DOI: https://doi.org/10.5194/ejm-38-27-2026
تاريخ النشر: 2026-01-09
المؤلف: Stefan Graeser وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات المعادن والأحجار الكريمة
نظرة عامة
تقدم البحث سبالتيت، وهو معدن جديد من ثنائي كبريتيد الثاليوم بصيغة مثالية $Tl_2Cu_2As_2S_5$، تم اكتشافه في موقع لينغنباخ في سويسرا. يتميز المعدن بلوراته الإيوهيدرالية، الهرمية التي يبلغ طولها حوالي 2 مم وسمكها 0.2 مم، المدفونة في دولوميت ثلاثي. يظهر سبالتيت صلابة موهس تتراوح بين 1.5-2 وبنية بلورية أحادية الميل، مع انقسام ملحوظ على طول المستوى {100}. تكشف قياسات الانعكاس وتحليلات المجهر الإلكتروني عن تركيبة متجانسة، تتكون أساسًا من الثاليوم (47.41 وزن%)، النحاس (15.46 وزن%)، الزرنيخ (17.36 وزن%)، والكبريت (19.20 وزن%).
تسلط النتائج الضوء على ندرة وخصائص سبالتيت الفريدة بين ثنائي كبريتيد الثاليوم، حيث إنه أكبر ثنائي كبريتيد إيديو مورفي تم التعرف عليه في القرن الماضي ويظهر تداخلًا ضئيلًا مع معادن أخرى، وهو أمر نادر في هذا الموقع. بالإضافة إلى ذلك، يفتقر إلى دليل على الحل الصلب ويمثل فقط عينة واحدة تحتوي على ثلاث بلورات. تساهم الترتيبات الذرية للمعدن، التي تعكس مورفولوجيته الشبيهة بالصفائح، في فهم كيمياء البلورات ضمن نظام الثاليوم-الزرنيخ-النحاس-الكبريت. يبرز وجود سبالتيت في منطقة غنية بالثاليوم والزرنيخ تأثير السوائل الهيدروحرارية في تركيز هذه العناصر خلال التحول الألبي.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث اكتشاف معدن جديد يسمى سبالتيت، ممثلًا بثلاث بلورات تم العثور عليها في موقع لينغنباخ في وادي بين، سويسرا. تشتهر هذه المنطقة بمجموعتها الواسعة من المعادن النادرة، حيث أنتجت حوالي 200 نوع معدني مختلف، بما في ذلك 51 نوعًا نموذجيًا. تم دفن عينات المعدن في دولوميت ثلاثي أبيض نقي من نابي مونتي ليون بنين، ويُلاحظ الموقع بشكل خاص لثنائي كبريتيداته الفريدة وغير العادية كيميائيًا، وخاصة تلك التي تحتوي على الزرنيخ والثاليوم والرصاص.
توجد العينة النموذجية من سبالتيت في متحف التاريخ الطبيعي في بازل، بينما تم استخدام واحدة من البلورات لتحليل المجهر الإلكتروني (EMPA) والتحقيقات الأخرى، وهي الآن محفوظة في متحف التاريخ الطبيعي في فيينا. اسم المعدن، المشتق من الكلمة الألمانية “spalten”، يعكس انقسامه المتطور جيدًا. تهدف هذه الدراسة إلى تقديم توصيف شامل لسبالتيت، بما في ذلك تكوينه، تركيبته الكيميائية، خصائصه البصرية، هيكله البلوري، وكيميائه. تعزز النتائج فهم التباينات الهيكلية والكيميائية ضمن نظام الثاليوم-الزرنيخ-النحاس-الكبريت وتساهم في المعرفة الأوسع لمجموعات ثنائي كبريتيد الفريدة الموجودة في لينغنباخ.
مناقشة
يُعرف رواسب لينغنباخ، الواقعة في وادي بين في سويسرا، بمجموعاتها المعدنية الفريدة، وخاصة ثنائي كبريتيد المعادن الغنية بالثاليوم (Tl) والزرنيخ (As). المحجر، الذي تديره مجموعة أبحاث لينغنباخ (FGL)، يُعتبر بارزًا لتركزه على استخراج العينات العلمية بدلاً من الإنتاج الاقتصادي. يبرز اكتشاف المعدن الجديد سبالتيت، الذي يتميز بمحتواه العالي من الثاليوم وشكله البلوري المميز، الكيمياء الجيولوجية الاستثنائية للرواسب. يُعتبر سبالتيت واحدًا من أكبر ثنائي كبريتيد الإيديو مورفي التي تم العثور عليها في أكثر من قرن ويظهر تداخلًا ضئيلًا مع معادن أخرى، وهو أمر غير معتاد لعينات لينغنباخ.
يكشف الهيكل البلوري للمعدن عن بيئات تنسيق معقدة للثاليوم والنحاس والزرنيخ، مع تشوهات زاوية كبيرة بسبب تأثيرات الاستيرك من أزواج الإلكترونات الفردية على أيونات الثاليوم. تشير النتائج إلى أن تشكيل هذه الثنائي كبريتيدات مرتبط بالعمليات الهيدروحرارية التي حركت وركزت الثاليوم والزرنيخ من خامات الكبريتيد الموجودة مسبقًا خلال التحول الألبي. تساهم الخصائص الفريدة لسبالتيت في فهم نظام المعادن Tl-As-Cu-S وتبرز ندرة حدوث هذه العناصر معًا في علم المعادن، حيث تعتبر لينغنباخ موقعًا حيويًا لنوعيات متعددة من ثنائي كبريتيد الثاليوم.
DOI: https://doi.org/10.5194/ejm-38-27-2026
Publication Date: 2026-01-09
Author(s): Stefan Graeser et al.
Primary Topic: Mineralogy and Gemology Studies
Overview
The research introduces spaltiite, a novel thallium sulfosalt with the ideal formula $Tl_2Cu_2As_2S_5$, discovered at the Lengenbach locality in Switzerland. The mineral is characterized by its euhedral, prismatic crystals measuring approximately 2 mm in length and 0.2 mm in thickness, embedded in Triassic dolomite. Spaltiite exhibits a Mohs hardness of 1.5-2 and a monoclinic crystal structure, with notable cleavage along the {100} plane. Reflectance measurements and electron-microprobe analyses reveal a homogeneous composition, primarily consisting of thallium (47.41 wt%), copper (15.46 wt%), arsenic (17.36 wt%), and sulfur (19.20 wt%).
The findings highlight the rarity and unique characteristics of spaltiite among thallium sulfosalts, as it is the largest idiomorphic sulfosalt identified in the past century and shows minimal intergrowth with other minerals, a rarity for this locality. Additionally, it lacks evidence of solid solution and is represented by only one hand specimen containing three crystals. The mineral’s atomic arrangement, which reflects its platelet morphology, contributes to the understanding of the crystal chemistry within the thallium-arsenic-copper-sulfur system. Spaltiite’s occurrence in a region rich in thallium and arsenic further underscores the influence of hydrothermal fluids in the concentration of these elements during alpine metamorphism.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the discovery of a new mineral named spaltiite, represented by three crystals found at the Lengenbach locality in the Binn Valley, Switzerland. This area, renowned for its extensive collection of rare minerals, has yielded approximately 200 different mineral species, including 51 type species. The mineral samples are embedded in pure white Triassic dolomite from the Penninic Monte Leone Nappe, and the locality is particularly noted for its unique and chemically unusual sulfosalts, primarily those containing arsenic, thallium, and lead.
The type specimen of spaltiite is housed in the Natural History Museum in Basel, while one of the crystals was utilized for electron microprobe analysis (EMPA) and other investigations, now stored in the Natural History Museum Vienna. The mineral’s name, derived from the German word “spalten,” reflects its well-developed cleavage. This study aims to provide a thorough characterization of spaltiite, including its paragenesis, chemical composition, optical properties, crystal structure, and chemistry. The findings enhance the understanding of the structural and chemical variations within the thallium-arsenic-copper-sulfur system and contribute to the broader knowledge of the unique sulfosalt assemblages found at Lengenbach.
Discussion
The Lengenbach deposit, located in the Binn Valley of Switzerland, is recognized for its unique mineral assemblages, particularly sulfosalts rich in thallium (Tl) and arsenic (As). The quarry, operated by the Forschungs-Gemeinschaft Lengenbach (FGL), is notable for its focus on scientific specimen extraction rather than economic production. The discovery of the new mineral spaltiite, characterized by its high Tl content and distinct crystal morphology, underscores the deposit’s exceptional geochemistry. Spaltiite is one of the largest idiomorphic sulfosalts found in over a century and exhibits minimal intergrowth with other minerals, which is atypical for Lengenbach specimens.
The mineral’s crystal structure reveals complex coordination environments for Tl, Cu, and As, with significant angular distortions due to the steric effects of lone-electron pairs on Tl ions. The findings suggest that the formation of these sulfosalts is linked to hydrothermal processes that mobilized and concentrated Tl and As from pre-existing sulfide ores during the alpine metamorphism. Spaltiite’s unique characteristics contribute to the understanding of the Tl-As-Cu-S mineral system and highlight the rarity of simultaneous occurrences of these elements in mineralogy, with Lengenbach serving as a critical type locality for several Tl sulfosalts.