Chalkosin
Chalkosin, veraltet auch als Kupferglanz oder Kupferglas bekannt, ist ein häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“ mit der Zusammensetzung Cu2S (auch α-Cu2S[3]) und ist damit chemisch gesehen ein Kupfer(I)-sulfid.
| Chalkosin | |
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| Allgemeines und Klassifikation | |
| Andere Namen |
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| Chemische Formel | Cu2S |
| Mineralklasse (und ggf. Abteilung) |
Sulfide, Sulfosalze – Metall : Schwefel, Selen, Tellur > 1:1 |
| System-Nr. nach Strunz und nach Dana |
2.BA.05a (8. Auflage: II/B.01) 02.04.07.01 |
| Kristallographische Daten | |
| Kristallsystem | monoklin |
| Kristallklasse; Symbol | monoklin-prismatisch; 2/m[2] |
| Raumgruppe | P21/c (Nr. 14)[3] |
| Gitterparameter | a = 15,25 Å; b = 11,88 Å; c = 13,49 Å β = 116,3°[3] |
| Formeleinheiten | Z = 48[3] |
| Häufige Kristallflächen | {110}, {010}, {001}, {111}, {112}, {113}, {023}[4] |
| Zwillingsbildung | Durchkreuzungszwillinge nach (112) und -drillinge nach (110)[4] |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mohshärte | 2,5 bis 3 |
| Dichte (g/cm3) | gemessen: 5,5 bis 5,8; berechnet: 5,80[5] |
| Spaltbarkeit | undeutlich nach {110}[5] |
| Bruch; Tenazität | muschelig |
| Farbe | bleigrau, stahlgrau, matt schwarz anlaufend |
| Strichfarbe | dunkelgrau |
| Transparenz | undurchsichtig |
| Glanz | Metallglanz |
Chalkosin kristallisiert im monoklinen Kristallsystem, ist in jeder Form undurchsichtig (opak) und entwickelt meist prismatische, tafelige und durch Zwillingsbildung auch pseudohexagonale Kristalle. Des Weiteren findet er sich in Form körniger bis massiger Aggregate. Frische Proben sind zunächst von bleigrauer bis stahlgrauer Farbe und metallischem Glanz. Mit der Zeit laufen sie jedoch schwarz an und werden matt.
Etymologie und Geschichte
Den Namen Chalkosin erhielt das Mineral 1832 durch François Sulpice Beudant, der die Bezeichnung aus dem griechischen Wort χαλκός chalkos für Kupfer ableitete.[6]
Bekannt war das Mineral allerdings bereits im 16. Jahrhundert unter der bergmännischen Bezeichnung Kupferglas und später als Kupferglanz.[7]
Klassifikation
Bereits in der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Chalkosin zur Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort zur Abteilung der „Sulfide etc. mit [dem Stoffmengenverhältnis] M : S > 1 : 1“, wo er zusammen mit Djurleit, Berzelianit und Weissit die „Chalkosin-Berzelianit-Gruppe“ mit der System-Nr. II/A.01 bildete.
Im Lapis-Mineralienverzeichnis nach Stefan Weiß, das sich aus Rücksicht auf private Sammler und institutionelle Sammlungen noch nach dieser alten Form der Systematik von Karl Hugo Strunz richtet, erhielt das Mineral die System- und Mineral-Nr. II/B.01-10. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies der Abteilung „Sulfide, Selenide und Telluride mit [dem] Verhältnis Metall : S,Se,Te > 1 : 1“, wo Chalkosin zusammen mit Anilith, Digenit, Djurleit, Geerit, Roxbyit, Spionkopit und Yarrowit die Gruppe der „Kupfersulfide“ bildet (Stand 2018).[8]
Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) bis 2009 aktualisierte[9] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Chalkosin ebenfalls in die Abteilung der „Metallsulfide, M : S > 1 : 1 (hauptsächlich 2 : 1)“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach den in der Verbindung vorherrschenden Metallen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „mit Kupfer (Cu), Silber (Ag), Gold (Au)“ zu finden ist, wo es als einziges Mitglied die unbenannte Gruppe 2.BA.05a bildet.
Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Chalkosin in die Klasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort in die Abteilung der „Sulfidminerale“ ein. Hier ist er zusammen mit Djurleit, Digenit, Roxbyit, Anilith, Geerit und Spionkopit in der nach ihm benannten „Chalkosingruppe (Formel: Cu2-xS)“ mit der System-Nr. 02.04.07 innerhalb der Unterabteilung „Sulfide – einschließlich Seleniden und Telluriden – mit der Zusammensetzung AmBnXp, mit (m + n) : p = 2 : 1“ zu finden.
Kristallstruktur
Chalkosin, genauer Tief-Chalkosin (auch Tiefkupferglanz) kristallisiert monoklin in der Raumgruppe P21/c (Raumgruppen-Nr. 14) mit den Gitterparametern a = 15,25 Å; b = 11,88 Å; c = 13,49 Å und β = 116,3° sowie 48 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[3]
Bei einer Temperatur von über 103 °C geht Tief-Chalkosin in die hexagonale Modifikation über und wird entsprechend als Hoch-Chalkosin oder auch Hoch-Kupferglanz bezeichnet. Die Raumgruppe von Hoch-Chalkosin ist Raumgruppe P63/mmc (Raumgruppen-Nr. 194) und die Gitterparameter betragen a = 3,95 Å und c = 6,75 Å bei 2 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[3]
Bildung und Fundorte
Als häufige Mineralbildung ist Chalkosin an vielen Fundorten anzutreffen, die hauptsächlich in zwei Bildungsarten unterschieden werden:
In Gang- und Verdrängungs-Lagerstätten, seltener auch in pegmatitisch-pneumatolytischen Lagerstätten, die von aufsteigenden (aszendenten) hydrothermalen Lösung durchdrungen werden, bildet sich Chalkosin meist in Paragenese mit Bornit, Enargit, verschiedenen Fahlerzen, Pyrit und anderen Sulfiden.
Bekannte Lagerstätten dieser Art sind unter anderem Butte (Montana) in den USA, Schesqasghan (ehemals Džezkazgan) in Kasachstan, Tsumeb in Namibia, Musina (ehemals Messina) in Südafrika und die „Turjinskii Mine“ (Turginsk Mine) am Fluss Turja im Nordural in Russland.[10]
In absteigenden (deszendenten) Sedimentations- und Zementationszonen reichert sich Chalkosin oft durch Ausfällen von kupfersulfathaltigen Lösungen an, wobei andere Sulfide verdrängt werden. Viele dieser erzreichen Zementationszonen und Ganglagerstätten sind vor allem in Europa und den USA inzwischen abgebaut und der Abbau von eher armen porphyrischen Kupfererzlagerstätten ist oft nur bei sekundären Anreicherungen wirtschaftlich möglich. Bekannte Lagerstätten sind hier unter anderem die Bingham Canyon Mine (Utah) und Bisbee (Arizona) in den USA sowie Cerro de Pasco in Peru.[11] Von großer Bedeutung sind auch die Kupferschiefer bei Mansfeld-Sangerhausen in Deutschland, die Kupfermergel in der Umgebung von Legnica in Polen, Qonyrat (Kounrad) in Kasachstan, Olmaliq (Almalyk) in Usbekistan sowie das mittelasiatische Altaigebirge.[10]
In der Oxidationszone ist dagegen Chalkosin nicht beständig und wird entweder durch gediegen Kupfer, durch das Sulfid Covellin, durch das Oxid Cuprit oder die Carbonate Azurit und Malachit ersetzt.[11]
Als häufige Mineralbildung ist Chalkosin an vielen Orten anzutreffen, wobei bisher (Stand: 2012) rund 4500 Fundorte[12] als bekannt gelten, so unter anderem auch auf der Antarktischen Halbinsel, in Gesteinsproben vom Mittelatlantischen Rücken und Ostpazifischen Rücken.[13]
Bekannt aufgrund außergewöhnlicher Chalkosinfunde sind außerdem die „M’Sesa Mine“ bei Kambove (Provinz Katanga) in der Demokratischen Republik Kongo, wo bis zu 25 cm große Kristalle gefunden wurden. Gut ausgebildete Kristalle mit mehreren Zentimetern Durchmesser traten auch bei Redruth und St Just (England) im Vereinigten Königreich, Bristol (Connecticut) und in der „Flambeau Mine“ bei Ladysmith (Wisconsin) in den USA auf.[14]
Verwendung
Chalkosin war bis zur Erschöpfung der ergiebigsten Abbaugebiete in England und den USA ein wichtiger Rohstoff zur Gewinnung von Kupfer. Heute spielt Chalkosin neben anderen Kupfersulfiden wie Bornit und Covellin noch eine große Rolle als Erzmineral in schichtgebundenen Lagerstätten wie z. B. um Lubin in Niederschlesien, Polen.
Siehe auch
Literatur
- Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7., vollständige überarbeitete und aktualisierte Auflage. Springer, Berlin [u. a.] 2005, ISBN 3-540-23812-3, S. 32.
- Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 118–125.
Weblinks
- Chalkosin. In: Mineralienatlas Lexikon. Stefan Schorn u. a., abgerufen am 4. Mai 2020.
- Chalcocite search results. In: rruff.info. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF), abgerufen am 4. Mai 2020 (englisch).
- American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Chalcocite. In: rruff.geo.arizona.edu. Abgerufen am 4. Mai 2020 (englisch).
Einzelnachweise
- Malcolm Back, William D. Birch, Michel Blondieau und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: March 2020. (PDF; 2,44 MB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, März 2020, abgerufen am 1. Mai 2020 (englisch).
- David Barthelmy: Chalcocite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 4. Mai 2020 (englisch).
- 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. 62.
- Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 119.
- Chalcocite. 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; 66 kB; abgerufen am 4. Mai 2020]).
- F. S. Beudant: Chalkosine, cuivre sulfuré. In: Traité Élémentaire de Minéralogie. Band 2, 1832, S. 408–410 (rruff.info [PDF; 119 kB; abgerufen am 4. Mai 2020]).
- Hans Lüschen: Die Namen der Steine. Das Mineralreich im Spiegel der Sprache. 2. Auflage. Ott Verlag, Thun 1979, ISBN 3-7225-6265-1, S. 260 (als Kupferglanz).
- 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.
- Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,82 MB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Januar 2009, abgerufen am 4. Mai 2020 (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. 297–298.
- Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 122.
- Chalcocite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 4. Mai 2020 (englisch).
- Fundortliste für Chalkosin beim Mineralienatlas und bei Mindat, abgerufen am 4. Mai 2020.
- Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien-Enzyklopädie (= Dörfler Natur). Edition Dörfler im Nebel-Verlag, Eggolsheim 2002, ISBN 978-3-89555-076-8, S. 20.