂O-Gehalt von 17.2 Gew.%. Die stärksten Linien im Pulverdiffraktogramm (Gandolfi Kamera, visuell geschätzte I, verfeinerte Gitterkonstanten a = 5.535(2), b = 21.947(9), c = 6.085(2) Å,β = 91.98(3)°) sind: (d_obs[Å]/I_obs/hkl) (11.02/90/0 2 0), (5.874/20/0 1 1), (5.496/100/0 4 0), (5.322/25/0 2 1), (4.079/50/0 4 1), (3.660/20/0 6 0), (3.437/30/1 5 0), (3.243/40/1 4 1), (2.470/30/2 4 0), (2.425/20/1 4 −2), (2.205/20/2 6 0) und (1.897/20/1 8 2). Das Mineral ist monoklin, P2₁/m, Z = 2, a = 5.543(1) Å, b = 21.995(4) Å, c = 6.079(1) Å,β = 92.04(3)°, V = 740.7(2) ų Die Kristallstruktur wurde mittels Einkristallröntgenmethoden bestimmt und zu R1 = 0.026, wR2 = 0.056 verfeinert. Die Struktur von Niedermayrit ist durch ²_∞ [Cu₄(OH)₆O₂]²⁻ Schichten von kantenverknüpften Cu-Koordinationsoktaedern parallel (010) gekennzeichnet mit damit verbundenen SO₄ Tetraedern und dazwischen befindlichen CdO₂(H₂O)₄ Oktaedem mit einem Wasserstoffbrückensystem. Es bestehen enge Beziehungen mit den Kristallstrukturen von Christelit und Campigliait. Das neue Mineral ist nach Dr. Gerhard Niedermayr, Naturhistorisches Museum Wien, Österreich, benannt.