Pierwsze wystąpienie botallackitu w Polsce (kopalnia Polkowice-Sieroszowice)

• Autorzy: Siuda R. , Łodziński M. , Syczewski M. , Kruszewski Ł. , Pršek J. , Hoffmann P.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0010.0082

Warianty tytułu

EN

The first botallackite occurrence in Poland (Polkowice-Sieroszowice mine)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W wyrobiskach górniczych kopalni miedzi Polkowice-Sieroszowice stwierdzono występowanie botallackitu, stowarzyszonego z paratacamitem, klinoatacamitem, gipsem i halitem. Botallackit krystalizuje z bogatych w chlorki (3500 mg/dm3) wód kopalnianych o podwyższonej temperaturze (33°C). Na podstawie analiz składu chemicznego w mikroobszarze wyróżniono dwie odmiany botallackitu. Pierwsza z nich charakteryzuje się niewielką substytucją jonu Cu2+ przez Pb2+, Fe2+ oraz Zn2+. Średni wzór chemiczny tej odmiany obliczony na podstawie 50 analiz jest następujący: (Cu1,94Pb0,02Fe0,02Zn0,02) Σ = 2,00Cl0,98(OH)3,02. W drugiej odmianie botallackitu stwierdzono znaczą substytucję kationów Cu2+ przez jony Pb2+, Fe2+, Zn2+iMn2+. Średni wzór chemiczny tej odmiany, obliczony na podstawie 40 analiz w mikroobszarze jest następujący: (Cu1,85Pb0,09Fe0,04Zn0,02) Σ = 2,00Cl1,05(OH)2,95. Obliczone parametry komórki elementarnej (metodą Rietvelda) są następujące: a = 5,7165(2), b = 6,1362(2), c = 5,6325(2), β = 92,943(3). Botallackit jest najmniej trwałą polimorficzną odmianą substancji Cu2Cl(OH)3, która ostatecznie rekrystalizuje w znacznie bardziej stabilne polimorfy Cu2Cl(OH)3. Proces przemiany botallackitu może być spowalniany przez wysokie stężenie jonów Ca2+ w wodach kopalnianych. Również zastępowanie miedzi przez inne kationy dwuwartościowe może działać stabilizująco na strukturę tego minerału i zapobiegać jego dalszej transformacji. Wystąpienie botallackitu w kopalni Polkowice- Sieroszowice jest pierwszym udokumentowanym stanowiskiem tego minerału w Polsce.

EN

The presence of botallackite was recognized in an underground galery in the Polkowice-Sieroszowice copper mine. This mineral coexists with paratacamite, clinoatacamite, gypsum and halite. Botallackite crystallized from chloride-reach (3500 mg/dm3), warm (33°C) mine water. On the basis of microprobe analyses, two types of botallackite were recognized. The first one contains only small amounts of Pb, Fe and Zn. These elements substitute Cu2+ ions in small proportions. Empirical formula of this botallackite is: (Cu1.94Pb0.02Fe0.02Zn0.02) Σ = 2.00Cl0.98(OH)3.02. The second type of the mineral were characterized by increased amounts of Pb, Fe, Zn. The empiric formula of this type of botallackite can be expressed as: (Cu1.85Pb0.09Fe0.04Zn0.02) Σ = 2.00Cl1.05(OH)2.95. The calculated unit-cell parameters of botallackite from Polkowice-Sieroszowice mine are as follows: a = 5.7165(2), b = 6.1362(2), c = 5.6325(2), β = 92.943(3). Botallackite is a least stable polymorph of Cu2Cl(OH)3 and finally transforms to more stable polymorphs. The botallackite recrystallization can be inhibit by high concentration of Ca2+ in the mine water. Substitution of Cu2+ ions by other divalent cations can slows the rapidity of recrystalization this mineral and prevent its further transformation also. The Polkowice-Sieroszowice mine is the first occurrence of botallackite in Poland.

Słowa kluczowe

PL

botallackit; paratacamit; klinoatacamit; kopalnia Polkowice-Sieroszowice

EN

botallackite; paratacamite; clinoatacamite; Polkowice-Sieroszowice mine

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 469
• Strony: 217--227
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Siuda R.

• Uniwersytet Warszawski, Wydział Geologii, ul. Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa

autor

Łodziński M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Syczewski M.

• Uniwersytet Warszawski, Wydział Geologii, ul. Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa

autor

Kruszewski Ł.

• Instytut Nauk Geologicznych PAN, ul. Twarda 51/55, 00-818 Warszawa

autor

Pršek J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Hoffmann P.

• KGHM Polska Miedź S.A., Oddział Zakłady Górnicze Polkowice-Sieroszowice, Kaźmierzów 100, 59-101 Polko

Bibliografia

• 1. ANTHONY J.W., BIDEAUX R.A., BLADHK W., NICHOLS M.C. (red), 1997 — Handbook of mineralogy. Mineral. Soc. America, Chantilly, VA 20151-1110, USA. Internet: http://www.handbookofmineralogy. org/ (dostęp: 2001–2005 r., wersja 1).
• 2. BRAITHWAITE R.S.W., MEREITER K., PAAR W.H., CLARK A.M., 2004 — Herbertsmithite, Cu3Zn(OH)6Cl2, a new species, and the definition of paratacamite. Miner. Mag., 68: 527–539.
• 3. BANASZAK A., BANAŚ M., 1996 — Geologia. Cz. II. W: Monografia KGHM Polska Miedź SA. (red. A. Piestrzyński, M. Zaleska- Kuczmierczyk): 1–1220. Wydaw. CBPM „Cuprum” Sp. z o.o., Lubin.
• 4. BUCCOLIERI G., BUCCOLIERI A., DONATI P., MARABELLI M., CASTELLANO A., 2015 — Portable EDXRF investigation of the patinas on the Riace Bronzes. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, B, 343: 101–109.
• 5. CHURCH A.H., 1865 — Notes on a Cornish mineral of the atacamite group. J. Chem. Soc., 18: 212–214.
• 6. DEKOV V., BOYCHEVA T., HALENIUS U., PETERSEN S., BILLSTRÖM K., STRUMMEYER J., KAMENOV G., SHANKS W., 2011 — Atacamite and paratacamite from the ultramafic-hosted Logatchev seafloor vent field (14°45´N, Mid-Atlantic Ridge). Chem. Geol., 286: 169–184.
• 7. EREMIN K., STENGER J., LI GREEN M., 2006 — Raman spectroscopy of Japanese artists’ materials: The Tale of Genji by Tosa Mitsunobu. J. Raman Spectr., 37: 1119–1124.
• 8. FROST R.L., 2003 — Raman spectroscopy of selected copper minerals of significance in corrosion. Spectrochimica Acta, Part A, 59: 1195–1204.
• 9. FROST R.L., MARTENS W., KLOPROGGE T., WILLIAMS P., 2002 — Raman spectroscopy of the basic copper chloride minerals atacamite and paratacamite – implications for the study of copper, brass and bronze objects of archeological significance. J. Raman Spectr., 33: 801–806.
• 10. GRICE D.J., SZYMAŃSKI T.J., JAMBOR L.J., 1996 — The crystal structure of paratacamite a new poliform of Cu2(OH)3Cl. Can. Miner., 34: 73–78.
• 11. HANNINGTON M.D., 1993 — The formation of atacamite during weathering of sulfides on the modern seafloor. Can. Miner., 31: 945–956.
• 12. HARAŃCZYK C., 1972 — Mineralizacja kruszcowa dolnocechsztyńskich osadów euksenicznych monokliny przedsudeckiej. Arch. Miner., 30: 14–172.
• 13. HARAŃCZYK C., JAROSZ J., 1973 — Minerały kruszcowe złoża miedzi monokliny przedsudeckiej. Rudy i Metale, 6: 493–498.
• 14. HAWTHORNE F.C., 1985 — Refinement of the crystal structure of botallackite. Miner. Mag., 49: 87–89.
• 15. JAMBOR J.L., DUTRIZAC J.E., ROBERTS A.C., GRICE J.D., SZYMANSKI J.T., 1996 — Clinoatacamite, a new polymorph of Cu2(OH)3Cl, and its relationship to paratacamite and “anarakite”. Can. Miner., 34: 61–72.
• 16. JAROSZ J., 1973 — Minerały niklowo-kobaltowe ze złoża Lubin-Polkowice. Spraw. z Pos. Komis. Nauk. PAN, 16/1: 56–57.
• 17. KRACHER A., PERTLIK F., 1983 — Zinkreicher Paratacamit, Cu3Zn(OH)6Cl2 aus der Hermina Mine, Sierra Gorda, Chile. Ann. Naturhist. Mus. Wien, 85/A: 93–97.
• 18. KRAUSE W., BERNHARDT H-J., BRAITHWAITE R.S.W., KOLITSCH U., PRITCHARD R., 2006 — Kapellasite, Cu3Zn(OH)6Cl2, a new mineral from Lavrion, Greece, and its crystal structure. Miner. Mag., 70: 329–340.
• 19. KRIVOVICHEV S.V., HAWTHORNE F.C., WILLIAMS P.A., 2016 — Structural complexity and crystallization: the Oswald sequence of phases in the Cu2(OH)3Cl system (botallackite–atacamitec–linoatacamite). Struct. Chem., 28: 153–159.
• 20. KUCHA H., 2007 — Mineralogia kruszcowa i geochemia ciała rudnego złoża Lubin-Sieroszowice. Biul. Inst. Geol., 423: 77–94.
• 21. LIS J., SYLWESTRZAK H., 1986 — Minerały Dolnego Śląska. Wydaw. Geol., Warszawa.
• 22. MA A.L., JIANG S.L., ZHENGY G., KE W., 2015 — Corrosion prod uct film formed on the 90/10 copper-nickel tube in natural seawater: Composition/structure and formation mechanism. Cor. Sci., 91: 245–261.
• 23. MANTOVANI L., TRIBAUDINO M., FACCHINETTI G., 2016 — Amineralogical approach to the authentication of an archaeological artifact: Real ancient bronze from Roman Age or fake? J. Cult. Herit., 21: 876–880.
• 24. MARTENS W., FROST R.L., WILLIAMS P.A., 2003 — Raman and infrared spectroscopic study of the basic copper chloride minerals – implications for the study of the copper and brass corrosion and “bronze disease”. Neues Jahrb. Miner., Abh., 178: 19–7215.
• 25. PIESTRZYŃSKI A., 2016 — Minerały złoża miedzi na monoklinie przedsudeckiej. W: Świat minerałów KGHM (red. J. Kicki, J. Jarosz, A. Dyczko): 1–283. Wydaw. Fundacja dla Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie, Kraków.
• 26. PIESTRZYŃSKI A.,WODZICKI A., 2000 — Origin of the gold deposit in the Polkowice-West Mine, Lubin-Sieroszowice Mining District, Poland. Miner. Deposita, 35: 37–47.
• 27. POLLARD A.M., THOMAS R.G., WILLIAMS P.A., 1989 — Synthesis and stabilities of the basic copper(II) chlorides atacamite, paratacamite and botallackite. Mineral. Mag., 53: 557–563.
• 28. SCHNORRER-KOHLER G., STANDFUSS K.L., 1982 — Connelit, Botallackit und Leadhinit in demantiken Bleischlacken aus Laurion. Aufschluss, 33: 3.
• 29. STOLARCZYK T., KOBYLAŃSKA M., KIETRZAK J., MADZIARZ M., GARBACZ-KLEMPKA A., 2015 — Leszczyna Monografia ośrodka górnictwa i metalurgii rud miedzi: 1–139. Wydaw. Fundacja Archeologiczna Archeo. Radziechów.
• 30. YANG H., BARTON I.F., ANDRADE M.B., DOWNER T., 2016 — Crystal structure of a new compound, CuZnCl(OH)3, isostructural with botallackite. Amer. Miner., 101: 986–990.
• 31. ZHENG X.G., MORI T., NISHIMIYA K., HIGEMOTO W., YAMADA H., NISHIKUBO K., XU C.N., 2005 — Antiferromagnetic transitions in polymorphous minerals of the natural cuprates atacamite and botallackite Cu2Cl(OH)3. Phys. Rev. B – Condens. Matter, 71: 174404–174408.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).