Bei natürlich vorkommenden Villamaníniten kann allerdings ein Teil des Kupfers durch Nickel, Cobalt und/oder Eisen sowie ein Teil des Schwefels durch Selen ersetzt (substituiert) sein, daher wird die Formel in verschiedenen Quellen auch mit (Cu,Ni,Co,Fe)(S,Se)2 angegeben.
Villamanínit kristallisiert im monoklinen Kristallsystem und entwickelt meist kleine, pseudokubische Kristalle (unter anderem Kuboktaeder[7]) mit gekrümmten Kristallflächen bis etwa fünf Millimeter Länge, kommt aber auch in Form kugeliger oder traubiger Mineral-Aggregate mit radialstrahliger Struktur vor. Das Mineral ist in jeder Form undurchsichtig (opak) und von überwiegend eisenschwarzer Farbe bei rußschwarzerStrichfarbe, zeigt auf polierten Flächen jedoch eine eher hellblaugraue bis violettgraue Reflexionsfarbe.
Entdeckt wurde das Mineral erstmals in der Mina La Divina Providencia etwa sechs Kilometer ostnordöstlich der Gemeinde Villamanín (Cármenes) in der spanischen Provinz León. Die Erstbeschreibung erfolgte 1919 durch W. R. Schoeller und A. R. Powell, die das Mineral nach dessen Typlokalität benannten.
Das Typmaterial des Minerals wird im Natural History Museum in London (Vereinigtes Königreich) unter den Katalog-Nr. 1919,309 und 1920,7 aufbewahrt.[6]
Die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte[9]9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Villamanínit in die Klasse der „Sulfide und Sulfosalze (Sulfide, Selenide, Telluride, Arsenide, Antimonide, Bismutide, Sulfarsenide, Sulfantimonide, Sulfbismutide)“ und dort in die Abteilung „Metallsulfide mit M: S ≤ 1: 2“ ein. Hier ist das Mineral in der Unterabteilung „M: S = 1: 2, mit Fe, Co, Ni, PGE usw.“ zu finden, wo es zusammen mit Aurostibit, Cattierit, Dzharkenit, Erlichmanit, Fukuchilit, Gaotaiit, Geversit, Hauerit, Insizwait, Kruťait, Laurit, Penroseit, Pyrit, Sperrylith, Trogtalit und Vaesit die „Pyritgruppe“ mit der Systemnummer 2.EB.05a bildet.
In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat Villamanínit die System- und Mineralnummer 02.12.01.06. Das entspricht der Klasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort der Abteilung „Sulfidminerale“. Hier findet er sich innerhalb der Unterabteilung „Sulfide – einschließlich Seleniden und Telluriden – mit der Zusammensetzung AmBnXp, mit (m+n):p=1:2“ in der „Pyritgruppe (Isometrisch: Pa3)“, in der auch Pyrit, Vaesit, Cattierit, Penroseit, Trogtalit, Fukuchilit, Kruťait, Hauerit, Laurit, Aurostibit, Krutovit, Sperrylith, Geversit, Insizwait, Erlichmanit, Dzharkenit, Gaotaiit und Mayingit eingeordnet sind.
Der idealisierten (theoretischen) Zusammensetzung von Villamanínit (CuS2) zufolge, die auch von der IMA angegeben wird,[1] besteht das Mineral aus Kupfer (Cu) und Schwefel (S) im Stoffmengenverhältnis von 1:2, was einem Massenanteil (Gewichts-%) von 49,78% Cu und 50,22% S entspricht.
Mehrere Analysen am Typmaterial aus Spanien, das 1919 von Schoeller und Powel bei handverlesenen sowie an säuregereinigten körnigen und kristallinen Proben durchgeführt wurde, ergab eine Zusammensetzung von 17,65 bis 22,18Gew.-% Cu und 47,87 bis 49,68Gew.-% S sowie zusätzlich deutliche Gehalte von 15,58 bis 18,24Gew.-% Nickel (Ni), 6,79 bis 7,45Gew.-% Cobalt (Co), 4,17 bis 6,00Gew.-% Eisen (Fe) und 0,88 bis 1,54Gew.-% Selen (Se), die einen Teil des Kupfers beziehungsweise Schwefels diadoch ersetzen. Die empirische Mischformel wurde entsprechend mit (Cu,Ni,Co,Fe)(S,Se)2 angegeben.[10]
1921 untersuchte E. Thomson die Proben erneut unter dem Erzmikroskop und stellte fest, dass es sich um eine Mischung aus zwei Mineralen handelte, von denen eines polydymitähnlich weiß, das andere dagegen dunkelgrau war und einer Mischung ähnelte. Das Mineral war daher zwischenzeitlich aufgrund nicht eindeutiger Datenlage diskreditiert (siehe auch J. E. Hibsch 1928 und E. S. Simpson 1932) und wurde als kupfer- und cobalthaltige Varietät von Bravoit[11] angesehen. Eine erneute Analyse, die Max Hutchinson Hey 1962 an 9mg des Typmaterial durchführte, ergab dagegen wiederum eine der Erstanalyse ähnliche Zusammensetzung von 24,0Gew.-% Cu und 54,0Gew.-% S sowie 11,8Gew.-% Ni, 4,0Gew.-% Co, 5,3Gew.-% Fe und 0,06Gew.-% Se.[12]
Schoeller und Powell schlossen aufgrund der beobachteten Kristallformen Oktaeder und Kuboktaeder sowie aus den gemessenen Flächenwinkeln, die den berechneten Winkeln idealer kubischer Körper sehr nah kamen, dass Villamanínit von kubischer Symmetrie sein müsse. Aufgrund rauer Oberflächen waren die Messungen am Goniometer jedoch nur ungenau.[10]
Paul Ramdohr konnte 1937 aufzeigen, dass ein Großteil des Materials zu einem Gemenge aus Chalkopyrit und Linneit verwittert war. Seiner Analyse zufolge zeigte homogenes Material bei der erzmikroskopischen Prüfung ein dem Pyrit analoges Pulverdiagramm, das zonenweise etwas verschieden auf a0 = 5,65 bzw. 5,59Å führte und sprach diese Zonen als Villamanínit an.[12]
Erst 1996 konnten Celia Marcos Pascual, A. Paniagua, D. B. Moreiras, Santiago García-Granda und M. R. Díaz nachweisen, dass Villamanínit nicht wie die anderen Minerale der Pyritgruppe im kubischer, sondern in monokliner Symmetrie kristallisiert. Dazu wählten sie zwei Villamanínitkristalle aus zwei polierten Abschnitten des Typmaterials aus und untersuchten diese sehr sorgfältig. Den Ergebnissen dieser Analyse zufolge kristallisiert Villamanínit in der RaumgruppeP21(Raumgruppen-Nr. 4)Vorlage:Raumgruppe/4 mit den Gitterparameterna=5,704–5,709Å; b=5,703–5,707Å; c=5,704–5,708Å und β=89,99–90,01° sowie 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[5]
Bei der Analyse des Typmaterials stellten W. R. Schoeller und A. R. Powell fest, dass Villamanínit in Pulverform löslich in Salpetersäure ist, wobei eine grünlichblaue, saure Lösung und ein Schwefelkügelchen entsteht. Durch Zugabe von Ammoniak wird die Lösung tiefblau (Nachweis für Kupfer in der Verbindung). Zudem entsteht ein brauner Niederschlag aus Eisen. Durch Erhitzen in der geschlossenen Röhre wird reichlich Schwefel und weniger ausgeprägtes auch Selen ausgetrieben, das sich als Sublimat absetzt.[10]
Mit einer Mohshärte von 4,5 gehört Villamanínit zu den mittelharten Mineralen, das sich wie die Referenzminerale Fluorit (Härte 4) und Apatit (Härte 5) mit einem Taschenmesser ritzen lässt. Eine mehrfach durchgeführte Messung der Vickers-Mikrohärte (VHN) mit einer Prüfkraft von 20g ergab bei kugeligen Aggregaten einen Wert zwischen 535 und 710kg/mm2 und bei idiomorphen Kristallen einen Wert zwischen 440 und 520kg/mm2.[6]
Traubiges Villamanínit-Aggregat aus der Providencia Mine, Spanien (Bildbreite6mm)Körniges Aggregat aus dem gleichen Fundort (Gesamtgröße: 1,7cm× 1,5cm× 1,2cm)
Als seltene Mineralbildung konnte Villamanínit nur an wenigen Fundorten nachgewiesen werden, wobei bisher etwas mehr als 10 Fundorte dokumentiert sind (Stand 2020).[13] Außer an seiner Typlokalität Mina La Divina Providencia bei Villamanín und der nahe gelegenen Mina La Profunda fand sich das Mineral in Spanien bisher nur noch in der Mina Atrevida, wobei dieser Fundort allerdings bisher noch unbestätigt ist.
Weitere bisher bekannte Fundorte sind die Gold-Lagerstätte Shuangwang im Kreis Taibai im Westen der chinesischen Provinz Shaanxi, die Cu-Pb-Zn-Grube Kosaka in der gleichnamigen Gemeinde Kosaka (Akita) auf der japanischen Insel Honshū, das Kupferschiefer-Bergwerk bei Lubin (Niederschlesien) und die Kohlegruben mit hydrothermaler Mineralisation bei Karniowice (Gemeinde Trzebinia) in Polen sowie die Halibut Bay im Prince of Wales-Hyder Census Area im US-Bundesstaat Alaska.[13]
W. R. Schoeller, A. R. Powell:Villamaninite, a new mineral. In: Nature. Band104, 1919, S.326 (englisch, rruff.info[PDF; 1,4MB; abgerufen am 7.Juli 2020]).
W. R. Schoeller, A. R. Powell:Villamaninite, a new mineral. In: Mineralogical Magazine. Band19, 1920, S.14–18 (englisch, rruff.info[PDF; 236kB; abgerufen am 7.Juli 2020]).
Max Hutchinson Hey:A new analysis of villamaninite. In: Mineralogical Magazine. Band33, 1962, S.169–170 (englisch, rruff.info[PDF; 112kB; abgerufen am 7.Juli 2020]).
Hubert E. King, Charles T. Prewitt:Structure and symmetry of CuS2 (pyrite structure). In: American Mineralogist. Band64, 1979, S.1265–1271 (englisch, rruff.info[PDF; 675kB; abgerufen am 7.Juli 2020]).
Peter Bayliss:Crystal chemistry and crystallography of some minerals within the pyrite group. In: American Mineralogist. Band74, 1989, S.1168–1176 (englisch, rruff.info[PDF; 1,2MB; abgerufen am 13.Juli 2020]).
Celia Marcos Pascual, A. Paniagua, D. B. Moreiras, Santiago García-Granda, M. R. Díaz:Villamaninite, a case of noncubic pyrite-type structure. In: Acta Crystallographica Section B. Band52, Nr.6, Dezember 1996, S.899–904, doi:10.1107/S0108768196002996 (englisch, PDF online zum Download verfügbar bei researchgate.net[abgerufen am 7.Juli 2020]).
↑Hugo Strunz, Ernest H. Nickel:Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System. 9. Auflage. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S.103 (englisch).
↑Hans Jürgen Rösler:Lehrbuch der Mineralogie. 4. durchgesehene und erweiterte Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie (VEB), Leipzig 1987, ISBN 3-342-00288-3, S.320.
123Celia Marcos Pascual, A. Paniagua, D. B. Moreiras, Santiago García-Granda, M. R. Díaz:Villamaninite, a case of noncubic pyrite-type structure. In: Acta Crystallographica Section B. Band52, Nr.6, Dezember 1996, S.899–904, doi:10.1107/S0108768196002996 (englisch, PDF online zum Download verfügbar bei researchgate.net[abgerufen am 7.Juli 2020]).
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Villamanínite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, handbookofmineralogy.org[PDF; 65kB; abgerufen am 7.Juli 2020]).
↑Stefan Weiß:Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018. 7., vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2018, ISBN 978-3-921656-83-9.
123W. R. Schoeller, A. R. Powell:Villamaninite, a new mineral. In: Mineralogical Magazine. Band19, 1920, S.14–18 (englisch, rruff.info[PDF; 236kB; abgerufen am 7.Juli 2020]).
