Sphalerit
| Sphalerit | |
|---|---|
 Sphaleritstufe (Größe: 2,3 × 2,3 × 1,2 cm) aus der Idarado Mine, Colorado, USA | |
| Allgemeines und Klassifikation | |
| Andere Namen |
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Chemische Formel | ZnS |
Mineralklasse (und ggf. Abteilung) | Sulfide und Sulfosalze |
System-Nr. nach Strunz und nach Dana | 2.CB.05 (8. Auflage: II/C.01) 02.08.02.01 |
| Ähnliche Minerale | Chrysoberyll, Kassiterit, Rutil, Scheelit, Sinhalit, Tetraedrit, Topas, Zirkon |
Kristallographische Daten | |
Kristallsystem | kubisch[1] |
Kristallklasse; Symbol | kubisch-hexakistetraedrisch; 4 3 m[2] |
Raumgruppe | F43m (Nr. 216)Vorlage:Raumgruppe/216[1] |
Gitterparameter | a = 5,406 Å[1] |
Formeleinheiten | Z = 4[1] |
| Häufige Kristallflächen | {110}, {311}, {311} |
Zwillingsbildung | {111}, {211} |
| Physikalische Eigenschaften | |
Mohshärte | 3,5 bis 4 |
Dichte (g/cm3) | 3,9 (eisenreich) bis 4,2 (rein) |
Spaltbarkeit | vollkommen nach {110} |
Bruch; Tenazität | uneben, spröde |
Farbe | farblos, rot, grün, gelb, gelbbraun, braun bis schwarz durch Gehalt an Eisensulfid |
Strichfarbe | gelblich bis dunkelbraun, nie schwarz |
Transparenz | durchsichtig bis schwach durchscheinend |
Glanz | Diamantglanz |
Kristalloptik | |
Brechungsindizes | nα = 2,396 (rein); 2,47 (bei 30 % Eisensulfid-Gehalt) |
Doppelbrechung | isotrop, manchmal schwache Doppelbrechung |
| Weitere Eigenschaften | |
| Chemisches Verhalten | in konzentrierter Salzsäure löslich |
Sphalerit, bergmännisch auch als Zinkblende oder unter seiner chemischen Bezeichnung Zinksulfid, genauer α- ZnS bekannt, ist ein weit verbreitetes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“. Es kristallisiert im kubischen Kristallsystem mit der chemischen Formel ZnS und entwickelt meist tetraedrische und dodekaedrische Kristalle, aber auch faserige, massige Mineral-Aggregate in verschiedenen Farben (siehe Varietäten).
Chemisch gesehen ist Sphalerit ein Salz des Schwefelwasserstoffs und wird als Zinksulfid bezeichnet.
Sphalerit wird oft mit den ähnlichen Mineralen Magnetit und Rutil verwechselt. Die mit Werten zwischen 3,5 und 4 geringe Mohshärte ist ein Grund dafür, dass die manchmal gefundenen natürlichen braun bis grün gefärbten Kristalle keine kommerzielle Verwendung als Schmucksteine finden.
Inhaltsverzeichnis
1 Etymologie und Geschichte
2 Klassifikation
3 Kristallstruktur
4 Eigenschaften
5 Modifikationen und Varietäten
6 Bildung und Fundorte
7 Verwendung
8 Siehe auch
9 Literatur
10 Weblinks
11 Einzelnachweise
Etymologie und Geschichte |
Der Name Sphalerit geht auf das griechische σφαλερός sphaleros (zu deutsch: heimtückisch) zurück, da Sphalerit das spezifische Gewicht sowie den Glanz eines Metallerzes aufweist, aber bis zum 18. Jahrhundert aus ihm kein Metall gewonnen werden konnte. Es wurde erst 1735 als Zinkmineral erkannt.[3]
Klassifikation |
In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Sphalerit zur Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort zur Abteilung der „Sulfide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Schwefel, Selen, Tellur = 1 : 1“, wo er als namensgebendes Mineral zusammen mit Coloradoit, Hawleyit, Rudashevskyit, Metacinnabarit, Polhemusit, Stilleit und Tiemannit die „Sphaleritgruppe“ bildete.
Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Sphalerit ebenfalls in die Klasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort in die Abteilung der „Metallsulfide, M : S = 1 : 1 (und ähnliche)“ ein. Diese Abteilung ist allerdings weiter unterteilt nach den dominanten Kationen in der Verbindung, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „mit Zink (Zn), Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Silber (Ag) usw.“ zu finden ist, wo es zusammen mit Coloradoit, Hawleyit, Metacinnabarit, Polhemusit, Rudashevskyit, Sakuraiit, Stilleit und Tiemannit die „Sphaleritgruppe“ mit der System-Nr. 2.CB.05 bildet.
Auch die Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Sphalerit in die Klasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort in die Abteilung der „Sulfidminerale“ ein. Hier ist er ebenfalls Namensgeber der „Sphaleritgruppe“ (Isometrisch: F43m) mit der System-Nr. 02.08.02 und den weiteren Mitgliedern Stilleit, Metacinnabarit, Tiemannit, Coloradoit, Hawleyit und Rudashevskyit innerhalb der Unterabteilung „Sulfide - einschließlich Seleniden und Telluriden - mit der Zusammensetzung AmBnXp, mit (m+n):p=1:1“.
Kristallstruktur |
 Elementarzelle von Sphalerit | |
Kristallsystem | kubisch |
Raumgruppe | F43mVorlage:Raumgruppe/216 |
Gitterparameter (Elementarzelle) | a = 5,406 Å |
| Zahl (Z) der Formeleinheiten | Z = 4 |
Sphalerit kristallisiert im kubischen Kristallsystem in der Raumgruppe F43m (Raumgruppen-Nr. 216)Vorlage:Raumgruppe/216 mit dem Gitterparameter a = 5,406 Å sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle.
Die Elementarzelle von Sphalerit wird demnach durch zwei ineinander verschachtelte, kubisch-flächenzentrierte (fcc) Elementarzellen aus Zink und Schwefel gebildet, die um ein Viertel ihrer Raumdiagonalen gegeneinander verschoben sind. „Zinkblende-Struktur“ ist ein feststehender Begriff für alle binären Kristalle (z. B. GaAs) mit dieser räumlichen Konfiguration. Besteht der Kristall nur aus einer Atomsorte, entspricht die Konfiguration der Diamantstruktur.
Eigenschaften |
Beim Erhitzen mit Sauerstoff (Rösten) zerfällt Sphalerit ebenso wie Wurtzit zu Zinkoxid. Dieser Zerfall wurde früher unter anderem zum qualitativen Zinknachweis verwendet: Auf Kohle vor dem Lötrohr scheidet sich sublimiertes Zinkoxid ab. Dieses ist im heißen Zustand zitronengelb (siehe auch Zinksuboxide) und nimmt erst im abgekühlten Zustand die typisch weiße Farbe des Zinkoxides an.
Modifikationen und Varietäten |
Sphaleritkristall (Rubinblende, 6 mm) aus Lengenbach
Sphalerit ist die Tieftemperaturmodifikation des Zinksulfids. Die Hochtemperaturmodifikation heißt Wurtzit oder β-ZnS.
Sphalerit kommt in verschiedenen Farb- und Formvarietäten vor:
Cleiophan, grün, gelb oder orange
Honigblende, klar, gelblich
Marmatit, schwarz durch Beimengungen von Eisen
Rubinblende, braun bis rot
Weißer Sphalerit ist eher selten zu finden.
Matrait, dicht verzwillingt und säulenförmig
Bildung und Fundorte |
Sphalerit (rechts) mit Galenit (links) und Chalkopyrit (oben)
Sphalerit bildet sich entweder magmatisch in Pegmatit oder hydrothermal. Es ist oft mit Galenit (Bleiglanz) und anderen Sulfid-Mineralen vergesellschaftet, tritt aber auch zusammen mit Magnetit und Pyrrhotin als Erz in Kalkstein auf.
Weltweit sind bisher (Stand: 2015) über 20.000 Fundorte bekannt,[4] so unter anderem in Freiberg (Deutschland), Madan in Bulgarien, Aomori in Japan, Dzhezkazgan in Kasachstan, Cananea in Mexiko, Dalnegorsk in der Russischen Föderation, Trepča in Serbien, Banská Štiavnica in der Slowakei, Santander in Spanien, Franklin/New Jersey, Big Four Mine/Colorado, Galena/Illinois und Joplin/Missouri in den Vereinigten Staaten.[5]
Verwendung |
Sphalerite in verschiedenen Farben und Facettenschliffen
Honigfarbener Sphalerit im „Quadratschliff“
Mit einem Zink-Gehalt von etwa siebenundsechzig Prozent und verhältnismäßig hohem Cadmium-Gehalt ist Sphalerit die Hauptquelle für die industrielle Zink- und Cadmiumgewinnung. Größere Abbaulagerstätten liegen in China, Australien und Kanada.
Als Schmuckstein wird Sphalerit eher selten verwendet, da er sehr bruch- und säureempfindlich ist.[6] Klare Varietäten von Edelsteinqualität können allerdings je nach Farbe und Schliff durchaus wertvollere Schmucksteine imitieren wie beispielsweise Chrysoberyll und Topas, bei farblosen Varietäten auch Zirkon und Diamant.
Eine weitere wichtige Anwendung ist, zusammen mit Baryt (Bariumsulfat), die Herstellung der weißen Malerfarbe Lithopone mit einem Anteil von 15 bis 60 % Sphalerit (Zinksulfid). Durch Zusatz geringer Beimengungen von Kupfer und aktiviert mit Radium kann Zinksulfid zudem als Leuchtfarbe verwendet werden.[7]
Siehe auch |
- Liste der Minerale
Literatur |
- Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien-Enzyklopädie (= Dörfler Natur). Nebel Verlag, Eggolsheim 2002, ISBN 978-3-89555-076-8, S. 18, 26.
- Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7. vollständige überarbeitete und aktualisierte Auflage. Springer Verlag, Berlin u. a. 2005, ISBN 3-540-23812-3, S. 34.
Weblinks |
Commons: Sphalerit – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Mineralienatlas: Sphalerit (Wiki), Mineralienatlas: Mineralienportrait/Sphalerit (Wiki)
Sphalerite. (PDF; 59 kB) Handbook of Mineralogy (englisch)
Einzelnachweise |
↑ abcd
Sphalerite. Mindat
↑
Sphalerite. Webmineral
↑
Hans Lüschen: Die Namen der Steine – Das Mineralreich im Spiegel der Sprache. 2. Auflage. Ott Verlag, Thun 1979, ISBN 3-7225-6265-1.
↑
Anzahl der Fundorte für Sphalerit. Mindat
↑
Fundortliste für Sphalerit beim Mineralienatlas und bei Mindat
↑
Leopold Rössler: Sphalerit. In: Edelstein-Knigge
↑
Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 153.
