Die Homepage von Thomas Witzke: Entdeckung von Covellin (original) (raw)

Covellin

Formel: CuS, hexagonal

**Typlokalit�t:**Carolinenschacht, Sangerhausen, Sachsen-Anhalt

Erstbeschreibung:
FREIESLEBEN, J.C. (1815) Geognostische Arbeiten, Dritter Band. Geognostischer Beytrag zur Kenntni� des Kupferschiefergebirges, mit besonderer Hinsicht auf eine Theil der Graffschaft Mansfeld und Th�ringens, Dritter Theil.- Freyberg, bey Craz und Gerlach, 338 p. (p. 129-130)

Ein blaues Kupfermineral aus dem Kupferschiefer

Johann Carl FREIESLEBEN beschrieb 1815 in seiner Arbeit �ber den Kupferschiefer ein neues Kupfermineral aus dem Sangerh�user Revier:

"Das erste ist von ausgezeichnet lasur-, indig- oder schw�rzlich blauer Farbe, die auf dem Bruche etwas lichter und frischer als an der Oberfl�che ist, wo sie bald schw�rzlich anl�uft, es erscheint theils in dicken Platten oder Lagen bis zu 1/4 Zoll St�rke und dr�ber (bisweilen an beyden Saalb�ndern mit eben so starken Schwefelkieslagen eingefasst), theils in d�nnen Schweifen und Adern, im Bruche eben, bisweilen dem Unebenem vom feinem Korn, bisweilen dem Flachmuschligen sich n�hernd, zum Theil matt, zum Theil stark metallisch schimmernd, undurchsichtig, weich, mild, leicht zerspringbar, im Strich etwas dunkler und ziemlich stark gl�nzend von metallischem Glanze, schwer. Es kam vor zwey Jahren nur in einer kurzen Distanz im Sangerh�user Refier vor, und zwar vom Carolinenschachte gegen Morgen, besonders in der r�ckenartigen Fl�tzparthie, die ich weiter unten beschreiben werde; hier lag es gew�hnlich zwischen Schichten von Kupferschiefer und aschgrauen, feinsandigen schiefrigen Mergel [...]. Wenn die� Fossil nicht eine besondereGattung ausmacht, die zwischen Buntkupfererz, Kupferglas und Kupferlasur innen steht, so wird man es wenigstens als eine eigne Art entweder zum Buntkupfererze oder zum Kupferglase zu rechnen haben. Doch nimmt es der Herr Geheime O.M. Rath Klaproth nur f�r eine Ab�nderung des Buntkupfererzes an."

Wenig sp�ter besch�ftigt sich August BREITHAUPT (1818) mit dem Mineral. Nach der indigoblauen Farbe nannte er es "Kupferindig":

"Nicht blos die Farbe, sondern auch die �brige �ussere Beschaffenheit des Fossils hat mit dem Indig viele Aehnlichkeit, und darnach w�hlte ich auch diese Benennung."

In der Beschreibung des Minerals lehnt sich BREITHAUPT eng an die Angaben bei FREIESLEBEN (1815) an. Erg�nzend f�gt er die Dichte und das Verhalten vor dem L�trohr an.

"Spezifisches Gewicht: 3,80 bis 3,82 nach meiner W�gung. Farbe, in Verbindung mit Strich, Weiche und Schwere zeichnen dieses Fossil ungemein aus.Schon Mangel an Metallit�t, dann auch Farbe, Strich, bei weitem geringere Schwere zeichnen den Kupferindig vor dem Kupgerglas oder Buntkupfererz sehr aus, und es ist wol �berhaupt nicht leicht mit einem andern Fossile zu verwechseln.Erw�rmt �u�ert er schwachen negativen Elektrism, wenn er isolirt wird.Vor dem L�trohre auf der Kohle brennt er mit einer blauen Flamme, bevor er noch ganz durchgl�ht ist; dabei gibt er einen stechenden Geruch, dessen Entwikkelung noch einige Zeit fortw�hrt, wenn man auch das Fossil nicht mehr anbl�st. Nach dem Brennen ist er bunt angelaufen. Bei mehrer Hizze schmilzt er zu einem K�gelchen, welches stark kocht und von zeit zu Zeit Funken ausspr�het; eine br�unliche Schlakke bleibt aber immer noch anh�ngend. Das Kupferkorn, welches nur nach und nach ganz rein wird, ist ziemlich lichte. [...]Aber der Kupferindig ist nicht blos oberfl�chlich, sondern auch durch seine ganze Masse blau und unmetallisch, und mit anderen geschwefelten Kupfererzen in gar keine Parallele zu bringen. - Sollte er nicht vielleicht geschwefelt und gekohltes Kupfer mit etwas Eisen zugleich enthalten?"

Weitere Details zu dem Vorkommen von "Kupferindig" im Sangerh�user und Mansfelder Revier, speziell in den sogenannten Sanderzen und Vererzungen in Fl�zfalten, gibt J. HECKER 1859. F�r die folgenden chemischen und kristallografischen Untersuchungen an dem Mineral hat das Vorkommen bei Sangerhausen keine Bedeutung mehr. Eine komplette chemische Analyse von Covellin aus dieser Fundstelle liegt nicht vor. Das Mineral konnnte jedoch r�ntgenografisch an Proben aus dem Sangerh�user und Mansfelder Kupferschiefer-Revier nachgewiesen werden (SIEMROTH & WITZKE, 1999).

Chemische Analysen

Die genaue chemische Zusammensetzung blieb zun�chst noch unbekannt. Erst der italienische Mineraloge Niccolo COVELLI ver�ffentlichte 1827 eine Analyse an Material vom Vesuv, Italien. In den Fumarolen und Schlacken nach dem Ausbruch von 1822 konnte ein Mineral in schwarzen, spinnenf�rmigen Aggregaten und erdigen Krusten sowie in blauen erdigen Krusten gefunden werden. COVELLI benennt das Mineral nach der Analyse nicht, sondern bezeichnet es nur als "Bi-Sulfure de Cuivre". Parallel dazu ver�ffentlichte Friedrich August WALCHNER 1827 eine Analyse des "Kupferindig" von der Grube Haus Baden, Badenweiler, Baden-W�rttemberg. Das Mineral fand sich hier als �berzug auf Kupferkies. Er gibt an, dass sein Ergebnis mit einem Verh�ltnis von Kupfer zu Schwefel von 1 : 1 sehr gut �bereinstimmt. "Dieser Untersuchung zufolge ist der Kupferindig einfach Schwefelkupfer".
Die Analysen von COVELLI und WALCHNER sind fast identisch. Die unterschiedlichen Deutungen als Bi-Sulfid oder einfaches Sulfid von Kupfer sind auf die differierenden Ansichten zu den Atomgewichten der beteiligten Elemente zur damaligen Zeit zur�ck zu f�hren.

François Sulpice BEUDANT (1832) h�lt das Mineral f�r ein einfaches Kupfersulfid und gibt die Formel "CuSu" an. "Su"steht f�r Sulfur = Schwefel, heute einfach mit S abgek�rzt. August BREITHAUPT (1844) nennt "Ću" als Formel f�r den "Kupferindig". Der kleine Strich �ber dem C symbolisiert Schwefel, die Formel lautet in heutiger Schreibweise also CuS.

Kristallografische Untersuchungen

In einer Fu�note bei der Beschreibung des Digenits merkt August BREITHAUPT 1844 an:

"Noch scheint es wenig bekannt zu seyn, dass der Kupferindig zu Leogang in Salzburg in deutlichen niedrigen _hexagonalen Prismen mit Basis krystallisirt_vorgekommen ist. Auch von Sangerhausen kenn ich ihn undeutlich strahlig-bl�ttrig. Jene Krystallisation erinnert uns an dieselbe Gestalt anderer einfacher Sulphurete, z.B. des Magnetkieses, Gelbnickelkieses oder des Greenockits."

Henry James BROOKE & William Hallowes MILLER halten das Mineral 1852 f�r rhomboedrisch. Die Tafelebene und Richtung der guten Spaltbarkeit wird als (111) indiziert, was sich auf die rhomboedrischen Achsen bezieht. Diese Notation ist heute nicht mehr gebr�uchlich. Bei Vermessungen von Kristallen aus Leogang, Salzburg, �sterreich, konnte Adolf KENNGOTT (1854) zwei verschiedene, vorher nicht bekannte, hexagonale Pyramiden bestimmen. Auf Grund dieser Vermessung vermutet er, dass Covellin und Pyrrhotin isomorph sind. Aus den Angaben KENNGOTTs berechnet Carl HINTZE (1904) ein Achsenabschnittsverh�ltnis von a : c = 1 : 3,9720.
S. STEFANOVIĆ (1908) vermutet nach Vermessungen von Kristallen aus Bor, Serbien monokline Symmetrie mit a : b : c = 0.5746 : 1 : 0.6168 und β = 90�46'.

Eine erste r�ntgenografische Untersuchung an Covellin f�hrte Nils ALS�N (1925) durch. Die Laueaufnahmen zeigten volle hexagonale Symmetrie. Weitere Analysen ergaben, dass Covellin nicht mit Pyrrhotin isomorph ist, sondern eine kompliziertere Struktur als dieser besitzt. B. GOSSNER & F. MUSSGNUG(1927) fanden mittels R�ntgenaufnahmen eine hexagonale Zelle mit a = 3,81 und c = 16,46 Å (a : c = 1 : 4,32) und schlugen eine Anordnung von 6 Cu und 6 S in dieser Zelle vor.
Eine Strukturbestimmung versuchten H.S. ROBERTS & C.J. KSANDA (1929). Sie fanden eine sehr �hnliche Zelle mit a = 3,802 und c = 16,43 Å und ebenfalls einen Inhalt von 6 CuS pro Zelle. In der Struktur sollen alle 6 Schwefelatome in der Zelle auf einer Geraden parallel c liegen.
Die Vorschl�ge zur Struktur von Covellin von GOSSNER & MUSSGNUG (1927) und ROBERTS & KSANDA (1929) erwiesen sich jedoch schnell als wenig plausibel, so dass Ivar OFTEDAHL (1932) eine weitere Untersuchung vornahm. Er best�tigte die vorher gefundenen Gitterparameter und findet die Raumgruppe _P_63/mmc. Covellin weist eine Schichtstruktur auf, die auch die sehr gute Spaltbarkeit erkl�rt. Kupfer ist tetraedrisch von Schwefel umgeben, w�hrend Schwefel in zwei verschiedenen Koordinationen auftritt. Dabei sind zwei Schwefelatome eng benachbart, �hnlich wie beim Pyrit.

L.G. BERRY (1954) best�tigte die von OFTEDAHL (1932) f�r den Covellin gefundene Struktur und stellte die Isotypie mit Klockmannit, CuSe, fest. Weitere Strukturverfeinerungen stammen von R. KALBSKOPF et al. (1975), Howard T. EVANS & Judith A. KONNERT (1976), Masaaki OHMASA et al. (1977) sowie Helmer FJELLVÅG et al. (1988). Dabei best�tigte sich die vorher gefundene hexagonale Raumgruppe _P_63/mmc, die Gitterparameter, der Formelinhalt von 6 CuS pro Zelle und die Struktur aus einem planaren, hexagonalen CuS-Netz, in dem Cu von drei S umgeben ist, sowie den Disulfid-Gruppen. Die Verbindung beider erfolgt �ber zus�tzliches Cu in tetraedrischer Koordination (CuS4-Tetraeder). Als Strukturformel kann f�r den Covellin Cu3S(S2) angegeben werden.

Die Benennung des Minerals

François Sulpice BEUDANT benennt das Mineral 1832 Covellin nach Niccolo COVELLI wegen dessen Analysen von Fumarolenbildungen am Vesuv. Die Arbeiten von FREIESLEBEN (1815), BREITHAUPT (1818) oder WALCHNER (1827) erw�hnt er nicht.
Als "Blue Copper" mit Synonym Kupferindig findet sich das Mineral 1837 bei James Dwight DANA in der ersten Auflage seines ber�hmten Werkes "System of Mineralogy". Lediglich WALCHNER (1827) wird als Literaturquelle genannt, ein Hinweis auf den Covellin fehlt in dem Buch. In der zweiten Auflage von 1844 f�gt DANAnoch einen Namen entsprechend der LINN�schen Taxonomie hinzu: "Cyprites Lividus". Dies Bezeichnung erlangt keinerlei Bedeutung und verschwindet sehr schnell wieder aus der Literatur. Covellin fehlt nach wie vor als ein Synonym, jedoch wird das Vorkommen am Vesuv erw�hnt.
1843 gibt Edward J. CHAPMAN dem Mineral den Namen "Breithauptit". Zur Begr�ndung f�hrt er an: "It's a scarce substance, and was first distinguished by Breithaupt, the discoverer of so many species, after whom I have named it". Dieser Name setzt sich f�r das Kupfersulfid jedoch nicht durch, sondern wird 1845 von Wilhelm HAIDINGER f�r ein Nickelantimonid verwendet.
1850 f�hrt DANA das Mineral schlie�lich als Covellin mit den Synonymen Blue Copper und Kupferindig. Als internationale Bezeichnung setzte sich schlie�lich "Covellite" durch (z.B. DANA, 1868).
In der deutschen Literatur hielt sich noch recht lange die Bezeichnung Kupferindig f�r das Mineral. So verwenden z.B. Carl HINTZE (1904) oder Victor GOLDSCHMIDT (1918) diesen Namen und Covellin lediglich als ein Synonym daf�r.

Chemische Analyse von Covellin (in Masse-%)

| | Kupferindig, Sangerhausen BREITHAUPT (1818) | Bi-Sulfure de Cuivre, Vesuv, Italien COVELLI (1827) | Kupferindig, Grube Haus Baden, Badenweiler WALCHNER (1827) | Covellin, theoretische Zusammensetzung | | | ------------------------------------------------ | ----------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------- | ---------------------------------------- | ------ | | Cu | Hauptbestandteil | 66 | 64.773 | 66.46 | | Fe | | | 0.462 | | | Pb | | | 1.046 | | | S | | 32 | 32.640 | 33.54 | | Summe | | 98 | 98.921 | 100.00 |

Literatur:
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DANA, J.D. (1844): A System of mineralogy, comprising the most recent discoveries.- New York and London, Wiley & Putnam, 2nd edition, 633 p. (p. 486)

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