Chalkosiderit

Chalkosiderit ist ein seltenes, kupfer- und eisenhaltiges Phosphatmineral aus der Türkisgruppe, das vor allem durch seine grünen Farbtöne und seine enge Verwandtschaft zu Türkis auffällt. In der Natur findet sich Chalkosiderit überwiegend als Sekundärmineral in der Oxidationszone von Kupferlagerstätten und bildet dort meist kleine, aber sammlungsrelevante Vorkommen.

Geschichte und Namensherkunft

Die Erstbeschreibung von Chalkosiderit stammt aus der Feder des Mineralogen Johann Christoph Ullmann (1771 bis 1821). Im Jahr 1814 berichtet Ullmann von einem "dünnen krystallinischen Ueberzug über dem dem (...) Grün-Eisensteine des Hollerter Zuges". Weiterhin schreibt er, dass die Kristalle "lichte oder dunkel grasgrün ins Lauchgrüne übergehend", "ganz klein" sind und "dünne Drusenhäutchen" bilden.

In Anspielung an die chemische Zusammensetzung gab Ullmann dem Kupfermineral den Namen Chalkosiderit; wobei chalkos für Kupfer und sideros für Eisen steht.

In der historisch älteren Literatur wurde Chalkosiderit häufig nicht von Türkis unterschieden, weil beide Minerale ähnliche Farben, vergleichbare physikalische Eigenschaften und eng verwandte chemische Zusammensetzungen zeigen. Erst mit der verbesserten Analytik, insbesondere den chemischen Analysen und röntgenographischen Methoden konnte Chalkosiderit als eigenständige Spezies innerhalb der Türkisgruppe klar abgegrenzt werden.

Eigenschaften von Chalkosiderit

Chalkosiderit kristallisiert im triklinen System und bildet überwiegend kleine, kurzprismatische Kristalle, die selten frei ausgebildet sind.
Häufiger sind feinkörnige, krustige Überzüge, traubige bis knollige Aggregate oder dichte Massen, die Hohlräume, Klüfte und Spalten in der Oxidationszone von Erzgängen auskleiden.

Die Farbe von Chalkosiderit reicht von dunklem Grün über ein sattes Apfelgrün bis hin zu blassgrünen Tönen. Verantwortlich dafür ist in erster Linie der relativ hohe Eisenanteil, der die Farbe stärker in den grünen Bereich verschiebt als bei vielen Türkis-Varietäten.
Chalkosiderit ist typischerweise von glas- bis diamantartigem Glanz, teilweise auch seidig bis matt.

Die Mohshärte beträgt etwa 4 und 4,5 auf der 10-stufigen Skala der Härte von Mineralien. Damit ist Chalkosiderit weicher als Quarz und in etwa mit Türkis vergleichbar. Die Dichte bewegt sich im mittleren Bereich um 3,2 bis 3,4 g/cm³ und variiert leicht in Abhängigkeit vom Verhältnis der enthaltenen Elemente und möglichen Poren oder Einschlüssen.

Optisch ist Chalkosiderit ein biaxiales Mineral mit relativ hohen Brechungsindizes und merklicher Doppelbrechung. Unter dem Mikroskop zeigen dünne Schliffe meist einen schwachen Pleochroismus von nahezu farblos bis blassgrün. Diese mikroskopischen Eigenschaften interessieren vor allem in der petrographischen und gemmologischen Untersuchung.

Chemische Zusammensetzung und Systematik

Chemisch gehört Chalkosiderit zu den wasserhaltigen Kupferphosphaten mit Eisen. Die idealisierte Formel CuFe³⁺₆(PO₄)(OH)₈·4H₂O zeigt, dass Kupfer in Verbindung mit dreiwertigem Eisen, Phosphatgruppen, Hydroxid und Kristallwasser vorliegt. In der Natur weichen reale Proben oft etwas von der Idealformel ab, weil andere Elemente in geringen Mengen eingelagert sein können.

Systematisch steht Chalkosiderit in der Türkisgruppe, zu der neben Türkis auch Faustit gehört. Zwischen Chalkosiderit und Türkis besteht eine ausgeprägte Mischkristallreihe: Aluminium und Eisen können sich in der Struktur gegenseitig vertreten, so dass Zwischenstufen mit unterschiedlich starkem Eisen- oder Aluminiumanteil entstehen. In vielen Fällen lassen sich solche Zwischenstufen optisch nicht sicher einem Endglied zuordnen; eine eindeutige Zuordnung gelingt dann nur über chemische oder spektroskopische Analysen.

Chalkosiderit und die Türkisgruppe

Die enge Verwandtschaft zu Türkis ist eines der charakteristischen Merkmale von Chalkosiderit. Während Türkis Kupfer und Aluminium als wesentliche Kationen enthält, wird Aluminium im Chalkosiderit überwiegend durch dreiwertiges Eisen ersetzt. Dadurch verschieben sich sowohl die chemische Zusammensetzung als auch einige physikalische Eigenschaften leicht, insbesondere die Farbe.

In der Praxis tritt Chalkosiderit selten völlig rein auf; vielmehr bildet das Mineral oft Mischkristallreihen. Dadurch findet man häufiger Zusammensetzungen, die zwischen den Endgliedern Türkis und Chalkosiderit liegen. Diese Übergangsformen werden in der Literatur als Türkis-Chalkosiderit-Serie beschrieben.
Viele Rohsteine oder zu Schmuck verarbeitete Steine, die als Türkis bezeichnet werden, können daher einen gewissen Chalkosiderit-Anteil enthalten, ohne dass dies optisch zwangsläufig auffällt.

Eine sichere Unterscheidung von Türkis und Chalkosiderit ist ohne analytische Hilfsmittel meist nicht möglich. Chemische Analysen, Elektronenstrahl-Mikrosonde oder röntgenkristallographische Methoden liefern hier die notwendige Grundlage, um das Verhältnis von Aluminium zu Eisen zu bestimmen und die Mineralspezies eindeutig festzulegen.

Entstehung und Vorkommen

Chalkosiderit ist ein typisches Sekundärmineral der Oxidationszone von hydrothermalen Kupferlagerstätten. Es entsteht, wenn kupfer- und eisenreiche Primärerze unter oxidierenden Bedingungen verwittern und dabei Kupfer, Eisen und Phosphat mobilisiert werden. Treffen diese Komponenten im oberflächennahen Bereich aufeinander, kristallisieren sie in Form von Phosphatmineralen wie Türkis, Chalkosiderit, Faustit oder verwandten Phasen erneut aus.

Die Entstehung erfolgt häufig in Hohlräumen und entlang von Klüften im Wirtsgestein, wo Chalkosiderit krustige Überzüge, feine Knötchen oder traubige Aggregate ausbildet.

Typische Begleitminerale sind andere sekundäre Kupferminerale, etwa Türkis, Malachit, Azurit und Variszit, genau wie Chalkosiderit zusammen mit Quarz, Goethit, Dufrenit, Cyrilovit, Kakoxen, Strengit, Kidwellit und Wavellit vorkommt.

Weltweit ist Chalkosiderit vergleichsweise selten. Einzelne Lagerstätten können lokal jedoch größere Mengen an Aggregaten hervorbringen, die insbesondere für Sammlungen interessant sind. Bekannt sind Vorkommen in der Oxidationszone von Kupfererzgängen in England, etwa in Cornwall, wo das Mineral zusammen mit anderen sekundären Phosphaten auftritt. Weitere Fundpunkte liegen in Kupferlagerstätten der USA, zum Beispiel in Teilen Nevadas, wo die Türkis-Chalkosiderit-Serie in Knollen, Adern und Adernfüllungen vorkommt. Die genaue geographische Verbreitung wird in der Fachliteratur teils unterschiedlich breit aufgeführt, weil chalkosiderithaltige Materialien lange Zeit häufig nur allgemein als Türkis beschrieben wurden.

Verwendung und Bedeutung

Wirtschaftlich spielt Chalkosiderit keine Rolle als Erzmineral, da es nahezu ausschließlich in der Oxidationszone und nur in geringen Mengen ausgebildet ist. Der Wert liegt vor allem im mineralogischen Bereich, als Exemplar von Micromount-Sammlungen sowie in der Gemmologie als seltener Vertreter der Türkisgruppe.

Für Mineraliensammlungen sind vor allem Aggregate mit kräftig grüner Farbe und guter Oberflächenstruktur interessant, etwa dünne Krusten auf Muttergestein, traubige Gebilde oder kleine Kristallgruppen. Solche Stücke zeigen die typische Farbpalette von tiefem Grün bis zu helleren, apfelgrünen Tönen und dokumentieren zugleich die geochemischen Prozesse in der Oxidationszone von Kupferlagerstätten.

In der Schmuckverarbeitung kann Chalkosiderit, beziehungsweise Material aus der Türkis-Chalkosiderit-Serie, zu Cabochons geschliffen werden. Solche Steine zeigen oft ein attraktives Zusammenspiel aus Grün- und Türkistönen, mit charakteristischer Matrix. Die praktische Trennlinie zwischen Türkis und Chalkosiderit ist dabei unscharf: Viele im Handel befindliche Steine werden allgemein als Türkis bezeichnet, obwohl die Zusammensetzung von deutlich eisenhaltigen Varietäten bis hin zu chalkosideritreichen Mischkristallen reichen kann.

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