Tsumcorit ist ein selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“. Er kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung Pb(Zn,Fe3+)2(AsO4)2(OH,H2O)2 und ist damit chemisch gesehen ein wasserhaltiges Blei-Zink-Eisen-Arsenat mit einem variablen Anteil an zusätzlichen Hydroxidionen.
Tsumcorit entwickelt prismatische, nach der b-Achse gestreckte, keilförmige Kristalle bis 6 mm Größe, die typischerweise zu radialstrahligen Kügelchen und subparallelen Bündeln zusammentreten. Daneben bildet er auch federartige, knollige, krustige, erdige oder pulverige Aggregate.
Die Typlokalität des Minerals ist die Tsumeb Mine in Namibia, wo es in Hohlräumen einer Hornstein-Dolomit-Brekzie zusammen mit Beudantit, Anglesit und Mimetesit sowie Karminit, Arseniosiderit, Pharmakosiderit, Beaverit und Skorodit auftrat.
Etymologie und Geschichte mini|links|Tsumcorit wurde nach der Tsumeb Corporation benannt, deren Wahrzeichen der De-Wet-Schacht ist Als Entdecker des Tsumcorits gilt Bruno H. Geier (1902–1987), der ehemalige Chefmineraloge der Tsumeb Corporation. Beim Auffahren der 30. Sohle in der Tsumeb Mine wurde in der von der Oxidation besonders stark betroffenen östlichen Randzone des Erzschlauchs im Abbau „49 Ost“ ein kavernöser Lagerstättenteil mit einer für Tsumeb bis dahin nicht beobachteter Mineralgemeinschaft angefahren.
Das unbekannte Mineral war im Jahre 1964 erstmals in einem Monatsbericht des Forschungslaboratoriums der Tsumeb Corporation Limited erwähnt und aufgrund einer routinemäßigen qualitativen Analyse im chemischen Laboratorium der Gesellschaft zunächst für zinkhaltigen Karminit angesehen worden. Weitere, im Mineralogischen Institut der Universität Karlsruhe durchgeführte Untersuchungen führten zu dem Ergebnis, dass es sich um eine bisher unbekannte Mineralart handelt, welche 1969 von der International Mineralogical Association (IMA) unter der Nummer „IMA 1969-047“ anerkannt und 1971 von einem deutschen Forscherteam mit Bruno Geier, K. Kautz und G. Müller im deutschen Wissenschaftsmagazin „Neues Jahrbuch für Mineralogie, Monatshefte“ als Tsumcorit beschrieben wurde.
Benannt wurde das Mineral nach der Tsumeb Corporation Limited in Anerkennung ihrer jahrelangen, intensiven Bemühungen um die spezielle Erforschung der Mineralogie der Erzlagerstätte von Tsumeb.
Ein Aufbewahrungsort für das Typmaterial von Tsumcorit ist nicht dokumentiert.
Die Geschichte des Tsumcorits begann allerdings schon fast 40 Jahre früher, als der legendäre Münchner Mineralienhändler Wilhelm Maucher 1929 eine Stufe mit dem Mineral „Sideronatrit“ aus Tsumeb an das damalige British Museum of Natural History in London (heute Natural History Museum) vermittelte. Diese Stufe aus dem British Museum (Probe Nr. BM 1929,93) stellte deren Kustos Peter G. Embrey dem Mineralogischen Institut der Universität Karlsruhe 1969 für vergleichende Untersuchungen zur Verfügung. Sie erwies sich ebenfalls als Tsumcorit. Da die Stufe von Maucher bereits 1925 erworben wurde, muss sie aus der „Ersten Oxidationszone“ (dem Eisernen Hut) der Lagerstätte Tsumeb stammen. Im Jahre 1961 wurde bei der Vorstellung des Mineralbestandes der Grube „Michael“ im Weiler bei Lahr/Schwarzwald ein „Blei-Zink-Arsenat (Formel unbekannt)“ beschrieben, welches sich Jahre später ebenfalls als Tsumcorit herausstellte.
Klassifikation Die aktuelle Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) zählt den Tsumcorit zur Tsumcoritgruppe mit der allgemeinen Formel Me(1)Me(2)2(XO4)2(OH,H2O)2, in der Me(1), Me(2) und X unterschiedliche Positionen in der Struktur der Minerale der Tsumcoritgruppe mit Me(1) = Pb2+, Ca2+, Na+, K+ und Bi3+; Me(2) = Fe3+, Mn3+, Cu2+, Zn2+, Co2+, Ni2+, Mg2+ und Al3+ und X = As5+, P5+, V5+ und S6+ repräsentieren. Zur Tsumcoritgruppe gehören neben Tsumcorit noch Cabalzarit, Cobaltlotharmeyerit, Cobalttsumcorit, Ferrilotharmeyerit, Gartrellit, Helmutwinklerit, Kaliochalcit, Krettnichit, Lotharmeyerit, Lukrahnit, Manganlotharmeyerit, Mawbyit, Mounanait, Natrochalcit, Nickellotharmeyerit, Nickelschneebergit, Nickeltsumcorit, Phosphogartrellit, Rappoldit, Schneebergit, Thometzekit, Yancowinnait und Zinkgartrellit.
In der seit 1977 veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz ist der Tsumcorit noch nicht verzeichnet.
Im zuletzt 2018 überarbeiteten und aktualisierten Lapis-Mineralienverzeichnis nach Stefan Weiß, das sich im Aufbau noch nach dieser alten Form der Systematik von Karl Hugo Strunz richtet, erhielt das Mineral die System- und Mineral-Nr. VII/C.31-050. In der Lapis-Systematik entspricht dies der Klasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort der Abteilung „Wasserhaltige Phosphate, ohne fremde Anionen“, wo Tsumcorit zusammen mit Cabalzarit, Cobaltlotharmeyerit, Cobalttsumcorit, Ferrilotharmeyerit, Gartrellit, Helmutwinklerit, Krettnichit, Lotharmeyerit, Lukrahnit, Manganlotharmeyerit, Mawbyit, Mounanait, Nickellotharmeyerit, Nickelschneebergit, Nickeltsumcorit, Phosphogartrellit, Rappoldit, Schneebergit, Thometzekit, Yancowinnait und Zinkgartrellit die „Tsumcorit-Gartrellit-Gruppe“ mit der Systemnummer VII/C.31 bildet.
Die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Tsumcorit ebenfalls in die Abteilung der „Phosphate usw. ohne zusätzliche Anionen; mit H2O“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen und dem Stoffmengenverhältnis vom Phosphat-, Arsenat- bzw. Vanadatkomplex zum Kristallwassergehalt, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit großen und mittelgroßen Kationen; RO4 : H2O = 1 : 1“ zu finden ist, wo es als alleiniger Namensgeber die „Tsumcoritgruppe“ mit der Systemnummer 8.CG.15 und den weiteren Mitgliedern Cabalzarit, Cobaltlotharmeyerit, Cobalttsumcorit, Ferrilotharmeyerit, Krettnichit, Lotharmeyerit (Rd), Manganlotharmeyerit, Mawbyit, Mounanait, Nickellotharmeyerit, Nickelschneebergit, Schneebergit und Thometzekit bildet.
In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Tsumcorit die System- und Mineralnummer 40.02.09.01. Dies entspricht ebenfalls der Klasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort der Abteilung „Wasserhaltige Phosphate etc.“, wo das Mineral zusammen mit Cobalttsumcorit, Helmutwinklerit, Mawbyit, Nickelschneebergit, Rappoldit, Schneebergit und Thometzekit in einer unbenannte Gruppe/„Helmutwinklerit-Untergruppe“ mit der Systemnummer 40.02.09 innerhalb der Unterabteilung „Wasserhaltige Phosphate etc., mit A2+(B2+)2(XO4) × x(H2O)“ zu finden ist.
Chemismus Mikrosondenanalysen an Tsumcorit ergaben Mittelwerte von 33,39 % PbO; <0,1 % CaO; 10,62 % Fe2O3; < 0,1 % Al2O3; 14,97 % ZnO; 0,15 % CuO; 36,20 % As2O5; < 0,1 % P2O5; < 0,1 % V2O5; < 0,1 % SO3 sowie 4,44 % H2O (theoretischer Gehalt). Daraus errechnete sich auf der Basis von 10 Sauerstoffatomen die empirische Formel Pb0,95(Zn1,17Fe0,85)Σ=2,01(AsO4)2,01[(OH)0,70(H2O)1,17]Σ=1,87, die zu Pb(Zn,Fe)(AsO4)2(OH,H2O)2 vereinfacht wurde.
Tsumcorit ist das namengebende Mineral der Tsumcoritgruppe. Die generelle Formel für die Tsumcoritgruppe ist Me(1)Me(2)2(XO4)2(OH,H2O)2 mit Me(1) = Pb, Ca, Na und Bi; Me(2) = Fe, Mn, Cu, Zn, Co, Ni und Al sowie X = P, As, V und S. Mischkristallbildung findet hauptsächlich auf der Me(2)-Position, weniger häufig dagegen auf der X- und Me(1)-Position statt. Tsumcorit stellt das zinkdominante Analogon zum Fe3+-dominierten Mawbyit, zum cobaltdominierten Cobalttsumcorit sowie zum nickeldominierten Nickeltsumcorit dar. Tsumcorit bildet eine Mischkristallreihe mit Mawbyit gemäß den folgenden Strukturformeln:
Tsumcorit: Pb(Zn2−xFe3+x)(AsO4)2(OH)x(H2O)2−x mit x ≤ 1 und Mawbyit: Pb(Fe3+xZn2−x)(AsO4)2(OH)x(H2O)2−x mit x > 1.
Zahllose Analysen ergaben für Tsumcorit sensu stricto ein Maximum um Zn1,20Fe0,80 mit einem lückenlosen Bereich von Zn1,60Fe0,40 bis Zn1,05Fe0,95, was 0,40 ≤ x ≤ 0,95 entspricht. Die Mischkristallbildung unter Einbeziehung des zweiwertigen Zn2+-Ions und des dreiwertigen Fe3+-Ions führt zu einer Variation im Zn2+:Fe3+-Verhältnis, wobei die Ladungsbilanz durch Anpassung des OH:H2O-Verhältnisses eingestellt wird. Ein Zn2+:Fe3+-Verhältnis von 1:1 würde für die Ladungsbilanz genau eine (OH)−-Gruppe und ein H2O-Molekül erfordern. Bei diesem heterovalenten Austausch handelt es sich demnach um eine gekoppelte Substitution unter Einbeziehung von OH/H2O-Gruppen: [Zn2+(H2O)]2+ ↔ [Fe3+(OH)−]2+.
Kristallstruktur Tsumcorit kristallisiert im monoklinen Kristallsystem in der mit den Gitterparametern a = 9,117–9,163 Å; b = 6,321–6,347 Å; c = 7,577–7,611 Å und β = 115,07–115,45° sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle.
Die Kristallstruktur des Tsumcorits besteht aus (Zn,Fe)O6-Koordinationsoktaedern, die über gemeinsame Kanten zu Ketten parallel verknüpft sind. AsO4-Tetraeder mit gemeinsamen Ecken verbinden diese Ketten, wodurch parallel zur a-b-Fläche liegende Schichten der Zusammensetzung [(Zn,Fe)(OH,OH2AsO4]− entstehen. Die Schichten werden durch Wasserstoffbrückenbindungen und durch Pb[6+2]-Atome verbunden, die spezifische Positionen mit der Symmetrie zwischen diesen Schichten einnehmen. Es existieren sechs kurze Pb-O-Bindungen und zwei schwächere Bindungen. Die Me(2)-Position ist oktaedrisch koordiniert; Eisen- und Zinkatome ersetzen hier einander mit einer mittleren (Zn,Fe)-O-Distanz im (Zn,Fe)(OH,OH2)O4-Koordinationsoktaeder von 2,065 Å. Kristallchemische und analytische Hinweise legen nahe, dass das Eisen im Tsumcorit dreiwertig (Fe3+) ist.
Tsumcorit ist isotyp (isostrukturell) zu jenen monoklinen Mineralen der Tsumcoritgruppe, die in der kristallisieren. Dazu zählen neben Cabalzarit, Cobaltlotharmeyerit, Cobalttsumcorit, Ferrilotharmeyerit, Krettnichit, Lotharmeyerit, Manganlotharmeyerit, Mawbyit, Mounanait, Nickellotharmeyerit, Nickelschneebergit, Nickeltsumcorit, Schneebergit und Thometzekit auch Natrochalcit und Kaliochalcit.
Eigenschaften Morphologie mini|rechts|Gelbe Tsumcorit-Kristalle aus der Tsumeb Mine in Namibia in garbenförmigen bis radialen Aggregaten (Sichtfeld: 7 mm) mini|rechts|Radialstrahliges Tsumcorit-Aggregat mit bis 6 mm langen Kristallen aus der Tsumeb Mine (Größe: 1,2 cm × 1,2 cm × 0,7 cm) Tsumcorit bildet prismatische, nach gestreckte, keilförmige Kristalle bis 6 mm Größe, an denen neben der tragenden Form, dem Pinakoid parallel der b-Achse {20}, auch das Prisma {11} als terminierende Form sowie {100}, {010}, {011}, {22} und {40} identifiziert worden sind (vergleiche dazu auch die nebenstehenden Zeichnung). Die Kristalle treten typischerweise zu radialstrahligen Kügelchen und subparallelen Bündeln zusammen. Häufiger bildet der Tsumcorit aber federartige, krustige, erdige oder pulverige Aggregate. Ferner werden dicke, bis faustgroße Knollen beschrieben.
Physikalische und chemische Eigenschaften Die Kristalle des Tsumcorits sind blass bis intensiv gelb, hell zitronengelb, hell bis dunkel gelbbraun oder tief rotbraun, farblos bis gelbbraun oder hellgelb, gelb, orange oder rot. Daneben werden auch graue Aggregate beschrieben. Die unterschiedlichen Färbungen beruhen wahrscheinlich auf einem wechselnden Chemismus und Mischkristallbildungen mit anderen Vertretern der Tsumcoritgruppe. Die Strichfarbe des Tsumcorits wird mit gelb angegeben, womit Tsumcorit eines der wenigen Minerale mit einem gelben Strich ist (weitere Beispiele sind Auripigment, Realgar, Krokoit, Greenockit oder verschiedene Uranglimmer). Eisenärmere Vertreter zeigen einen weißlichen bis blassgelben Strich. Die Oberflächen der durchscheinenden Kristalle weisen einen glasartigen Glanz auf, was auch in Übereinstimmung mit dem mittleren Wert für die Lichtbrechung (n ≈ 1,90) steht.