The new natural layered double hydroxide, Zn2Al(OH)6Cl·H2O, from the Lavrion ore District, Greece

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The new natural Zn2Al-Cl layered double hydroxide (LDH) has been discovered among pro-ducts of the supergene alteration of sphalerite-rich ores at the Hilarion mine, Lavrion District, Attikí Prefecture, Greece. It forms intergrowth with wermlandite-like LDH and unidentified mineral phases. The chemical composition is (wt %, electron microprobe, H2O content is calculated by stoichiometry): ZnO 51.89, Al2O3 16.09, As2O5 1.83, Cl 10.08, H2O 22.87, –O=Cl2 –2.28, total 100.50. The empirical formula calculated on the basis of the sum of all metal atoms equal to 3 apfu is Zn2.01Al0.99(OH)5.94Cl0.90(AsO4)0.05×H2O. Associated minerals are aluminoceladonite (phengite), quartz, calcite, smithsonite, adamite, insufficiently studied LDHs, and goethite. The new natural Zn2Al-Cl LDH occurs as aggregates of split platy crystals up to 70 μm across and up to 10 μm thick. It has Mohs hardness about 2, mica-like cleavage on (001) and malleable tenacity. It is white with pearly lustre. The Zn2Al-Cl LDH crystallizes in space group R-3m, the unit-cell parameters are: a = 3.073(4), c = 23.14(3) Å, V = 189.1(6) Å3. The strongest lines of the powder X-ray diffraction pattern [d, Å (I, %) (hkl)] are: 7.71 (100) (003), 3.857 (52) (006), 2.594 (29) (012), 2.307 (40) (015), 1.9585 (11) (018). The calculated density is 2.78 g·cm–3. The natural Zn2Al-Cl LDH is optically uniaxial (+); w = 1.576(3), Nmax = 1.592(3). Chemically, the studied new natural LDH is a Zn-analogue of chlormagaluminite that explains similarities in their infrared spectra. The closest structural analogue is 3R polytype of iowaite that is also a chloride LDH, while chlormagaluminite is known as 2H polytype only.

Full Text

Restricted Access

About the authors

E. S. Zhitova

Institute of Volcanology and Seismology Far East Branch RAS

Author for correspondence.
Email: zhitova_es@mail.ru
Russian Federation, Bulvar Piypa, 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006

N. V. Chukanov

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS

Email: zhitova_es@mail.ru
Russian Federation, Akad. Semenova 1, Chernogolovka, 142432

I. V. Pekov

Moscow State University

Email: zhitova_es@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119991

C. Schäfer

Gustav Stresemann-Strasse 34

Email: zhitova_es@mail.ru
Germany, Untereisesheim, 74257

D. I. Belakovskiy

Fersman Mineralogical Museum RAS

Email: zhitova_es@mail.ru
Russian Federation, Leninsky Prospekt 18-2, Moscow, 119071

K. V. Van

Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy RAS

Email: zhitova_es@mail.ru
Russian Federation, Chernogolovka, 142432

A. A. Zolotarev

Saint Petersburg State University

Email: zhitova_es@mail.ru
Russian Federation, University emb. 7/9, Saint Petersburg, 193004

References

  1. Britvin S. N., Dolivo-Dobrovolsky D.V., Krzhizhanovskaya M. G. Software for proceedings the X-ray powder diffraction data obtained from the curved image plate detector of Rigaku RAXIS Rapid II diffractometer. Zapiski RMO (Proc. Russian Miner. Soc.). 2017. Vol. 146. N 3. P. 104—107 (in Russian).
  2. Feoktistov G. D., Ivanov S. I., Kashaev A. A., Klyuchnskii L. N., Taskina N. G., Ushchapovskaya Z. F. Occurrence of chlormanasseite in the USSR. International Geology Review. 1979. Vol. 21. P. 1229—1232.
  3. Kashaev A. A., Feoktistov G. D., Petrova S. V. Chlormagaluminite, (Mg, Fe2+)4Al2(OH)12(Cl,1/2CO3)2(H2O)2, a new mineral of the manasseite-sjögrenite group. Zapiski RMO (Proc. Russian Miner. Soc.). 1982. Vol. 111. N 1. P. 121—127 (in Russian).
  4. Kuhn Th., Poellmann H. University of Halle, Dept. of Mineralogy and Geochemistry, Germany. ICDD Grant-in-Aid, 2005.
  5. Lozano R. P., Rossi C., La Iglesia Á., Matesanz E. Zaccagnaite-3R, a new Zn-Al hydrotalcite polytype from El Soplao cave (Cantabria, Spain). Amer. Miner. 2012. Vol. 97. P. 513—523.
  6. Merlino S., Orlandi P. Carraraite and zaccagnaite, two new minerals from the Carrara marble quarries: their chemical compositions, physical properties, and structural features. Amer. Miner. 2001. Vol. 86. P. 1293—1301.
  7. Mills S. J., Christy A. G., Génin J. M., Kameda T., Colombo F. Nomenclature of the hydrotalcite supergroup: natural layered double hydroxides. Miner. Mag. 2012. Vol. 76. N 5. P. 1289—1336.
  8. Momma K., Izumi F. VESTA 3 for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data. J. Appl. Crystall. 2011. Vol. 44. N 6. P. 1272—1276.
  9. Rius J., Allmann R. The superstructure of the double layer mineral wermlandite (Mg7(Al0.57, Fe(3+)0.43)2(OH)18)2+((Ca0.6, Mg0.4)(SO4)2(H2O)12)2–. Zeitschrift für Kristallographie. 1984. Vol. 168. P. 133—144.
  10. Rives V. Layered double hydroxides: present and future. Nova Publishers, 2001.
  11. Zhitova E. S., Chukanov N. V., Pekov I. V., Zolotarev A. A., Shilovskikh V. V., Bocharov V. N. Crystal chemistry of iowaite, Mg6FeIII2(OH)16Cl2×4H2O, a natural layered double hydroxide. Applied Clay Science. 2023. Vol. 243. AN. 107070.
  12. Zhitova E. S., Chukanov N. V., Jonsson E., Pekov I. V., Belakovskiy D. I., Vigasina M. F., Zubkova N. V., Van K. V., Britvin S. N. Erssonite, CaMg7Fe3+2(OH)18(SO4)2⋅12H2O, a new hydrotalcite-supergroup mineral from Långban, Sweden. Miner. Mag. 2021. Vol. 85. N 5. P. 817—826.
  13. Zhitova E. S., Krivovichev S. V., Pekov I. V., Yapaskurt V. O. Crystal chemistry of chlormagaluminite, Mg4Al2(OH)12Cl2(H2O)2, a natural layered double hydroxide. Minerals. 2019. Vol. 9. N 4. Paper 221.
  14. Zhitova E. S., Mikhailenko D. S., Pekov I. V., Korsakov A. V., Zolotarev A. A. Iowaite from the Udachnaya kimberlite pipe, Yakutia: Crystal chemistry and postcrystallization transformations. Doklady Earth Sci. 2024. Vol. 517. P. 1190—1198.
  15. Zhitova E. S., Krivovichev S. V., Pekov I. V., Zolotarev A. A. Hydrotalcite group minerals: crystal chemistry and a new look at “old” minerals. Crystallography Reports. 2025, in press.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. Scanning electron microscopy image of aggregates composed Zn2Al-Cl LDH with epitaxy of a wermlandite-related Zn-Al-SO4 mineral

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Figure 2. Experimental powder X-ray diffraction patterns of Zn2Al-Cl LDH (with hkl indexes) intergrown with wermlandite-related Zn-Al-SO4 mineral and unidentified phases (a, b) and calculated pattern for the natural Zn2Al-Cl LDH (c).

Download (1MB)
Indexing metadata
4. Figure 3. Pawley fit for natural Zn2Al-Cl LDH using structure models of iowaite (modified using experimentally observed unit cell) and wermlandite: blue curve is experimentally obtained and red curve is calculated pattern.

Download (788KB)
Indexing metadata
5. Figure 4. Powder infrared absorption spectra of (a) natural Zn2Al-Cl LDH and (b) chlormagaluminite.

Download (543KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian academy of sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».