Chalkopyrit

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Chalkopyrit
Chalkopyrit - Grube Georg, Westerwald.jpg
Buntfarbig angelaufene Chalkopyrit-Kristallstufe aus der Grube Georg, Westerwald
Andere Namen
  • Gelbkies
  • Kupferkies
  • pyrites aureo colore
  • geelkis
Chemische Formel

CuFeS2

Mineralklasse Sulfide und Sulfosalze
2.CB.10 (8. Auflage: II/C.03) nach Strunz
02.09.01.01 nach Dana
Kristallsystem tetragonal
Kristallklasse; Symbol nach Hermann-Mauguin tetragonal-skalenoedrisch 42m
Raumgruppe (Raumgruppen-Nr.) I42d (Raumgruppen-Nr. 122)
Farbe gold- bis messinggelb mit Grünstich
Strichfarbe grünlich-schwarz
Mohshärte 3,5 bis 4
Dichte (g/cm3) 4,1 bis 4,3
Glanz Metallglanz
Transparenz undurchsichtig
Spaltbarkeit unvollkommen
Bruch muschelig, uneben, spröde
Habitus tetraedrische Kristalle, massige, traubige Aggregate
Zwillingsbildung häufiger als Einzelkristalle, nach {112} and {012} Durchdringungs- oder Zyklische Zwillinge
Weitere Eigenschaften
Ähnliche Minerale Pyrit, Markasit, Magnetkies, Gold

Chalkopyrit, veraltet auch als Kupferkies, Gelbkies, pyrites aureo colore oder geelkis[1] bekannt, ist ein sehr häufig anzutreffendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“. Es kristallisiert im tetragonalen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung CuFeS2 und entwickelt meist tetraedrische Kristalle, aber auch massige oder traubige Aggregate in gold- bis messingähnlicher Farbe.

Besondere Eigenschaften[Bearbeiten]

Goldfarbiger Chalkopyrit auf Rhodochrosit aus Starnitsa, Bulgarien

Chalkopyrit hat einen Kupfergehalt von bis zu 35 %, eine Mohs'sche Härte von 3,5 bis 4, eine Dichte von etwa 4,2 g/cm³ und wandelt sich ab 550 °C in das kubisch kristallisierende β-Chalkopyrit um.

Das Mineral wird zuweilen wegen seines goldfarbenen Glanzes und seiner tetraederförmigen Zwillingsbildung (Durchdringungszwillinge zweier Sphenoeder; Sphenoid= keilförmige Kristallform) mit dem kubischen Pyrit verwechselt. Chalkopyrit ist aber von stärker gelblicher Farbe und läuft durch Verwitterung mit der Zeit buntfarbig an. Von Laien wird Chalkopyrit auch mit Gold verwechselt.

Etymologie und Geschichte[Bearbeiten]

Chalkopyrit wurde erstmals 1725 durch Johann Friedrich Henckel wissenschaftlich beschrieben und nach den griechischen Worten "chalkos" für Kupfer und "pyros" für Feuer benannt[2]

Eine ältere, von Georgius Agricola stammende Bezeichnung (Kupfer)kies (auch -kis, lateinisch: pyrites) bezieht sich als Sammelbegriff auf alle harten Schwefel-, Arsen- und Antimon-Metallsulfide.[3]

Klassifikation[Bearbeiten]

In der alten (8. Auflage) und neuen Systematik der Minerale nach Strunz (9. Auflage) gehört Chalkopyrit zur Abteilung der „Sulfide und Sulfosalze mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Schwefel, Selen, Tellur = 1 : 1“. Die 9. Auflage der Strunz'schen Mineralsystematik unterteilt hier allerdings inzwischen präziser nach der Art der beteiligten Kationen und das Mineral steht somit entsprechend in der Unterabteilung „mit Zink (Zn), Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Silber (Ag), usw.“, wo es zusammen mit Eskebornit, Gallit, Haycockit, Laforêtit, Lenait, Mooihoekit, Putoranit, Roquesit und Talnakhit die unbenannte Gruppe 2.CB.10 bildet.

Die im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Lenait der Unterabteilung der „Sulfide - einschließlich Selenide und Telluride - mit der Zusammensetzung AmBnXp, mit (m+n) : p = 1 : 1“ zu. Dort findet er sich zusammen mit Eskebornit, Gallit, Roquesit, Lenait und Laforêtit in der Chalkopyritgruppe mit der System-Nr. 2.9.1.


Bildung und Fundorte[Bearbeiten]

Chalkopyrit mit Dolomit vom Black Rock, Arkansas, USA
Chalkopyrit, Galenit und Sphalerit aus den „Huaron Minen“, Provinz Daniel Alcides Carrión, Pasco Department, Peru
Chalkopyrit auf Baryt aus der Schwerspatgrube Dreislar

Chalkopyrit bildet massive Aggregate, oft aber auch gut ausgebildete Kristalle in hydrothermalen Gängen und in verschiedensten metamorphen und magmatischen Gesteinen. Er tritt meist in Paragenese mit Bornit und Pyrit auf, mit denen er aufgrund der ähnlichen Farben bzw. Anlauffarben gelegentlich verwechselt wird, aber auch mit vielen weiteren Kupfer- oder anderen Metallsulfiden wie unter anderem Sphalerit, Galenit und Tetraedrit sowie allgemein mit Baryt, Calcit, Dolomit und Quarz.

Das Mineral geht durch Verwitterung in Brauneisenstein, Ziegelerz, Kupferpecherz und andere Kupfersalze wie Malachit, Azurit und Chalkanthit über.

Weltweit konnte Chalkopyrit an rund 19.000 Fundorten nachgewiesen werden, so unter anderem in verschiedenen Regionen von Afghanistan, Ägypten, Albanien, Argentinien, Armenien, Aserbaidschan, Australien, Belgien, Bolivien, Brasilien, Bulgarien, Chile, China, Deutschland, Ecuador, Finnland, Frankreich, Griechenland, Grönland, Indien, Indonesien, Iran, Irland, Italien, Japan, Kambodscha, Kanada, Kasachstan, Kolumbien, Demokratische Republik Kongo, Nord- und Südkorea, Kuba, Madagaskar, Marokko, Mexiko, Myanmar, Namibia, Neuseeland, Norwegen, Österreich, Papua-Neuguinea, Peru, Philippinen, Polen, Portugal, Rumänien, Russland, Sambia, Schweden, Schweiz, Simbabwe, Slowakei, Spanien, Südafrika, Tschechien, Türkei, Ukraine, Ungarn, dem Vereinigten Königreich (Großbritannien), den Vereinigten Staaten von Amerika (USA), Vietnam und Zypern.

Auch in Mineralproben des Mittelatlantischen und des Zentralindischen Rückens, des Ostpazifischen Rückens sowie außerhalb der Erde auf dem Mond wurde Chalkopyrit gefunden.[4]


Kristallstruktur[Bearbeiten]

Packungsbild von Chalkopyrit in Richtung der kristallographischen b-Achse __ Cu __ Fe __ S

Chalkopyrit kristallisiert tetragonal in der Raumgruppe I42d (Raumgruppen-Nr. 122) mit den Gitterparametern a = 5,29 Å und c = 10,42 Å sowie 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[5] Das Eisen wird dabei tetraedrisch von vier Schwefelatomen im perfekten Tetraederwinkel von 109,47° koordiniert. Die Geometrie des Kupfers ist die eines abgeflachten Tetraeders, wobei die S-Cu-S-Winkel 108,68° beziehungsweise 111,06° betragen. Aus den röntgenkristallographischen Strukturanalysen kann abschließend keine eindeutige Angabe zu den Oxidationszuständen des Eisens beziehungsweise des Kupfers gemacht werden. Es wird angenommen, dass die effektive Ionenladung zwischen Cu+Fe3+(S2-)2 und Cu2+Fe2+(S2-)2 liegt.[6]

Verwendung[Bearbeiten]

Chalkopyrit ist eines der bedeutendsten Kupfererze, nicht so sehr wegen seines Kupfer-Gehaltes (etwa 33 Gew.%), sondern wegen seiner weiten Verbreitung.

Verschiedene Stoffe aus der Klasse der Chalkopyrite (2/C1.03), der auch Chalkopyrit selbst angehört, können als aktives Material in Solarzellen verwendet werden. Bisher (2009) dominieren hier Mischungen der Chalkopyrite aus Kupfer, Indium, Gallium, Selen und Schwefel, Cu(In,Ga)(Se,S)2. Häufig werden diese Solarzellen unabhängig von ihrer genauen Zusammensetzung dem allgemeinen Oberbegriff CIGS-Solarzelle zugeordnet.[7]


Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Deutsches Wörterbuch von Jacob Grimm und Wilhelm Grimm - Gelbkies
  2.  Helmut Schröcke, Karl Ludwig Weiner: Mineralogie: Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. Walter de Gruyter & Co. (vormals G.J. Göschen'sche Verlagshandlung), Berlin, New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 164. (online verfügbar bei Google-Buchsuche)
  3.  Georgius Agricola, Fritz Krafft (Hrsg.): De Natura Fossilium. Marix Verlag GmbH, Wiesbaden 2006, ISBN 3-86539-052-8, S. 381.
  4. Mindat - Localities for Chalcopyrite
  5.  Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. 9. Auflage. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 77.
  6. S. R. Hall, J. M. Stewart, The Crystal Structure Refinement of Chalcopyrite, CuFeS2 In: Acta Crystallographica, 1973, B29, 579. doi:10.1107/S0567740873002943
  7. Uni Oldenburg - Chalkopyrit-basierte Dünnschichtsolarzellen

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Chalkopyrit (englisch: Chalcopyrite) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien