Sphalerit – Chemie-Schule (2024)

Dieser Artikel bezieht sich auf das Mineral Zinkblende. Für den Kristallstrukturtyp siehe Zinkblende-Struktur.

Sphalerit, bergmännisch auch als Zinkblende oder unter seiner chemischen Bezeichnung Zinksulfid, genauer α- ZnS bekannt, ist ein häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“. Es kristallisiert im kubischen Kristallsystem mit der chemischen Formel ZnS und entwickelt meist tetraedrische und dodekaedrische Kristalle, aber auch faserige, massige Mineral-Aggregate in verschiedenen Farben (siehe Varietäten).

Chemisch gesehen ist Sphalerit ein Salz der Schwefelwasserstoffsäure und wird als Zinksulfid bezeichnet.

Sphalerit wird oft mit den ähnlichen Mineralen Magnetit und Rutil verwechselt. Die mit Werten zwischen 3,5 und 4 geringe Mohshärte ist ein Grund dafür, dass die manchmal gefundenen natürlichen braun bis grün gefärbten Kristalle keine kommerzielle Verwendung als Schmucksteine finden.

Besondere Eigenschaften

Beim Erhitzen mit Sauerstoff (Rösten) zerfällt Sphalerit ebenso wie Wurtzit zu Zinkoxid. Dieser Zerfall wurde früher unter anderem zum qualitativen Zinknachweis verwendet: Auf Kohle vor dem Lötrohr scheidet sich sublimiertes Zinkoxid ab. Dieses ist im heißen Zustand zitronengelb (siehe auch Zinksuboxide) und nimmt erst im abgekühlten Zustand die typisch weiße Farbe des Zinkoxides an.

Etymologie und Geschichte

Der Name Sphalerit geht auf das griechische σφαλερός sphaleros (zu deutsch: heimtückisch) zurück, da Sphalerit das spezifische Gewicht sowie den Glanz eines Metallerzes aufweist, aber bis zum 18. Jahrhundert aus ihm kein Metall gewonnen werden konnte. Es wurde erst 1735 als Zinkmineral erkannt. ^[2]

Klassifikation

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Sphalerit zur Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort zur Abteilung der „Sulfide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Schwefel, Selen, Tellur = 1 : 1“, wo er als namensgebendes Mineral zusammen mit Coloradoit, Hawleyit, Rudashevskyit, Metacinnabarit, Polhemusit, Stilleit und Tiemannit die „Sphaleritgruppe“ bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz'schen Mineralsystematik ordnet den Sphalerit ebenfalls in die Klasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort in die Abteilung der „Metallsulfide, M : S = 1 : 1 (und ähnliche)“ ein. Diese Abteilung ist allerdings weiter unterteilt nach den dominanten Kationen in der Verbindung, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „mit Zink (Zn), Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Silber (Ag) usw.“ zu finden ist, wo es zusammen mit Coloradoit, Hawleyit, Metacinnabarit, Polhemusit, Rudashevskyit, Sakuraiit, Stilleit und Tiemannit die „Sphaleritgruppe“ mit der System-Nr. 2.CB.05 bildet.

Auch die Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Sphalerit in die Klasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort in die Abteilung der „Sulfidminerale“ ein. Hier ist er ebenfalls Namensgeber der „Sphaleritgruppe“ (Isometrisch: F43m) mit der System-Nr. 02.08.02 und den weiteren Mitgliedern Stilleit, Metacinnabarit, Tiemannit, Coloradoit, Hawleyit und Rudashevskyit innerhalb der Unterabteilung „Sulfide - einschließlich Seleniden und Telluriden - mit der Zusammensetzung A_mB_nX_p, mit (m+n):p=1:1“.

Modifikationen und Varietäten

Sphalerit ist die Tieftemperaturmodifikation des Zinksulfids. Die Hochtemperaturmodifikation heißt Wurtzit oder β-ZnS.

Sphalerit kommt in verschiedenen Farb- und Formvarietäten vor:

• Cleiophan, grün, gelb oder orange
• Honigblende, klar, gelblich
• Marmatit, schwarz durch Beimengungen von Eisen
• Rubinblende, braun bis rot

Weißer Sphalerit ist eher selten zu finden.

• Matrait, dicht verzwillingt und säulenförmig

Bildung und Fundorte

Sphalerit bildet sich entweder magmatisch in Pegmatit oder hydrothermal. Es ist oft mit Galenit (Bleiglanz) und anderen Sulfid-Mineralen vergesellschaftet, tritt aber auch zusammen mit Magnetit und Pyrrhotin als Erz in Kalkstein auf.

Weltweit konnte Sphalerit bisher (Stand: 2010) an über 15.000 Fundorten nachgewiesen werden, so unter anderem in Freiberg (Deutschland), Madan in Bulgarien, Aomori in Japan, Dzhezkazgan in Kasachstan, Cananea in Mexiko, Dalnegorsk in der Russischen Föderation, Trepča in Serbien, Banská Štiavnica in der Slowakei, Santander in Spanien, Franklin/New Jersey, Big Four Mine/Colorado, Galena/Illinois und Joplin/Missouri in den Vereinigten Staaten.^[3]

Kristallstruktur

Sphalerit kristallisiert im kubischen Kristallsystem in der Raumgruppe F43m (Raumgruppen-Nr. 216) mit dem Gitterparameter a = 5,406 Å sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Die Elementarzelle von Sphalerit wird demnach durch zwei ineinander verschachtelte, kubisch-flächenzentrierte (fcc) Elementarzellen aus Zink und Schwefel gebildet, die um ein Viertel ihrer Raumdiagonalen gegeneinander verschoben sind. „Zinkblende-Struktur“ ist ein feststehender Begriff für alle binären Kristalle (z. B. GaAs) mit dieser räumlichen Konfiguration. Besteht der Kristall nur aus einer Atomsorte entspricht die Konfiguration der Diamantstruktur.

Verwendung

Mit einem Zink-Gehalt von etwa siebenundsechzig Prozent und verhältnismäßig hohem Cadmium-Gehalt ist Sphalerit die Hauptquelle für die industrielle Zink- und Cadmiumgewinnung. Größere Abbaulagerstätten liegen in China, Australien und Kanada.

Als Schmuckstein wird Sphalerit eher selten verwendet, da er sehr bruch- und säureempfindlich ist.^[5] Klare Varietäten von Edelsteinqualität können allerdings je nach Farbe und Schliff durchaus wertvollere Schmucksteine imitieren wie beispielsweise Chrysoberyll und Topas, bei farblosen Varietäten auch Zirkon und Diamant.

Eine weitere wichtige Anwendung ist, zusammen mit Baryt, die Herstellung von Weißpigmenten auf Basis von Lithoponen.

Siehe auch

• Liste der Minerale

Einzelnachweise

Literatur

• Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien Enzyklopädie. Nebel Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0
• Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7. Auflage. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 2005, ISBN 3-540-23812-3

Weblinks

• Mineralienatlas:Sphalerit (Wiki), Mineralienatlas:Mineralienportrait/Sphalerit (Wiki)
• Handbook of Mineralogy - Sphalerite (englisch, PDF 59 kB)