Chalkopyrit

Chalkopyrit (Buntkupfer, Kupferkies)
buntfarbig angelaufene Chalkopyrit-Kristallstufe aus der Grube Georg, Westerwald
Chemische Formel	CuFeS2
Mineralklasse	Sulfide und Sulfosalze 2.CB.10 (8. Aufl.: II/C.03-10) (nach Strunz) 02.09.01.01 (nach Dana)
Kristallsystem	tetragonal
Kristallklasse	tetragonal-skalenoedrisch $\bar{4}2m\$
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
Bruch	muschelig, uneben, spröde
Spaltbarkeit	unvollkommen
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 (Chalcopyrit, Buntkupfer, Kupferkies, Gelbkupfererz, Kupfereisenerz) 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.

Etymologie und Geschichte

Chalkopyrit wurde erstmals 1725 durch Johann Friedrich Henckel wissenschaftlich beschrieben und nach den griechischen Worten "chalkos" für Kupfer und "pyros" für Feuer benannt ^[1]

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.^[2]

Besondere Eigenschaften

goldfarbiger Chalkopyrit auf Rhodochrosit

Chalkopyrit hat einem 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.

Klassifikation

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, Roquésit 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 A_mB_nX_p, mit (m+n) : p = 1 : 1“ zu. Dort findet er sich zusammen mit Eskebornit, Gallit, Roquésit, Lenait und Laforêtit in der Chalkopyritgruppe mit der System-Nr. 2.9.1.

Bildung und Fundorte

Chalkopyrit mit Dolomit vom Black Rock, Arkansas, USA

Chalcopyrit, Galenit und Sphalerit aus den „Huaron Minen“, Provinz Daniel Alcides Carrión, Pasco Department, Peru

Chalkopyrit bildet massive Aggregate, oft aber auch gut ausgebildete Kristalle in hydrothermalen Gängen und in verschiedensten metamorphen und magmatischen Gesteinen, meist in Paragenese mit Bornit und Pyrit, aber auch mit vielen weiteren Kupfer- oder anderen Metallsulfiden wie unter anderem mit 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.^[3]

Kristallstruktur

Chalkopyrit kristallisiert tetragonal in der Raumgruppe $I \bar 4 2 d$ mit den Gitterparametern a = 5,29 Å und c = 10,42 Å sowie 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle.^[4]

Verwendung

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 CIS-Solarzelle zugeordnet. ^[5]

Einzelnachweise

1. ↑ 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)
2. ↑ Georgius Agricola; Fritz Krafft (Hrsg.): De Natura Fossilium. Marix Verlag GmbH, Wiesbaden 2006, ISBN 3-86539-052-8, S. 381.
3. ↑ Mindat - Localities for Chalcopyrite
4. ↑ 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.
5. ↑ Uni Oldenburg - Dünnschichtsolarzellen aus Chalkopyrit-Verbindungshalbleitern

Siehe auch

• Liste der Minerale

Literatur

• Paul Ramdohr, Hugo Strunz: Lehrbuch der Mineralogie (16. Aufl.), Ferdinand Enke Verlag (1978), ISBN 3-432-82986-8
• Edition Dörfler: Mineralien Enzyklopädie, Nebel Verlag, ISBN 3-89555-076-0
• Manuel Font Altaba, Giuseppe Tanelli, Birgit Pflügl: Wissen Heute auf einen Blick - Mineralogie, Neuer Kaiser Verlag (1986/1993), ISBN 3-7043-1220-7

Weblinks

 Commons: Chalkopyrit – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Mineralienatlas:Chalkopyrit (Wiki)
• Mineralienlexikon - Chalkopyrit
• Handbook of Mineralogy - Chalcopyrite (englisch, PDF 62,7 kB)
• MinDat - Chalcopyrite (englisch)
• Webmineral - Chalcopyrite (englisch)
• Solarenergieforschung - Chalkopyrit-Solarzelle