Skutterudit

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Skutterudit
Skutterudite-169893.jpg
Skutterudit aus Bou Azzer, Tazenakht, Provinz Ouarzazate, Souss-Massa-Draâ Region, Marokko (Größe: 6,5 × 6,3 × 4,2 cm)
Allgemeines und Klassifikation
Andere Namen
  • Speiskobalt
  • Arséniure de cobalt
  • Smaltine
Chemische Formel CoAs3
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)
Sulfide, Sulfosalze – Metall:Schwefel, Selen, Tellur < 1:1
System-Nr. nach Strunz
und nach Dana
2.EC.05 (8. Auflage: II/D.29)
02.12.17.01
Ähnliche Minerale Nickelskutterudit
Kristallographische Daten
Kristallsystem kubisch
Kristallklasse; Symbol kubisch-disdodekaedrisch; 2/m 3
Raumgruppe Im3 (Nr. 204)Vorlage:Raumgruppe/204[1]
Gitterparameter a = 8,31 Å[1]
Formeleinheiten Z = 8[1]
Zwillingsbildung Sechslinge nach {112}[2]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte gemessen: 6[3]
Dichte (g/cm3) gemessen: 6,5; berechnet: 6,821[2]
Spaltbarkeit deutlich nach {001} und {111}[2]
Bruch; Tenazität muschelig bis uneben
Farbe zinnweiß bis silbergrau, grau oder irisierend anlaufend
Strichfarbe schwarz
Transparenz undurchsichtig
Glanz Metallglanz

Skutterudit ist ein eher selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“ mit der idealisierten Zusammensetzung CoAs3[1] und ist chemisch gesehen ein mit den Sulfiden verwandtes Cobaltarsenid. Da Skutterudit allerdings nah mit Nickelskutterudit ((Ni,Co,Fe)As3-x[1]) verwandt ist und mit diesem eine lückenlose Mischkristall-Reihe bildet, enthält er meist auch etwas Nickel und Eisen, welche das Cobalt diadoch ersetzen können.

Skutterudit kristallisiert im kubischen Kristallsystem und entwickelt meist würfelige, oktaedrische oder dodekaedrische Kristalle und Kombinationen von bis zu 9 cm Größe,[2] findet sich aber auch in Form körniger, massiger, dendritischer oder skelettförmiger Aggregate. Die Oberflächen der undurchsichtigen Kristalle und Aggregate weisen einen metallischen Glanz auf. Die Farbe von frischem Skutterudit variiert zwischen Zinnweiß und Silbergrau. Unter Lufteinfluss läuft er allerdings nach einiger Zeit grau bis bunt irisierend an.

Etymologie und Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Unter seiner bergmännischen Bezeichnung Speiskobalt war Skutterudit bereits seit dem Mittelalter bekannt, da er zur Herstellung von „Smalte“ gebraucht wurde. Diese Bezeichnung übernahm Abraham Gottlob Werner 1803 in seinem „Handbuch der Mineralogie“.[4] Mit dem Wort Speis (von Speise) bezeichnete nach man Johann Christoph Adelung im Berg- und Hüttenwesen unter anderem metallische Gemische mit unbekannter Zusammensetzung (Bsp.: Glockenspeise).[5]

Aufgrund seines Verwendungszwecks nahm der französische Mineraloge François Sulpice Beudant den Arséniure de cobalt als Smaltine (gelegentlich auch Smaltit geschrieben) 1832 in seiner „Traité élémentaire de minéralogie“ auf.[6]

Seinen bis heute gültigen Namen Skutterudit erhielt das Mineral schließlich 1845 durch Wilhelm Ritter von Haidinger, der es nach seiner Typlokalität, den Kobaltgruben von Skutterud nahe Snarum und Modum in Norwegen benannte.[7]

Klassifikation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bereits in der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte Skutterudit zur Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort zur Abteilung der „Sulfide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Schwefel, Selen, Tellur < 1 : 1“, wo er zusammen mit Ferroskutterudit, Gaotaiit, Kieftit und Nickelskutterudit die unbenannte Gruppe II/D.29 bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz'schen Mineralsystematik ordnet den Skutterudit dagegen in die Abteilung der „Metallsulfide mit M : S ≤ 1 : 2“ ein. Diese ist zudem weiter unterteilt nach dem genauen Stoffmengenverhältnis bzw. den in der Verbindung vorherrschenden Metallen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „M : S = 1 : >2“ zu finden ist, wo es zusammen mit Ferroskutterudit, Kieftit und Nickelskutterudit die „Skutteruditgruppe“ mit der System-Nr. 2.EC.05 bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Skutterudit in die Klasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort in die Abteilung der „Sulfidminerale“ ein. Hier ist er zusammen mit Kieftit, Ferroskutterudit und Nickelskutterudit in der „Skutteruditreihe“ mit der System-Nr. 02.12.17 innerhalb der Unterabteilung der „Sulfide – einschließlich Seleniden und Telluriden – mit der Zusammensetzung AmBnXp, mit (m+n) : p = 1 : 2“ zu finden.

Kristallstruktur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Skutterudit kristallisiert kubisch in der Raumgruppe Im3 (Raumgruppen-Nr. 204) mit dem Gitterparameter a = 8,31 Å sowie 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[1]

Modifikationen und Varietäten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Skutteruditvarietät Smaltit in dendritischer Ausbildung aus dem Landkreis Schneeberg, Erzgebirge, Sachsen
(Größe: 6,0 cm × 4,2 cm × 4,2 cm)

Neben seiner ursprünglichen Bedeutung als Synonym des Skutterudits dient der Name Smaltin bzw. Smaltit inzwischen auch als Bezeichnung für eine arsenärmere Varietät des Minerals.[8]

Speiskobalt findet sich auch derb, eingesprengt und in mannigfaltig gruppierten Aggregaten, ist zinnweiß bis grau, mitunter bunt angelaufen oder durch beginnende Zersetzung zu Kobaltblüte an der Oberfläche rot gefärbt.

In bestimmten Varietäten wird der Gehalt an Nickel so bedeutend, dass dieselben eher dem Nickelskutterudit zugerechnet werden, während die eisenreichen eher als Varietäten des Safflorit (veraltet: Grauer Speiskobalt, Eisenkobaltkies) gelten. Ein bis zu 4 Prozent Bismut (Wismut) enthaltendes Mineral wird als Wismutkobaltkies unterschieden.[9]

Bildung und Fundorte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Skutterudit aus Schlema im Erzgebirge (Sichtfeld: 4 cm)

Skutterudit bildet sich in mittel- bis hochgradigen Hydrothermal-Adern, wo er mit meist mit anderen Nickel-Cobalt-Sulfiden wie beispielsweise Nickelin, Cobaltit und Arsenopyrit, aber auch mit gediegen Bismut und Silber, Baryt, Calcit, Quarz und/oder Siderit vergesellschaftet anzutreffen ist.

Als eher seltene Mineralbildung kann Skutterudit an verschiedenen Fundorten zum Teil reichlich vorhanden sein, insgesamt ist er aber wenig verbreitet. Als bekannt gelten bisher (Stand: 2011) etwas mehr als 400 Fundorte.[10] Neben seiner Typlokalität Skutterud trat das Mineral in Norwegen bisher noch in der „Lerestvedt Mine“ bei Øyestad in der Kommune Arendal und im Silberbergbaugebiet um Kongsberg auf.

In Deutschland fand sich Skutterudit bisher vor allem im Schwarzwald in Baden-Württemberg und im Erzgebirge in Sachsen, aber auch an mehreren Stellen im Frankenland und bei Wölsendorf in Bayern, in mehreren Gruben im Odenwald und im Richelsdorfer Gebirge in Hessen, an vielen Stellen im Harz von Niedersachsen bis Sachsen-Anhalt, im Bergischen Land und Siegerland in Nordrhein-Westfalen, an mehreren Fundstätten bei Imsbach, am Landsberg bei Obermoschel, Rockenhausen und Bürdenbach in Rheinland-Pfalz und in Thüringen bei Bad Lobenstein, Ronneburg und Kamsdorf.

In Österreich wurde das Mineral bisher am Hüttenberger Erzberg in Kärnten, der Zinkwand im Tal des Obertalbachs (Schladminger Tauern) in der Steiermark und an mehreren Orten in Salzburg gefunden.

An Schweizer Fundorten sind bisher nur Böttstein im Kanton Aargau sowie verschiedene Gruben im Ayertal und der Gemeinde Turtmann im Kanton Wallis bekannt.

Weitere Fundorte liegen unter anderem in Afghanistan, Argentinien, Australien, Bolivien, Chile, China, Frankreich, Grönland, Irland, Italien, Japan, Kanada, Madagaskar, Marokko, Mexiko, Polen, Portugal, Russland, Schweden, Slowakei, Spanien, Südafrika, Südkorea, Tschechien, im Vereinigten Königreich (Großbritannien) und den Vereinigten Staaten (USA).[11]

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Skutterudit war bis zum Ende des 19. Jahrhunderts ein wichtiges Cobalt- und Nickel-Erz zur Blaufarbenbereitung, wobei Nickel und weißes Arsen(III)-oxid (Arsenik) als Nebenprodukt gewonnen wurde. Mittlerweile werden diese Metalle hauptsächlich aus Nickelmagnetkiesen (Gemenge aus Pentlandit und Pyrrhotin) und Lateriten gewonnen.

Skutterudite werden als Kandidaten für effizientere thermoelektrische Konverter gehandelt, mit denen etwa Wärme im Abgassystem eines Autos direkt in Strom umgesetzt werden kann,[12] jedoch stehen dem erhebliche technische Probleme entgegen.[13] Inzwischen werden Skutterudite als Materialien für Radioisotopengeneratoren in der Raumfahrt getestet.[14]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • 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. 41.
  • Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien-Enzyklopädie. Dörfler Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 978-3-89555-076-8, S. 48.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Skutterudit – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d e 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. 109.
  2. a b c d John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols: Skutterudite, in: Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 65,3 kB)
  3. Hans Jürgen Rösler: Lehrbuch der Mineralogie. 4. durchgesehene und erweiterte Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie (VEB), Leipzig 1987, ISBN 3-342-00288-3, S. 333–334.
  4. Handbuch der Mineralogie nach A. G. Werner in der Google-Buchsuche
  5. Hans Lüschen: Die Namen der Steine. Das Mineralreich im Spiegel der Sprache. 2. Auflage. Ott Verlag, Thun 1979, ISBN 3-7225-6265-1, S. 324.
  6. Traité élémentaire de minéralogie, Band 2 von François Sulpice Beudant in der Google-Buchsuche
  7. Wilhelm Haidinger: Zweite Klasse: Geogenide. XIII. Ordnung. Kiese III. Kobaltkies. Skutterudit, in: Handbuch der Bestimmenden Mineralogie, Bei Braumüller and Seidel, Wien 1845, S. 559-562 (PDF 239,5 kB)
  8. Mindat - Smaltite
  9. Meyers Konversationslexikon - Speiskobalt und Wismutkobaltkies
  10. Mindat - Skutterudite
  11. Mindat - Localities for Skutterudite
  12. Thermoelektrische Konverter - Skutterudite (englisch)
  13. Technology Review: Viel zu heiße Schlitten. Bericht über Ansätze der Industrieforschung. Abgerufen 31. Mai 2011.
  14. Tony Greicius: Spacecraft 'Nuclear Batteries' Could Get a Boost from New Materials. In: NASA. 12. Oktober 2016 (nasa.gov [abgerufen am 3. Juni 2017]).