Covellin

Covellin, Kupferindig
Pfauenblau schimmernder Covellin aus der „East Colusa Mine“ bei Härtling (Montana, USA)
Chemische Formel	CuS
Mineralklasse	Sulfide und Sulfosalze 2.CA.05 (8. Aufl. II/C.22-10) (nach Strunz) 02.08.12.01 (nach Dana)
Kristallsystem	hexagonal
Kristallklasse	dihexagonal-dipyramidal $6/m\ 2/m\ 2/m\$ [1]
Farbe	indigoblau bis blauschwarz
Strichfarbe	grau bis schwarz
Mohshärte	1,5 bis 2,0
Dichte (g/cm3)	4,6 bis 4,8
Glanz	halbmetallisch
Transparenz	undurchsichtig, in dünnen Blättchen durchscheinend
Bruch	uneben
Spaltbarkeit	vollkommen (001)
Habitus	hexagonale, tafelige Kristalle ; massige Aggregate
Zwillingsbildung	keine
Kristalloptik
Brechungsindex	nω = 1,450; nε = 2,620 [2]
Doppelbrechung (optische Orientierung)	δ = 1,170 [2]
Pleochroismus	sichtbar blau bis blau-weiß
Weitere Eigenschaften
Schmelzpunkt	103 °C [3]
Chemisches Verhalten	löslich in Salpetersäure
Ähnliche Minerale	Bornit, Chalkosin, Chalkopyrit

Covellin (auch Covellinit, Covellit, Covellonit; veraltet Blaues Kupferglas oder Kupferindig; chemisch Kupfer(II)-sulfid), ist ein häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der Sulfide und Sulfosalze.

Es kristallisiert im hexagonalen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung CuS und entwickelt meist eine feinkörnige Haut auf anderen Mineralen. Es werden auch flache Tafeln bis zu 10 cm Größe und Pulver gefunden, gut ausgebildete Kristalle sind dagegen selten. Das Mineral ist von indigoblauer Farbe, läuft allerdings an der Luft nach einiger Zeit buntfarbig an ^[4].

Besondere Eigenschaften

Covellin besitzt ungewöhnliche optische Eigenschaften. Bedingt durch eine hohe Dispersion ändert sich die Farbe des Minerals stark, je nachdem, in welchem Medium es sich befindet. So erscheint das trockene Mineral an der Luft blau, ist es mit Wasser benetzt, violett. Taucht man es in ein Öl, das stark lichtbrechend ist, erscheint Covellin schließlich rot.

Dünne Blättchen, die durch den Aufbau des Minerals in Schichten leicht entstehen, sind durchscheinend und biegsam.

Erhitzt man Covellin in mit der Lötlampe, schmilzt es leicht und brennt mit blauer Flamme. Es ist leicht in Salpetersäure löslich, dabei wird elementarer Schwefel abgeschieden.

Unterhalb von 1,63 Kelvin wird Covellin zum Supraleiter. Covellin ist das erste bekannte natürliche Mineral, das diesen Effekt zeigt.^[5]

Etymologie und Geschichte

Das Mineral wurde 1815 von Johann Carl Freiesleben in der Nähe von Sangerhausen entdeckt und blaues Kupferglas genannt. August Breithaupt nannte es 1818 nach der charakteristischen Farbe Kupferindig. Die genaue chemische Zusammensetzung wurde erstmals 1827 von Niccolò Covelli bestimmt, der Material vom Vesuv untersuchte. Seinen heutigen Namen bekam das Mineral 1832 von François Sulpice Beudant, der es nach Niccolò Covelli benannte.^[6]

Klassifikation

Covellin wird in der Systematik nach Strunz zu den Sulfiden und Sulfosalzen, die ein Verhältnis von Metall zu Schwefel von 1:1 besitzen, gezählt. In der 9. Auflage der Systematik wird zusätzlich nach den Kationen unterschieden, hier wird Covellin als Sulfid mit einem Verhältnis von Metall zu Schwefel von 1:1 und enthaltenem Kupfer klassifiziert. Es bildet dabei mit Klockmannit, Spionkopit und Yarrowit eine Gruppe. In der 8. Auflage umfasst die Gruppe um Covellin neben diesem Mineral noch Idait, Klockmannit und Nukundamit.

Nach der Systematik nach Dana gehört Covellin zu den Sulfiden mit der Zusammensetzung A_m B_n X_p, mit einem Verhältnis von (m+n) zu p von 1:1 und bildet dabei mit dem identisch kristallisierenden Klockmannit eine Untergruppe.^[7]

Modifikationen und Varietäten

Es sind insgesamt drei Varietäten des Covellins bekannt. Der blaubleibende Covellin, der erstmals 1931 von Paul Ramdohr beschrieben wurde, enthält einen Überschuss an Kupfer (68 anstatt 66 Gewichtsprozent Kupfer). Dadurch kommt es zu einer deutlichen Änderung der optischen Eigenschaften. Die Varietät bleibt auch in Wasser und Öl blau und ändert ihre Farbe nicht.^[8]

Zwei weitere Varietäten enthalten zusätzlich zum Kupfer und Schwefel noch Silber^[9] beziehungsweise Selen^[10].

Bildung und Fundorte

Covellin in hexagonal-tafeligem Habitus (teilweise bunt angelaufen) mit Pyrit

Covellin ist ein typisches Sekundärmineral und bildet sich durch Verwitterung zusammen mit anderen Sekundärmineralen wie Anilit, Bornit, Chalkosin, Digenit und Djurleit in der sogenannten Zementationszone (unterhalb der Oxidationszone) im Bereich des Grundwasserspiegels bzw. knapp darunter. Die Ausgangsminerale Pyrit (FeS₂) und Chalkopyrit (CuFeS₂) sowie der bereits in der Oxidationszone entstandene, in Lösung gehende Chalkanthit (CuSO₄•5 H₂O) werden dabei entsprechend folgender Reaktionsgleichungen umgewandelt:

$\mathrm{4\ FeS_2 + 7\ CuSO_4 + 4\ H_2O \longrightarrow 7\ CuS + 4\ FeSO_4 + 4\ H_2SO_4}$

$\mathrm{CuFeS_2 + CuSO_4 \longrightarrow 2\ CuS + FeSO_4}$

Aufgrund seiner Bildungsbedingungen ist Covellin oft als dünne Schicht auf anderen Mineralen zu finden. Diese Art von Covellin-Überzüge findet man in vielen Kupfermineral-Lagerstätten. Mächtige und erzreiche Oxidations- und Zementationszonen treten vor allem dort auf, wo der Grundwasserspiegel großen Schwankungen unterliegt. Aride und tropisch-aride Klimazonen bieten daher besonders günstige Bildungsbedingungen.^[11]

Selten bildet sich Covellin auch als Primärmineral unter hydrothermalen Bedingungen.

Covellin wird bei andauernder Verwitterung selbst zum Ausgangsmineral bei der Entstehung von Azurit und Malachit, sowie einem unter der Bezeichnung Kupferpecherz bekannten, inhomogenen Mineralgemenge.^[11]

Covellin kommt zwar häufig vor, ist meist jedoch nur in geringen Mengen vorhanden. Ein wichtiger Fundort und gleichzeitig die Typlokalität ist der Vesuv in Italien, an dem es als Sublimationsprodukt entstanden ist. Größere Kristalle wurden in Alghero auf Sardinien gefunden. Weitere Funde mit größeren Mengen Covellin sind unter anderem im Mansfelder Kupferschiefer bei Sangerhausen, in den schichtgebundenen niederschlesischen Kupferlagerstätten um Lubin in Polen, bei Leogang in Österreich, Bor in Serbien, den US-Bundesstaaten Montana, Alaska, Colorado und Utah sowie La Rioja in Argentinien gemacht worden.^[12]

Kristallstruktur

Kristallstruktur von Covellin

Covellin kristallisiert isotyp mit Klockmannit im hexagonalen Kristallsystem in der Raumgruppe P6₃/mmc mit den Gitterparametern a = 3,79 Å und c = 16,34 Å (c/a = 4,31) sowie sechs Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Im Vergleich mit anderen Verbindungen, deren Verhältnisformel ebenfalls AB ist und die meist in dichtesten Kugelpackungen kristallisieren, ist Covellin deutlich komplizierter gebaut. Von den sechs in der Elementarzelle vorhandenen Schwefelatomen liegen vier, ähnlich wie die Schwefelatome in Pyrit oder Patronit, als zwei Disulfid-Anionen (S₂²⁻) mit einer Bindungslänge von d(S–S) = 2,07 Å vor. Bei den übrigen zwei Schwefelatomen handelt es ich um isolierte Sulfidanionen (S²⁻) vor. Bei den Kupferkationen sind ebenfalls zwei verschiedene Gruppen vorhanden. Vier der Kationen sind einfach geladen (Cu⁺) und tetraedrisch von Schwefel umgeben. Eine Ecke des Tetraeders besteht aus einem einzelnen Sulfidanion und die übrigen drei Ecken von Schwefelatomen gebildet, die Teil eines Disulfid-Anions sind. Die beiden weiteren Kupferatome sind zweifach geladen (Cu²⁺) und trigonal-planar von drei einzelnen Schwefelanionen umgeben.^[13]

Verwendung

Covellin ist ein Kupfererz, da es aber kaum reichhaltige Lagerstätten gibt, spielt der Abbau als Rohstoff für die Kupferproduktion nur als Beiprodukt beim Abbau anderer Erze eine Rolle.

Siehe auch

• Liste der Minerale

Einzelnachweise

1. ↑ Webmineral - Covellite (engl.)
2. ↑ ^{a b} Covellite bei mindat.org (engl.)
3. ↑ Eintrag zu Kupfer(II)-sulfid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 3.12.2007 (JavaScript erforderlich)
4. ↑ Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien Enzyklopädie. Nebel Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0, S. 38.
5. ↑ Francesco Di Benedetto et. al.: First evidence of natural superconductivity: covellite. In: European Journal of Mineralogy, 2006, 18, 3, S. 283-287, doi:10.1127/0935-1221/2006/0018-0283.
6. ↑ Covellin bei Thomas Witzke, eingesehen am 21. Oktober 2008
7. ↑ New Dana Classification of Sulfide Minerals
8. ↑ Kurt v. Gehlen, Horst Piller: Zur Optik von Covellin. In: Beiträge zur Mineralogie und Petrographie, 1964, 10, S. 94-110, doi:10.1007/BF01192539.
9. ↑ Argentian Covellite bei mindat.org
10. ↑ Selenian Covellite bei mindat.org
11. ↑ ^{a b} Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7. Auflage, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 2005, S. 32, 36, 37, 282 u. 283, ISBN 3-540-23812-3.
12. ↑ MinDat - Localities for Covellite
13. ↑ Howard T. Evans, Judith A. Konnert: Crystal structure refinement of covellite. In: American Mineralogist, 1976, 61, S. 996-1000, pdf.

Literatur

• Covellin in: Anthony et al.: Handbook of Mineralogy, 1990, 1, 101 (pdf)
• Paul Ramdohr, Hugo Strunz: Lehrbuch der Mineralogie. 16. Auflage. Ferdinand Enke Verlag 1978, ISBN 3-432-82986-8 (S. 448).
• H.J. Rösler (1981): Lehrbuch der Mineralogie, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 2. Auflage, ISBN 3-342-00288-3.

Weblinks

 Commons: Covellite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Mineralienatlas:Covellin (Wiki)