Copiapit

Copiapit ist ein relativ selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfate (Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate und Wolframate)“ mit der chemischen Formel Fe²⁺Fe³⁺₄[(OH)₂|(SO₄)₆]·20H₂O und damit chemisch gesehen ein wasserhaltiges Eisen-Sulfat mit zusätzlichen Hydroxidionen. Copiapit ist dabei das am häufigsten vorkommende Ferrisulfat.

Copiapit
Copiapit (gelb) aus der Antler Mine, Arrastra Mountain, Hualapai District, Mohave County, Arizona, USA (Sichtfeld etwa 9 mm)
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Symbol	Cpi
Andere Namen	Basisches schwefelsaures Eisenoxyd
Chemische Formel	Fe2+Fe3+4[(OH)2|(SO4)6]·20H2O
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Sulfate (Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate und Wolframate) – Wasserhaltige Sulfate mit fremden Anionen
System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana	VI/D.10 VI/D.10-050 7.DB.35 31.10.05.01
Kristallographische Daten
Kristallsystem	triklin
Kristallklasse; Symbol	triklin-pinakoidal; 1
Raumgruppe	P1 (Nr. 2)Vorlage:Raumgruppe/2
Gitterparameter	a = 7,39 Å; b = 18,21 Å; c = 7,29 Å α = 93,7°; β = 102,0°; γ = 99,3°
Formeleinheiten	Z = 1
Zwillingsbildung	Kontaktzwillinge, Zwillingsachse [101]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	2,5 bis 3
Dichte (g/cm3)	gemessen: 2,04 bis 2,17; berechnet: [2,12]
Spaltbarkeit	vollkommen nach {010}, unvollkommen nach {101}
Farbe	hell- bis dunkelgelb, gelborange; in dichten Aggregaten gelbgrün bis olivgrün
Strichfarbe	hellgelb
Transparenz	durchsichtig bis durchscheinend
Glanz	Perlmuttglanz
Kristalloptik
Brechungsindizes	nα = 1,506 bis 1,540 nβ = 1,528 bis 1,549 nγ = 1,575 bis 1,600
Doppelbrechung	δ = 0,069
Optischer Charakter	zweiachsig positiv
Achsenwinkel	2V = 45° bis 74° (gemessen), 48° bis 72° (berechnet)
Pleochroismus	X = Y = hellgelb bis farblos; Z = schwefelgelb
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten	löslich in Wasser

Copiapit kristallisiert im triklinen Kristallsystem, entwickelt aber nur millimetergroße Kristalle mit dünntafeligem Habitus und perlmuttähnlichem Glanz auf den Tafelflächen. Meist findet er sich in Form krustiger Überzüge sowie schuppiger oder körniger bis pulvriger Mineral-Aggregate. Je nach Ausprägung ist das Mineral durchsichtig bis undurchsichtig und von hell- bis dunkelgelber oder gelboranger Farbe. In dichten Aggregaten kann Copiapit aber auch gelbgrün bis olivgrün erscheinen. Seine Strichfarbe ist dagegen immer hellgelb.

Mit einer Mohshärte von 2,5 bis 3 gehört Copiapit zu den weichen bis mittelharten Mineralen, die sich etwas leichter als das Referenzmineral Calcit mit einer Kupfermünze ritzen lassen.

Etymologie und Geschichte

Erstmals entdeckt wurde Copiapit in der Provinz Copiapó nahe der gleichnamigen Stadt in der chilenischen Región de Atacama.

Wissenschaftlich beschrieben wurde Copiapit 1833 durch Heinrich Rose unter der Bezeichnung Basisches schwefelsaures Eisenoxyd. Wilhelm von Haidinger benannte das Mineral 1845 nach seiner Typlokalität.

Das Typmaterial des Minerals wird an der Harvard University in Cambridge, Massachusetts (USA) unter der Katalog-Nr. 99059 aufbewahrt.

Klassifikation

Bereits in der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Copiapit zur Mineralklasse der „Sulfate, Chromate, Molybdate, Wolframate“ (einschließlich Selenate und Tellurate) und dort zur Abteilung der „Wasserhaltigen Sulfate mit fremden Anionen“, wo er zusammen mit Botryogen die „Botryogen-Copiapit-Gruppe“ mit der System-Nr. VI/D.10 und den weiteren Mitgliedern Aluminocopiapit, Calciocopiapit, Chaidamuit, Cuprocopiapit, Ferricopiapit, Guildit, Magnesiocopiapit, Zincbotryogen und Zincocopiapit bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Copiapit ebenfalls in die Abteilung der „Sulfate (Selenate usw.) mit zusätzlichen Anionen, mit H₂O“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen und der Kristallstruktur, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „mit mittelgroßen Kationen; isolierte Oktaeder und begrenzte Einheiten“ zu finden ist, wo es als alleiniger Namensgeber die „Copiapitgruppe“ mit der System-Nr. 7.DB.35 und den weiteren Mitgliedern Aluminocopiapit, Calciocopiapit, Cuprocopiapit, Ferricopiapit, Magnesiocopiapit und Zincocopiapit bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Copiapit in die Klasse der „Sulfate (und Verwandte)“ und dort in die Abteilung der „Wasserhaltige Sulfate mit Hydroxyl oder Halogen“ ein. Hier ist er ebenfalls als Namensgeber der „Copiapitgruppe“ mit der System-Nr. 31.10.05 innerhalb der Unterabteilung „Verschiedene wasserhaltige Sulfate mit Hydroxyl oder Halogen“ zu finden.

Kristallstruktur

Copiapit kristallisiert triklin in der Raumgruppe P1 (Raumgruppen-Nr. 2)Vorlage:Raumgruppe/2 mit den Gitterparametern a = 7,39 Å; b = 18,21 Å; c = 7,29 Å; α = 93,7°; β = 102,0° und γ = 99,3° sowie einer Formeleinheit pro Elementarzelle.

Die Kristallstruktur von Copiapit besteht entlang [101] aus Ketten komplexer Metall-Koordinations-Oktaeder (Fe³⁺O₃(OH)(H₂O)₂) und [SO₄]-Tetraedern. Die Ketten werden über Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten.

Eigenschaften

Das Mineral ist wasserlöslich und sollte daher vor Feuchtigkeit geschützt aufbewahrt werden.

Bildung und Fundorte

Schuppiges Aggregat mit glänzenden, glimmerähnlichen Copiapitkristallen aus der Alcaparrosa Mine, Cerritos Bayos, Calama, Antofagasta, Chile (Gesamtgröße der Probe: 11,9 cm × 7,4 cm × 4,0 cm)

Copiapit bildet sich als Sekundärmineral typischerweise unter Einfluss saurer Grubenwässer durch Verwitterung und Oxidation von Pyrit und anderen eisenhaltigen Sulfiden oder mithilfe von Bakterien, z. B. Acidithiobacillus ferrooxidans (siehe auch Acidithiobacillus) in einer breiten Palette von Gesteinsarten. Aufgrund seiner Wasserlöslichkeit ist das Mineral allerdings nur in ariden Klimazonen stabil. In seltenen Fällen kann Copiapit auch durch fumarole Vorgänge entstehen. Je nach Fundort können unter anderem Alunogen, Amarantit, Botryogen, Butlerit, Fibroferrit, Halotrichit und Melanterit als Begleitminerale auftreten.

Als eher seltene Mineralbildung kann Copiapit an verschiedenen Fundorten zum Teil reichlich vorhanden sein, insgesamt ist er aber wenig verbreitet. Bisher sind rund 370 Fundorte für Copiapit bekannt (Stand 2016). Neben seiner Typlokalität Copiapó und der nahe gelegenen Tierra Amarilla in der Atacama Region trat das Mineral in Chile noch auf der Halbinsel bei Mejillones und im Kupfertagebau Chuquicamata in der Región de Antofagasta sowie bei Cuya in der Región de Arica y Parinacota auf.

In Deutschland fand man Copiapit bisher unter anderem in der Grube Clara bei Oberwolfach und der Grube Wildsbach im Untermünstertal in Baden-Württemberg, einer Tongrube bei Bad Freienwalde in Brandenburg, im Rammelsberg in Niedersachsen, in der Grube Anna und den Zechen Julia, Christian Levin und Auguste Victoria in Nordrhein-Westfalen, der Grube Friedrichssegen in Rheinland-Pfalz, in den Steinbrüchen der Gemeinde Nonnweiler im Saarland, der Grube „Willi Agatz“ bei Dresden in Sachsen sowie in den Schiefersteinbrüchen bei Lehesten in Thüringen.

In Österreich fand man das Mineral unter anderem am Hüttenberger Erzberg in Kärnten, bei Amstall in Niederösterreich, im Hüttwinkltal/Raurisertal und bei Mitterberg (Gemeinde Mühlbach am Hochkönig) in Salzburg, im Steinbruch Schlarbaum bei Klausen (Bad Gleichenberg) und an der Zinkwand (Schladminger Tauern) in der Steiermark sowie in einem Gneis-Steinbruch bei Rufling in Oberösterreich.

In der Schweiz kennt man Copiapit bisher nur aus dem Valle del Trodo bei Magadino im Kanton Tessin sowie Saint-Luc und Granges (Gemeinde Sitten) im Kanton Wallis.

Weitere Fundorte liegen unter anderem in der Antarktis, in Argentinien, Australien, Belgien, Bolivien, Bulgarien, China, Frankreich, Griechenland, Iran, Irland, Italien, Japan, Kanada, Mazedonien, Marokko, Mexiko, Neuseeland, Norwegen, Peru, Polen, Portugal, Rumänien, Russland, der Slowakei, in Schweden, Spanien, Südafrika, Tschechien, der Ukraine, in Ungarn, im Vereinigten Königreich (England, Wales) und den Vereinigten Staaten von Amerika.

Siehe auch

• Liste der Minerale

Literatur

Monographien

• Heinrich Rose: Ueber einige in Südamerika vorkommende Eisenoxydsalze. In: Annalen der Physik und Chemie Band 27 (1833), S. 309–319 (PDF 522,2 kB)
• Copiapit. In: Wilhelm Haidinger: Handbuch der bestimmenden Mineralogie: enthaltend die Terminologie, Systematik, Nomenklatur und Charakteristik der Naturgeschichte des Mineralreiches 2. Auflage, Braumüller & Seidel, Wien 1845, S. 489. eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche
• Charles Palache, Martin A. Peacock, Leonard G. Berry: Crystallography of copiapite. In: University of Toronto Studies: VI. Geological Series Band 50 (1946), S. 9–26 (1,02 MB)

Kompendien

• Friedrich Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.: Paul Ramdohr, Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 615 (Erstausgabe: 1891). 
• Peter Bayliss, Daniel Atencio: X-ray powder-diffraction data and cell parameters for copiapite-group minerals. In: The Canadian Mineralogist Band 23 (1985), S. 53–56 (PDF 412 kB)
• Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien-Enzyklopädie. Dörfler Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 978-3-89555-076-8, S. 149. 

Weblinks

Commons: Copiapite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Mineralienatlas:Copiapit (Wiki)
• RRUFF Database-of-Raman-spectroscopy - Copiapite