DOI: https://doi.org/10.5194/ejm-38-1-2026
تاريخ النشر: 2026-01-06
المؤلف: Dan Topa وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات المعادن والأحجار الكريمة
نظرة عامة
كيشتايت، مع الصيغة الكيميائية Cu\(_2\)AgAsS\(_4\)، هو معدن تم التعرف عليه حديثًا من رواسب Ag-Pb-Zn في أوتشوتشاكوا في بيرو. يتشكل على شكل بلورات معدنية لامعة ومكعبة تصل إلى 3 مم في الحجم، يتميز بلون رمادي مع لمسة خضراء نحاسية وخط رمادي-أسود. المعدن هش، يفتقر إلى الكسور أو الانقسام المرئي، ويظهر لون رمادي في الضوء المستقطب دون انعكاسات داخلية ملحوظة. تشمل خصائصه البصرية الحد الأدنى من التغير اللوني والضعف في الاتجاهية، مع تدرجات دوران تتراوح من الرمادي الأخضر إلى الرمادي. تشير قياسات الانعكاس إلى قيم R\(_{min}\)/R\(_{max}\) تبلغ 25.2/26.1 (470 نانومتر)، 29.6/29.4 (546 نانومتر)، 29.4/29.2 (589 نانومتر)، و28.5/28.6 (650 نانومتر).
بلوريًا، يتبنى الكيشتايت هيكلًا رباعي السطوح ضمن مجموعة الفضاء I 42m، مع معلمات خلية وحدة a = 5.5834(15) Å، c = 10.021(3) Å، وحجم 312.40(14) Å\(^3\). تم تحسين هيكل البلورة إلى R\(_1\) = 0.0199 لـ 286 انعكاس، وهو مشتق من السفاليريت من خلال استبدال منظم للزنك مع النحاس والفضة، مشابهًا لاشتقاق القصدير من السفاليريت. يكشف نمط حيود مسحوق الأشعة السينية عن المسافات d الرئيسية والشدة، مع أقوى القمم عند 3.101 Å (100)، 2.792 Å (11)، و1.974 Å (20). تم تسمية المعدن تكريمًا لفرانك كيشت لمساهماته في علم المعادن في رواسب أوتشوتشاكوا.
مقدمة
تناقش مقدمة الورقة مجموعة متنوعة من المعادن التي تتميز بالتكوين \( M_I^2 M_I M_V S_4 \)، والتي تم اشتقاقها من هيكل السفاليريت من خلال استبدال منظم للزنك (Zn). تشمل الأمثلة البارزة سلسلة اللوزونيت-الفاميتينيت وإنارجيت، وهو شكل متحول من اللوزونيت. يتم تصنيف المعادن إلى مجموعتين فرعيتين: مجموعة القصدير الفرعية، الممثلة بـ \( Cu_2 FeSnS_4 \)، ومجموعة الكيستريت الفرعية، الممثلة بـ \( Cu_2 ZnSnS_4 \). تظهر هذه المجموعات الفرعية أنماطًا مميزة من الاستبدال المنظم الذي يشمل الزنك ومعادن أخرى، حيث تظهر مجموعة القصدير الفرعية نمط استبدال أكثر تعقيدًا مقارنة باللوزونيت والفاميتينيت.
تقدم الورقة الكيشتايت (\( Cu_2 AgAsS_4 \))، وهو معدن تم التعرف عليه حديثًا وهو الأول من نوعه الذي يتميز بمعادن مختلفة لـ \( M_I \) في التركيب \( M_I^2 M_I M_V S_4 \). تم اكتشافه في منطقة الألابانديت من رواسب Ag-Pb-Zn في أوتشوتشاكوا، بيرو، وتم تسميته تكريمًا لفرانك كيشت لمساهماته في علم المعادن في المنطقة. تم الاعتراف رسميًا باكتشاف المعدن وتصنيفه من قبل الجمعية الدولية لعلم المعادن، مع إيداع المواد النموذجية في متحف التاريخ الطبيعي في فيينا ومجموعة إضافية في مجموعة هارفارد.
مناقشة
تحدد الأبحاث الكيشتايت ضمن رواسب أوتشوتشاكوا المتعددة المعادن، تحديدًا في قسم سوكوررو الذي يتميز بتركيزات عالية من الفضة (Ag) والمنغنيز (Mn). تعتبر هذه الرواسب بارزة لكونها الموقع النوعي لعدة كبريتيدات تحتوي على المنغنيز ومعادن الفضة، بما في ذلك الأغمونتينيت والسبرايت. يتم تفصيل الخصائص الفيزيائية للكيشتايت، مع ملاحظة لمعانه المعدني، ولونه الرمادي مع لمسة خضراء نحاسية، وكثافة محسوبة تبلغ 4.663 جرام/سم³. تكشف الخصائص البصرية عن الحد الأدنى من التغير اللوني والاتجاهية، مع بيانات الانعكاس التي تشير إلى ضعف الاتجاهية مقارنة باللوزونيت، وهو معدن مرتبط كيميائيًا.
يكشف التحليل البلوري باستخدام تقنيات حيود الأشعة السينية أن هيكل الكيشتايت مشتق من السفاليريت المكعب من خلال استبدالات منظمة للزنك (Zn) مع النحاس (Cu) والحديد (Fe) مع الفضة (Ag) والزرنيخ (As). الأبعاد الناتجة لخلايا الوحدة الرباعية أكبر من تلك الخاصة بالسفاليريت، مع قيم محددة لـ \(a, b = 5.5834\) Å و\(c = 10.021\) Å. تسلط الدراسة الضوء على الظهور الفريد للكيشتايت ومعادن الفضة النادرة الأخرى في رواسب أوتشوتشاكوا، مما يساهم في فهم تنوع المعادن في هذه المنطقة. تم الإبلاغ عن الكيشتايت أيضًا في مواقع أخرى، بما في ذلك منجم كلارا في ألمانيا ورواسب خام سكارامب في رومانيا، مما يدل على أهميته الجيولوجية الأوسع.
DOI: https://doi.org/10.5194/ejm-38-1-2026
Publication Date: 2026-01-06
Author(s): Dan Topa et al.
Primary Topic: Mineralogy and Gemology Studies
Overview
Keutschite, with the chemical formula Cu\(_2\)AgAsS\(_4\), is a newly identified mineral from the Ag-Pb-Zn deposit at Uchucchacua in Peru. It forms metallic, lustrous, blocky crystals up to 3 mm in size, characterized by a grey color with a green-brassy tint and a grey-black streak. The mineral is brittle, lacking visible fractures or cleavages, and displays a grey hue in plane-polarized light without significant internal reflections. Its optical properties include minimal pleochroism and weak anisotropy, with rotation tints ranging from greenish grey to grey. Reflectance measurements indicate R\(_{min}\)/R\(_{max}\) values of 25.2/26.1 (470 nm), 29.6/29.4 (546 nm), 29.4/29.2 (589 nm), and 28.5/28.6 (650 nm).
Crystallographically, keutschite adopts a tetragonal structure within the space group I 42m, with unit cell parameters a = 5.5834(15) Å, c = 10.021(3) Å, and a volume of 312.40(14) Å\(^3\). The crystal structure, refined to R\(_1\) = 0.0199 for 286 reflections, is derived from sphalerite through ordered substitution of Zn with Cu and Ag, akin to the derivation of stannite from sphalerite. The X-ray powder diffraction pattern reveals key d-spacings and intensities, with the strongest peaks at 3.101 Å (100), 2.792 Å (11), and 1.974 Å (20). The mineral is named in honor of Frank Keutsch for his contributions to the mineralogy of the Uchucchacua deposit.
Introduction
The introduction of the paper discusses a variety of minerals characterized by the composition \( M_I^2 M_I M_V S_4 \), which are derived from the sphalerite structure through ordered substitution of zinc (Zn). Notable examples include the luzonite-famatinite series and enargite, a polymorph of luzonite. The minerals are categorized into two subgroups: the stannite subgroup, represented by \( Cu_2 FeSnS_4 \), and the kësterite subgroup, represented by \( Cu_2 ZnSnS_4 \). These subgroups exhibit distinct patterns of ordered substitution involving Zn and other metals, with the stannite subgroup showing a more complex substitution pattern compared to luzonite and famatinite.
The paper introduces keutschite (\( Cu_2 AgAsS_4 \)), a newly identified mineral that is the first of its kind to feature two different metals for \( M_I \) in the \( M_I^2 M_I M_V S_4 \) composition. Discovered in the alabandite zone of the Ag-Pb-Zn deposit at Uchucchacua, Peru, keutschite is named in honor of Frank Keutsch for his contributions to mineralogy in the region. The mineral’s discovery and classification have been officially recognized by the International Mineralogical Association, with holotype material deposited in the Naturhistorisches Museum Wien and additional specimens in Harvard’s collection.
Discussion
The research identifies keutschite within the Uchucchacua polymetallic deposit, specifically in the Socorro section characterized by high concentrations of silver (Ag) and manganese (Mn). This deposit is notable for being the type locality for several Mn-bearing sulfides and Ag minerals, including agmantinite and spryite. The physical properties of keutschite are detailed, noting its metallic luster, grey color with a green-brassy tint, and a calculated density of 4.663 g/cm³. Optical properties reveal minimal pleochroism and anisotropy, with reflectance data indicating weaker anisotropy compared to luzonite, a chemically related mineral.
Crystallographic analysis using X-ray diffraction techniques reveals that keutschite’s structure is derived from cubic sphalerite through ordered substitutions of zinc (Zn) with copper (Cu) and iron (Fe) with silver (Ag) and arsenic (As). The resulting tetragonal unit cell dimensions are larger than those of sphalerite, with specific values of \(a, b = 5.5834\) Å and \(c = 10.021\) Å. The study highlights the unique occurrence of keutschite and other rare Ag-bearing minerals in the Uchucchacua deposit, contributing to the understanding of mineral diversity in this region. Keutschite has also been reported in other locations, including the Clara mine in Germany and the Sȃcȃrâmb ore deposit in Romania, indicating its broader geological significance.