2011-04 / Mineralienklasse 2 - die Sulfide

von Alfred Schäfer /03.04.2011

Die zweite Mineralklasse – die Sulfide

Sulfide = sie gehören zur Stoffgruppe der Metall-Schwefelverbindungen und sind eine wichtige Gruppe bei den Erzen, wo sie wiederum in die Ammonium- und in die Schwefelwasserstoffgruppe zugeordnet sind. Allen bekannt dürfte wohl Pyrit sein, was ein Eisensulfid ist. Aber auch Bornit (Buntkupferkies), Covellin, Chalkopyrit (Kupferkies), Sphalerit (Zinkblende), Galenit (Bleiglanz), Stibnit (Antimonglanz) und Cinnabarit (Zinnober) gehören dazu. Es gibt etwa 600 bekannte Sulfidmetalle, die alle einen unterschiedlichen Farbcharakter haben und anorganische Sulfide haben einen sehr hohen Metallgehalt und dienen auch der Gewinnung von Arsen, Antimon, Quecksilber, Zink, Blei, Eisen und Kupfer. Organische Sulfide finden wir in den Aromen, die wir so riechen können. Unter anderen kennt wohl fast jeder die Aminosäure.

Pyrit = ein Eisen-Schwefelmineral mit vielen Kristallformen und Varietäten, daß unter vielen Namen, wie Katzengold, Narrengold und goldener Feuerstein im Handel kursiert und zudem auch fälschlicherweise auch für Markasit, Chalkopyrit und viele andere Mineralien verwendet wird, die eine goldgelbe bis messingfarbene Farbe haben. Goldener Feuerstein heißt er im Volksmund, weil er früher zum Feuer machen benutz wurde. Dazu rieb oder schlug man den Pyrit mit einem Flintstein, um einen Funken zu erzeugen. Das Wort Pyrit selber ist aus dem griechischen "Pyrites lithos" abgeleitet, denn "pyr" ist das Feuer und "lithos" ist der Stein. Narrengold wurde der Pyrit deshalb genannt, weil viele meinten, daß sie Gold gefunden haben, oder darauf reinfielen, wenn jemand mit Pyrit, statt mit echtem Gold zu bezahlen. Katzengold wird Pyrit eben auch aus dem Grund genannt, daß es nach etwas aussieht, was es nicht ist. Das Wort stammt von dem Wort Ketzer ab, der früher auch vielen etwas Glauben machen wollte. Pyrit ist härter als Gold und auch nicht formbar, aber Pyrit kann, wenn auch nur in geringer Menge, Gold und Silber enthalten und auch, wenn der Aufwand sehr hoch ist, das Gold und Silber herauszubekommen, so ist es dennoch ein sich wirtschaftlich rechnendes abbaubares Golderz.

Pyrit ist undurchsichtig, also opak und hat eine goldgelbe bis messinggelbe metallisch glänzende Farbe, die dunkel anlaufen kann und in Regenbogenfarben irisieren kann. Bei der sogenannten Strichprobe ist der Strich grünlichschwarz bis bräunlichschwarz. Der Bruch ist muschelig und die Mohssche Härte liegt bei 6 bis 6,5.

Zwar haben Pyrit und Markasit die gleiche chemische Formel FeS₂, aber sie unterscheiden sich in der Symmetrie, denn die kubische Form nennt man Pyrit und die orthorhombische Form nennt man Markasit, der sich bei Temperaturen über 400 Grad Celsius in Pyrit umwandelt. Beide sind instabil und zersetzen sich je nach den Bedingungen mal schneller mal langsamer, wobei Markasit schon bei einer Luftfeuchtigkeit von über 40% sehr schnell verwittert und zerfällt. Dabei entsteht auch Schwefelsäure. Aus dem Grund sollten Pyrite und Markasite immer einen trockenen Platz haben oder in einer Box aufbewahrt werden. Da Markasite sich bei niedrigen Temperaturen bilden, findet man sie überwiegend in sauren Sümpfen, Tonen, Kreide, Mergeln und in Stein- und Braunkohle. Da Markasit schneller verwittert ist, findet man nur selten mal schöne Stücke. Pyrit hingegen benötigt höhere Temperaturen und ist eher magmatischer Herkunft, so daß man in vielen magmatischen Gesteinen auch oft kleine Pyriteinschlüsse findet, wie z.B. in Lapis Lazuli.

Pyrit hat aber auch in der Industrie seinen Platz gefunden, denn der Hauptgrund für den Pyritabbau ist die Herstellung von Schwefelsäure, die dadurch gewonnen wird, indem man den Pyrit röstet. Hierbei entsteht Schwefeldioxid, was dann zu Schwefeltrioxid oxidiert und mit Wasser zu Salzsäure wird.

Zinnober = genauer gesagt Cinnabarit gehört ebenfalls zu der Mineralklasse der Sulfide und es hat ein Stoffmengenverhältnis von 1:1 an Metall und Schwefel. Cinnabarit ist relativ weich und hat nur eine Mohssche Härte von 2 bis 2,5 und kristallisiert trigonal, wobei es tafelige oder prismatische Kristalle bildet. Seltener kommen massige Aggregate vor, die eine rote, rotbraune oder schwarze Farbe haben.

Abgeleitet ist der Name Cinnabarit wohl aus dem lateinischen Wort "cinnabaris", was so viel wie Drachenblut bedeutet. Auch das griechische Wort "kinnabaris" steht für Drachenblut, denn das rote Harz des Drachenblutbaums lieferte schon vor Christus die beliebte rote Farbe. Das rote Pigment aus Cinnabarit war sehr beliebt bei den Malern und das enthaltene Quecksilber nahm man, nach der Reduktion des Quecksilbersulfids, zur Herstellung bei Spiegeln. Bereits im Mittelalter entdeckten die Chinesen die Herstellung von Zinnober aus Quecksilber und Schwefel im Verhältnis 1:1, doch bis es nach Europa kam vergingen noch ein paar Jahrhunderte, denn erst im 18. Jahundert wurde auch hier Zinnober industriell hergestellt. Das Pigment, daß den Malern die rote Farbe gab, hatte jedoch einen kleinen Nachteil, denn es war nicht beständig und wurde unter Lichteinwirkung langsam schwarz. Es ist aber beständig gegen Laugen und Säuren und ist nur in dem sogenannten "Königswasser" löslich. Das Königswasser ist eine Mischung aus Salpetersäure und Schwefelsäure und wird auch als Scheidewasser bezeichnet.

Neben Cinnabarit gibt es noch zwei weitere Modifikationen des Quecksilbersulfids, wobei das Metacinnabarit kubisch und das Hypercinnabarit hexagonal kristallisieren.

Wie auch Pyrit, Markasit Quecksilber und andere Mineralien ist die Bildung von Zinnober hydrothermal. Fundorte sind auch hier Vulkanschlote und Thermalquellen. Mit einem Gehalt von bis zu 87% ist Cinnabarit das häufigste und wichtigste Quecksilbermineral.

Da Quecksilberdämpfe durch Erwärmung oder durch das Erhitzen freigesetzt werden könnten, sollte man Zinnober am besten Kühl und geschützt aufbewahren. Malerfarben können aber problemlos verwendet werden, da das Pigment nur schwer Wasserlöslich ist. Aber in Kinderhände gehört diese Farbe auch nicht. Auch sollte es stets Kindersicher aufbewahrt werden, da ein Verschlucken gesundheitliche Schäden verursachen kann.

Bornit = Bornit wird auch Buntkupferkies genannt. Weitere, aber wohl eher unbekannte Namen sind Kupferlasurerz und Kupferlasur. Bornit gehört ebenfalls zu der Mineralklasse der Sulfide und es hat ein Stoffmengenverhältnis von 1:1 an Metall und Schwefel. Meist massige Aggregate kristallisieren in orthorhombischer Form aus. Seltener hingegen sind dir kupfer- und bronzefarbenen mit pseudokubischer Form oder als Oktaeder. Der Name Bornit ist nicht etwa davon abgeleitet, das er aus Borneo stammt, wie viele meinen, sondern er wurde nach dem österreichischen Mineralogen Ignaz von Born benannt. In der Bergmannssprache bekam er den Namen Buntkupferkies und in der Volkssprache setzte sich das Buntkupfer durch, weil, wenn es an die Luft kommt sehr schnell anläuft. Die Farbenpracht ist dabei vielfältig und schillernd. Kinder, wie Erwachsene sind vom Farbenspiel immer wieder begeistert.

Es gibt drei Bildungsvarianten des Bornit, die magmatische Bildung, die hydrothermale Bildung und die sedimentäre Bildung in Skarn oder Pegmatit und oft sind auch andere Sulfidmineralien, wie Pyrit, Kupferglanz (Chalkosin), Chalkopyrit und auch mal Quarz enthalten. Mineralogen unterscheiden den Bornit in Hoch- und Tiefbornit, denn anfangs kristallisiert er in kubischer Form bei hohen Temperaturen in das Magma. Kühlt er sich dann ab, wird er erst in intermediären Bornit (bei ca. 270 Grad) und dann so um die 200 Grad in orthorhombischen Tiefbornit umgewandelt. Da Bornit einen hohen Kupfergehalt von bis zu 63% hat, ist er ein wichtiges Mineral für die Kupfergewinnung.

Chalkopyrit = dieser wird auch Kupferkies, Buntkupfer, Kupfereisenerz oder Gelbkupfererz genannt, was tetragonal kristallisiert und hat meist eine goldene Farbe, kann aber durch Verwitterungseinflüsse mehrfarbig anlaufen. Es hat nur eine Mohssche Härte von 3,5 bis 4 und einen wesentlich geringeren Anteil an Kupfer, der nur bei ca. 35% liegt. Dennoch liegt der Anteil der Kupfergewinnung bei 80%, da es auch häufiger vorkommt. Aufgrund seiner goldenen Farbe wird er auch oft mit Pyrit oder Gold verwechselt, wobei man beim genaueren Betrachten erkennen kann, daß er gelblicher ist und anlaufen kann. Die Farbe beim Strichtest ist schwarz und der Bruch ist muschelig und uneben. Chalkopyrit kann in Salpetersäure gelöst werden, Salzsäure greift die Oberfläche an, wobei er Regenbogenfarbig anlaufen kann und mit einer offenen Flamme verfärbt er sich grünlich. Chalkopyrit kommt in vielen Sedimentgesteinen vor und die Entstehung ist auch hydrothermal. Durch Witterungseinflüsse kann es in Buntkupferkies, Malachit oder Azurit übergehen.

Covellin = dieser schön bläulichschwarz und metallisch glänzender Stein ist weniger bekannt, relativ teuer und er gehört auch zu der Klasse der Sulfide – besser gesagt zu den Kupfersulfiden. Das Verhältnis von Kupfer und Schwefel ist 1:1, wobei Pyrit und Chalkopyrit das Ausgangsmaterial ist und zwei andere Varietäten zusätzlich noch Silber oder Selen enthalten. Mitunter findet man auch hauchdünne Schichten von Covellin auf anderen Mineralien.

Der Covellin hat zudem auch eine ganz besondere und einzigartige optische Eigenschaft. Während die sogenannten "ewigblauen" Covelline – bedingt durch einen Überschuß an Kupfer immer blau bleiben, so kann sich bei anderen durch die Disperion die Farbe verändern. Trocken und an der Luft ist er blau ( kann aber auch buntfarbig anlaufen), wird er feucht oder naß, so färbt er sich violett und in Öl getaucht hat er eine rote Farbe. Hält man eine Lötlampe daran, so schmilzt er leicht und brennt mit blauer Flamme und noch einen einzigartigen Effekt weist der Covellin auf, denn unter 1,63 Kelvin wird er zum Supraleiter.

Früher nannte man den Covellin auch Blaues Kupferglas oder wegen seiner indigoblauen Farbe auch Kupferindig. Es kristallisiert hexagonal meist als feinkörnige Schicht auf anderen Mineralien und gute, ausgebildete Kristalle gibt es nur selten. Er hat eine geringe Härte von 1,5 bis 2 nach der Mohsskala und für die Wirtschaft ist es ein bedeutendes Kupfererz. Bereits 1815 wurde dieses Mineral in der Nähe von Sangerhausen von den Mineralogen Johann Carl Freiesleben entdeck. Er nannte dieses Mineral blaues Kupferglas, der Mineraloge August Breithaupt untersuchte 1818 das Mineral und benannte es nach dem charakteristischen Aussehen – das Indigoblau – als Kupferindig. Doch erst, als der Italiener Niccolò Covelli, 1827 das Mineral am Vesuv genauer untersuchte und bestimmte, bekam es 1832 den heutigen Namen Covellin. Zwar kommt Covellin sehr häufig vor, dennoch sind größere Kristalle äußerst selten. Ein wichtiger Fundort ist der Vesuv, doch bislang wurden nur etwas größere Kristalle auf Sardinien in Alghero gefunden. Weitere Fundorte sind der Entdeckungsort bei Sangerhausen, in Polen, Österreich, Serbien, in Montana, Alaska, Colerado und Utha in den USA und in Argentinien.

Wie Pyrit auch, ist Covellin bei anhaltender Verwitterung ein Ausgangsmaterial für die Entstehung von Malachit und Azurit, sowie dem Kupferpecherz.

Sphalerit = ein häufig vorkommendes Mineral, das auch zu der Sulfidklasse gehört und auch Zinksulfid oder unter den Namen Zinkblende bekannt ist. Auch die Zinkblende hat ein kubisches Wachstum und es gibt die Zinkblende in vielen schönen Farben und Varietäten. Es können aber auch faserige und massige Aggregate gefunden werden. Zinksulfid ist ein Salz der Schwefelwasserstoffsäure und kann mit Magnetit oder Rutil schon mal verwechselt werden. Die Mohshärte liegt bei 3,5 bis 4, wobei die grün bis braun natürlich gefärbten Kristalle in der Schmuckindustrie kaum eine Rolle spielen. Anders ist es bei den Varietäten, wie die rote Rubinblende und sehr klare Varietäten mit Edelsteiqualität. Hierbei spielen Farbe und Schliff eine Rolle, weil diese den Chysoberyll und den Topas imitieren sollen. Aber auch als Diamant- und Zirkonimitationen sind aus farblosen Sphalerit auf dem Markt. Sphalerit hat einen sehr hohen Gehalt an Zink und ist deshalb für die Industrie die Hauptquelle für die Zinkgewinnung. Aber auch der Cadmiumgehalt ist sehr hoch und ebenfalls eine wichtige Quelle für die Industrie. Der Name Sphalerit kommt aus dem Griechischen vom sphaleros, was so viel wie trügerisch bedeutet, denn damals kannte man das Mineral Zink noch nicht. Weil man aber Zink- und Bleiglanz immer zusammen fand, war es eben trügerisch, denn man brauchte ja nur das Bleierz. Das Wort Blende stammt aus der Bergmannssprache und bedeutet so viel wie trübes Erz.

Sphalerit kommt in folgenden Farben vor:

Cleiophan, grün, gelb oder orange

Honigblende, klar, gelblich

Marmatit, schwarz

Matrait, dicht verzwillingt und säulenförmig

Rubinblende, braun bis rot

in weis kommt er nur selten vor.

Bleiglanz = unter diesen Namen ist das Blei II-sulfid allgemein bekannter, als unter den Namen Galenit. Es ist ein oft vorkommendes Mineral der Sulfide und kristallisiert im kubischen Kristallsystem in manchmal vollkommender Würfelform kommen vor. Weitere Formen sind oktaedrische, tafelige (eher selten) und skelettförmige Kristalle, sowie massige Aggregate, die eine matte bleigraue Farbe haben, während sehr frisch Bruchstellen noch einen Glanz zeigen. die mitunter bunt schillernd angelaufen sind.

In erster Linie dient es der Gewinnung von Blei, aber auch Silber, was in geringen Anteilen enthalten sein kann. Schon in sehr früher Menschheit wurde es zu Bleigewinnung "verhütet" und auch abgebaut.

Galenit oder Bleiglanz gibt es in verschiedenen Varietäten, die u.a. Gold, Silber, Bismut und Selen enthalten können und die Variante U-Galenit enthält ²⁰⁶Pb, was beim Zerfall des Uranisotops ²³⁸U entsteht. Bleiglanz sollte also nie offen und frei zugänglich in der Wohnung aufbewahrt werden. Liebhaber und Sammler halten diese Erze immer in einen Strahlensicheren Behälter unter Verschluß.

Bleiglanz bildet sich in hydrothermalen, vulkanischen Sulfidlagerstätten, in metamorphem Gestein, in Riffkalkstein, sowie in Dolomitgestein. Es findet sich Gesellschaft mit Quarz, Dolomit, Pyrit, Markasit, Sphalerit, Siderit, Chalkopyrit, Baryt und Calcit.

Stibnit = bekannter wohl unter den Namen Antimon sind es für Sammler beliebte Stücke, besonders, wenn diese sehr feine und gebogene Kristalle aufweisen, die zudem sehr langgezogen sind. Diese gebogene Form entsteht durch die Zwillingsbildung, wobei sich die Nadeln in verschiedene Richtungen bilden und wachsen und dabei immer wieder die Richtungen ändern können. Weitere Synonyme sind Antimonit, Antimonglanz, Antimonsulfid oder Grausprießglanz. Eigentlich ist es ein sehr häufig vorkommendes Mineral, doch das Metall als solches ist sehr selten und sehr begehrt in der Industrie.

Dieses bleigraue und metallisch glänzende Mineral kristallisiert orthorombisch und gehört auch der Klasse der Sulfide an. Es bildet undurchsichtige prismatische, radialstrahlige und nadelige Kristalle von unterschiedlicher Länge und kann eine Länge von bis über einen Meter erreichen. Der Glanz kann an der Luft verblassen und regenbogenfarbig anlaufen. Antimon ist mit einer Mohshärte von 2 bis 2,5 sehr weich und wird mitunter auch mit Bleiglanz verwechselt, wobei Antimon unter einer normalen Flamme schon schmilzt.

In der Antike nahm man, wie auch Bleiglanz, als Schminkpulver für die Augen, denn dunkle Augenränder galten damals als Schönheitsideal und als Schutz vor bösen Mächten. Auch zur Herstellung von Bronze wurde Antimon benutzt. Eigentlich ist der Name Antimonit ein Begriff für die Salze der Antimonsäure, doch er bürgerte sich im Sprachgebrauch auch für das Mineral ein.

Die bislang längsten Kristalle wurden in China in der Provinz Hunan gefunden. Diese haben eine Länge von über einen Meter, doch auch in Japan, auf der Insel Shikoku, wurden beeindruckende Kristalle von bis zu 60 cm Länge gefunden. Aber auch in Nevada findet man größere Kristalle mit einen Durchmesser von 20 cm und Drusen mit 15 cm langen Kristallen kann man in Kirgisistan finden.