Smithsonit

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Smithsonit
Smithsonit aus der „Kelley Mine“, New Mexico
Allgemeines und Klassifikation
Andere Namen
  • edler Galmei bzw. Edelgalmei
  • Kohlengalmei[1]
  • Zinkspat
Chemische Formel Zn[CO3]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung) 		Carbonate, Nitrate, Borate – wasserfreie Carbonate ohne fremde Anionen
System-Nummer nach
Strunz (8. Aufl.)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
V/B.02
5.AB.05
14.01.01.06
Kristallographische Daten
Kristallsystem trigonal
Kristallklasse; Symbol ditrigonal-skalenoedrisch; 3 2/m[2]
Raumgruppe (Nr.) R3c[3] (Nr. 66)
Gitterparameter a = 4,6528 Å; c = 15,025 Å[3][2]
Formeleinheiten Z = 6[3][2]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 4 bis 5
Dichte (g/cm3) 4,0 bis 4,65
Spaltbarkeit fast vollkommen nach {1011}[4]
Bruch; Tenazität muschelig bis uneben
Farbe blau, grün, farblos, weiß, lichtgelb, braun
Strichfarbe weiß
Transparenz durchsichtig bis durchscheinend
Glanz Glasglanz bis Perlmuttglanz
Kristalloptik
Brechungsindizes nω = 1,842 bis 1,850
nε = 1,619 bis 1,623[5]
Doppelbrechung δ = 0,223 bis 0,227[5]
Optischer Charakter einachsig negativ
Pleochroismus farblos
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten in warmer Säure unter CO2-Abgabe löslich
Besondere Merkmale verschiedentlich grüne, blauweiße, rosafarbene oder braune Fluoreszenz

Smithsonit, veraltet auch als Zinkspat, edler Galmei oder Edelgalmei bezeichnet und als chemische Verbindung Zinkcarbonat bekannt, ist ein eher selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der Carbonate. Es kristallisiert im trigonalen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung Zn[CO3] und entwickelt meist rhomboedrische Kristalle, aber auch traubige, stalaktitische oder massige Aggregate in überwiegend blauer oder grüner Farbe. Auch farblose, weiße, lichtgelbe oder braune Kristalle sind bekannt.

Etymologie und Geschichte

Als Galmei (auch Kalamin[6]) wird ein Gemenge aus Smithsonit und Hemimorphit (Kieselzinkerz)[7] oder auch zusätzlich mit Hydrozinkit[8] bezeichnet. Der englische Mineraloge James Smithson (1765–1829) unterschied als erster diese Mineralien, zu seinen Ehren erhielt das Mineral Smithsonit seinen heutigen Namen.

Klassifikation

In der alten (8. Auflage) und neuen Systematik der Minerale nach Strunz (9. Auflage) wird der Smithsonit der Abteilung der „wasserfreien Carbonate ohne fremde Anionen“ zugeordnet. Die neue Strunz'sche Mineralsystematik unterteilt hier jedoch noch präziser nach der Art der beteiligten Kationen. Da der beteiligte Zink in der Verbindung zweifach positiv geladen ist, steht das Mineral entsprechend in der Unterabteilung „Erdalkali- (und andere M2+) Carbonate“.

Die Systematik der Minerale nach Dana führt den Smithsonit in der Unterabteilung der „wasserfreien Carbonate mit einfacher Formel A+CO3“ wo er zusammen mit den kristallchemisch ähnlichen Mineralen Calcit, Magnesit, Siderit, Rhodochrosit, Sphaerocobaltit, Otavit und Gaspéit die „Calcitgruppe mit trigonaler Symmetrie und der Raumgruppe R3c“ bildet.

Kristallstruktur

Smithsonit kristallisiert im trigonalen Kristallsystem in der Raumgruppe R3c mit den Gitterparametern a = 4,6528 Å und c = 15,025 Å[3] sowie sechs Formeleinheiten pro Elementarzelle.[2]

Smithsonit ist isotyp mit Calcit.

Eigenschaften

Violetter Smithsonit aus den USA

Reiner Smithsonit ist farblos. Durch Einbau zusätzlicher Ionen ins Kristallsystem kann er jedoch unterschiedlich gefärbt sein. So wird die bläuliche Farbe durch Fremdbeimengungen von Kupferionen und die zartrosa bis -violette Farbe durch Cobaltionen verursacht.

Die Kristalle des Smithsonit sind durchscheinend, seltener durchsichtig und zeigen auf den Kristallflächen Glas- bis Perlmuttglanz. Mit einer Mohshärte von 4 bis 5 und einem spezifischen Gewicht 4,0 bis 4,65 ist es ein recht weiches und leichtes Mineral mit einem Zinkanteil von maximal 64,8 %. Allerdings kann Zink durch Eisen, Mangan, Magnesium, Calcium, seltener Blei oder Cadmium diadoch (gleichwertig) ersetzt sein. Häufig ist Smithsonit durch Eisenoxid und Aluminiumsilikat verunreinigt.

Bei starker Erhitzung zerfällt Smithsonit zu Zinkoxid. Dieser Zerfall wurde früher unter anderem zum qualitativen Nachweis 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.

Verschiedentlich zeigt Smithsonit grüne, blauweiße, rosafarbene oder braune Fluoreszenz.

Modifikationen und Varietäten

Besonders eisen- und manganreiche Varietäten, welche Mittelspezies zwischen Zinkspat einerseits und Eisenspat oder Manganspat anderseits bilden, sind als Zinkeisenspat, Eisenzinkspat und Manganzinkspat bezeichnet worden.

Bildung und Fundorte

Smithsonit bildet sich durch Oxidation in verschieden deszendenten, primären Zinkerz-Adern. Es findet sich dort meist in kleinen Kristallen, häufiger in nierenförmigen, schaligen Aggregaten, in stalaktitischen, auch derb in dichten und erdigen Massen und bildet dabei Nester, Stöcke und Lager, namentlich in kalkigen und dolomitischen Gesteinen verschiedener Formationen im Raum Eschweiler-Stolberg im Rheinland, bei Wiesloch in Baden, als Überzug auf Calcit-Kristallen im Rammelsberg bei Goslar/Harz, bei Tarnowitz in Schlesien, ferner in Kärnten, Steiermark, Belgien (führte hier zum politischen Kuriosum Neutral-Moresnet), England, auf der Insel Thasos in Griechenland. Kleinere Vorkommen wurden in Deutschland im 19. Jahrhundert im Raum Iserlohn, Brilon (bereits im 17. Jahrhundert) und Inzell (Bayern) abgebaut.

Weitere Fundorte sind unter anderem Broken Hill in Australien, Tsumeb in Namibia, Magdalena/New Mexico in den USA. Weltweit sind bisher (Stand: 2009) rund 1600 Fundorte bekannt.[9]

Verwendung

als Rohstoff

Smithsonit ist ein wichtiges Zinkerz und war bis Ende des 18. Jahrhunderts unverzichtbar als einzig möglicher Grundstoff zur Herstellung von Messing. Das in dieser Zeit übliche Verfahren zur Messingherstellung war die Zementation, bei dem der „Galmei“ direkt als Zuschlagsstoff dem Stückkupfer beigegeben werden konnte und nicht erst zu reinem Zink aufbereitet werden musste. Dies wurde als "holländische Art" der Messingherstellung bezeichnet. Man erkannte allerdings zunächst lange Zeit nicht, dass Galmei das für den Messing benötigte Zink lieferte, sondern hielt ihn für eine Art Farbstoff, der das rote Kupfer goldgelb färbte.[10]

als Schmuckstein

Ähnliche Mineralien: natürlicher, blaugrüner Aragonit.

Smithsonit gehört zwar aufgrund seiner relativen Weichheit zu den eher wenig bekannten Schmucksteinen. Dennoch ist er wegen seiner ansprechenden blaugrünen bis violetten Farbe und seines gelegentlich irisierenden Perlglanzes durchaus begehrt und wird entsprechend zu Schmuckstücken oder als Trommelstein zu sogenannten „Handschmeichlern“ verarbeitet. Da Smithsonit überwiegend in durchscheinenden Aggregaten anzutreffen ist, kommt bevorzugt der Cabochon-Schliff zum Einsatz.

Smithsonit ist im Aussehen den Mineralen und Schmucksteinen Hemimorphit, Türkis, Chrysopras und Jade, aber auch entsprechend gefärbten Calciten und Aragoniten[11] ähnlich und wird teilweise auch durch diese imitiert. Beim Kauf teurer Stücke sollte daher ein Echtheitsnachweis gefordert werden.

Ökologische Bedeutung

Das Galmeiveilchen wächst auf galmeihaltigen Böden, ist heute sehr selten und im Gegensatz zu herkömmlichen Veilchen gelb. Etliche Galmeiveilchenfluren stehen in der Städteregion Aachen unter Naturschutz.

Siehe auch

Literatur

  • Paul Ramdohr, Hugo Strunz: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. 16. Auflage. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 571.
  • Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7. Auflage. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 2005, ISBN 3-540-23812-3, S. 64, 283.
  • Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien Enzyklopädie. Nebel Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0, S. 113.
  • Walter Schumann: Edelsteine und Schmucksteine. 13. Auflage. BLV, München 2002, ISBN 3-405-16332-3, S. 214.

Weblinks

Commons: Smithsonit – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ Zinkspat, Smithsonit, Galmei, Kohlengalmei, in: F. Klockmann: Lehrbuch Der Mineralogie, Aachen 1903 in der Google-Buchsuche
  2. ↑ a b c Webmineral - Smithsonite (englisch)
  3. ↑ a b c American Mineralogist Crystal Structure Database - Smithsonite (englisch)
  4. ↑ John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols: Smithsonite, in: Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 63,7 kB)
  5. ↑ a b MinDat - Smithsonite (englisch)
  6. ↑ Meyers Konversations-Lexikon, 1888. Hier online einsehbar
  7. ↑ Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7. Auflage. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 2005, ISBN 3-540-23812-3, S. 64.
  8. ↑ Stefan Weiß: Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. 5. vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2008, ISBN 978-3-921656-70-9.
  9. ↑ Mindat - Localities for Smithsonite
  10. ↑ Museum für Industrie-, Wirtschafts- und Sozialgeschichte - Galmei
  11. ↑ Neuigkeiten vom Institut für Edelsteinprüfung (EPI) - Smithsonit- und Hemimorphit-Imitationen (vom 29. Oktober 2002)
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