Cuprospinell

Cuprospinell ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung CuFe³⁺₂O₄ und damit chemisch gesehen ein Kupfer-Eisen-Oxid. Da allerdings bei natürlichen Cuprospinellen oft ein Teil des Kupfers durch Magnesium ersetzt ist, wird die Zusammensetzung in verschiedenen Quellen auch mit (Cu,Mg)Fe³⁺₂O₄ angegeben. Die in den runden Klammern angegebenen Elemente können sich in der Formel jeweils gegenseitig vertreten (Substitution, Diadochie), stehen jedoch immer im selben Mengenverhältnis zu den anderen Bestandteilen des Minerals.

Cuprospinell
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Nummer	1971-020
IMA-Symbol	Cspl
Chemische Formel	CuFe^3+2O4 (Cu,Mg)Fe^3+2O4 (Cu,Mg^2+)Fe^3+2O4
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Oxide und Hydroxide
System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana	IV/B.02 IV/B.02-050 4.BB.05 07.02.02.06
Kristallographische Daten
Kristallsystem	kubisch
Kristallklasse; Symbol	hexakisoktaedrisch; 4/m32/m
Raumgruppe	Fd3m (Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227
Gitterparameter	a = 8,37 Å
Formeleinheiten	Z = 8
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	6,5 (VHN100 = 920–1081, durchschnittlich 985)
Dichte (g/cm^3)	berechnet: 5,25
Spaltbarkeit	fehlt
Farbe	schwarz, im Auflicht grau
Strichfarbe	schwarz
Transparenz	undurchsichtig (opak)
Glanz	Metallglanz

Cuprospinell kristallisiert im kubischen Kristallsystem, konnte jedoch bisher nur in Form unregelmäßiger Körner bis etwa 0,1 mm Größe entdeckt werden. Des Weiteren bildet er lamellare Verwachsungen mit Hämatit. Das Mineral ist in jeder Form undurchsichtig (opak) und zeigt auf den Oberflächen der schwarzen Kristallite einen metallischen Glanz. Auch die Strichfarbe von Cuprospinell ist schwarz. Unter dem Auflichtmikroskop erscheint es dagegen grau.

Etymologie und Geschichte

Die synthetische Verbindung CuFe₂O₄ wurde vermutlich erstmals 1950 von L. Weil, F. Bertaut und L. Bochirol dargestellt. Dabei wurde auch festgestellt, dass diese Verbindung dimorph ist, da bei der Synthese tetragonale und kubische Modifikationen entstanden.

In der Natur wurde das Kupfer-Eisen-Oxid erstmals 1971 durch Ernest Henry Nickel in den Consolidated Rambler Minen auf der Halbinsel Baie Verte in der kanadischen Provinz Neufundland und Labrador entdeckt, der das bisher unbekannte Mineral während der mineralogischen Untersuchung von stark oxidiertem Material einer Erzhalde fand. Nickel gab dem Mineral in Anlehnung an dessen Kupfergehalt (lat. Cuprum) und der strukturellen Verwandtschaft zu den Spinellen den Namen Cuprospinell und legte seine Untersuchungsergebnisse sowie den gewählten Namen der International Mineralogical Association (IMA) zur Prüfung vor (interne Eingangs-Nr. der IMA: 1971-020). Diese erkannte den Cuprospinell als eigenständige Mineralart an. Die Publikation der Erstbeschreibung erfolgte 1973 im Fachmagazin The Canadian Mineralogist.

Das Typmaterial des Minerals wird im National Museum of Natural History in Washington, D.C., USA, unter der Katalog-Nr. 128673 aufbewahrt.

Klassifikation

Die aktuelle Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) zählt den Cuprospinell zur Spinell-Supergruppe, wo er zusammen mit Chromit, Cochromit, Coulsonit, Dellagiustait, Deltalumit, Franklinit, Gahnit, Galaxit, Guit, Hausmannit, Hercynit, Hetaerolith, Jakobsit, Maghemit, Magnesiochromit, Magnesiocoulsonit, Magnesioferrit, Magnetit, Manganochromit, Spinell, Thermaerogenit, Titanomaghemit, Trevorit, Vuorelainenit und Zincochromit die Spinell-Untergruppe innerhalb der Oxispinelle bildet.

In der mittlerweile veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz ist der Cuprospinell noch nicht verzeichnet. Einzig im zuletzt 2018 überarbeiteten und aktualisierten Lapis-Mineralienverzeichnis nach Stefan Weiß, das sich aus Rücksicht auf private Sammler und institutionelle Sammlungen noch nach dieser klassischen Systematik von Karl Hugo Strunz richtet, erhielt das Mineral die System- und Mineral-Nr. IV/B.02-50. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies der Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort der Abteilung „Oxide mit Verhältnis Metall : Sauerstoff = 3 : 4 (Spinelltyp M₃O₄ und verwandte Verbindungen)“, wo Cuprospinell zusammen mit Franklinit, Jakobsit, Magnesioferrit, Magnetit und Trevorit die Gruppe der „Chromit-Spinelle“ bildet.

Die seit 2001 gültige und von der IMA verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Cuprospinell ebenfalls in die Abteilung der Oxide mit Stoffmengenverhältnis „Metall : Sauerstoff = 3 : 4 und vergleichbare“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit ausschließlich mittelgroßen Kationen“ zu finden ist, wo es zusammen mit Brunogeierit, Chromit, Cochromit, Coulsonit, Filipstadit, Franklinit, Gahnit, Galaxit, Hercynit, Jakobsit, Magnesiochromit, Magnesiocoulsonit, Magnesioferrit, Magnetit, Manganochromit, Nichromit (N), Qandilit, Spinell, Trevorit, Ulvöspinell, Vuorelainenit und Zincochromit die „Spinellgruppe“ mit der System-Nr. 4.BB.05 bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Cochromit in die Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort in die Abteilung „Mehrfache Oxide“ ein. Hier ist er zusammen mit Magnesioferrit, Jakobsit, Magnetit, Franklinit, Trevorit und Brunogeierit in der „Eisen-Untergruppe“ mit der System-Nr. 07.02.02 innerhalb der Unterabteilung „Mehrfache Oxide (A⁺B²⁺)₂X₄, Spinellgruppe“ zu finden.

Chemismus

Die Mikrosondenanalyse des kanadischen Typmaterials ergab eine durchschnittliche Zusammensetzung von 65,7 % Fe₂O₃, 27,8 % CuO, 2,6 % Al₂O₃, 1,7 % FeO, 1,8 % MgO, 0,7 % ZnO, 0,6 % CoO und 0,2 % MnO. Dies korrespondiert bei einem Verhältnis von Fe²⁺ zu Fe³⁺ entsprechend der Spinellstruktur mit der empirischen Formel (Cu_0.80Mg_0.10Fe²⁺_0.05Co_0.02Zn_0.02Mn_0.01)_Σ=1.00(Fe³⁺_1.89Al_0.11)_Σ=2.00O₄.

Kristallstruktur

Cuprospinell kristallisiert kubisch in der Raumgruppe Fd3m (Raumgruppen-Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227, dem Gitterparameter a = 8,37 Å sowie 8 Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Eigenschaften

Cuprospinell gleicht in den meisten Eigenschaften dem Magnetit. Unter dem Auflichtmikroskop weist allerdings die Reflexionsfarbe von Magnetit im Gegensatz zum Cuprospinell einen Stich ins Rötliche auf.

Bildung und Fundorte

An seiner Typlokalität, den Consolidated Rambler Minen auf der kanadischen Halbinsel Baie Verte, bildete sich der Cuprospinell als Oxidationsprodukt in brennenden Erzhalden. Er fand sich dort mit Hämatit verwachsen und in Paragenese mit Chalkopyrit, Pyrit, Pyrrhotin und Sphalerit.

Als sehr seltene Mineralbildung ist Cuprospinell bisher nur in wenigen Proben bekannt geworden. Weltweit sind bisher außer seiner Typlokalität nur zwei weitere Fundorte dokumentiert. In Indien fand sich das Mineral in den Mineralproben aus einer Sandbank am Fluss Mahanadi nahe Cuttack im Bundesstaat Odisha und im Iran fand es sich in der epithermalen und niedersulfidischen Gold-Lagerstätte Chahnaly (auch Chahnali) am Vulkan Bazman (auch Kuh-e Bazman) in der Provinz Sistan und Belutschistan.

Verwendung

Aufgrund seiner extremen Seltenheit ist Cuprospinell nur Mineralsammler von Interesse.

Siehe auch

• Liste der Minerale

Literatur

• L. Weil, F. Bertaut und L. Bochirol: Propriétés magnétiques et structure de la phase quadratique du ferrite de cuivre. In: Le Journal de Physique et le Radium. Band 11, 1950, S. 208–212 (online verfügbar bei hal.archives-ouvertes.fr [PDF; 956 kB; abgerufen am 28. Juni 2019]). 
• E. H. Nickel: The new mineral cuprospinel (CuFe₂O₄) and other spinels from an oxidized ore dump at Baie Verte, Newfoundland. In: The Canadian Mineralogist. Band 11, Nr. 5, Dezember 1973, S. 1003–1007 (rruff.info [PDF; 242 kB; abgerufen am 28. Juni 2019]). 
• Michael Fleischer, Joseph A. Mandarino: New Mineral Names. In: American Mineralogist. Band 59, 1973, S. 381–384 (minsocam.org [PDF; 478 kB; abgerufen am 28. Juni 2019]). 
• Friedrich Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.: Paul Ramdohr, Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 506 (Erstausgabe: 1891). 
• Richard V. Gaines, H. Catherine W. Skinner, Eugene E. Foord, Brian Mason, Abraham Rosenzweig: Dana’s New Mineralogy. 8. Auflage. John Wiley & Sons, New York (u. a.) 1997, ISBN 0-471-19310-0, S. 301. 

Weblinks

• Mineralienatlas: Cuprospinell (Wiki)
• Cuprospinel. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy; abgerufen am 28. Juni 2019 (englisch). 
• American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Cuprospinel. In: rruff.geo.arizona.edu. Abgerufen am 28. Juni 2019 (englisch). 

Einzelnachweise

1. Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: January 2023. (PDF; 3,7 MB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, Januar 2023, abgerufen am 26. Januar 2023 (englisch). 
2. Laurence N. Warr: IMA–CNMNC approved mineral symbols. In: Mineralogical Magazine. Band 85, 2021, S. 291–320, doi:10.1180/mgm.2021.43 (englisch, cambridge.org [PDF; 320 kB; abgerufen am 5. Januar 2023]). 
3. Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System. 9. Auflage. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 188 (englisch). 
4. Cuprospinel. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, handbookofmineralogy.org [PDF; 68 kB; abgerufen am 28. Juni 2019]). 
5. Stefan Weiß: Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. 6. vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2014, ISBN 978-3-921656-80-8. 
6. David Barthelmy: Cuprospinel Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 28. Juni 2019 (englisch). 
7. E. H. Nickel: The new mineral cuprospinel (CuFe₂O₄) and other spinels from an oxidized ore dump at Baie Verte, Newfoundland. In: The Canadian Mineralogist. Band 11, Nr. 5, Dezember 1973, S. 1003–1007 (rruff.info [PDF; 242 kB; abgerufen am 28. Juni 2019]). 
8. Malcolm Back, William D. Birch, Michel Blondieau und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: March 2019. (PDF 1703 kB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, März 2019, abgerufen am 28. Juni 2019 (englisch). 
9. Catalogue of Type Mineral Specimens – C. (PDF 130 kB) In: docs.wixstatic.com. Commission on Museums (IMA), 12. Dezember 2018, abgerufen am 28. Juni 2019. 
10. Ferdinando Bosi, Cristian Biagioni, Marco Pasero: Nomenclature and classification of the spinel supergroup. In: European Journal of Mineralogy. Band 31, Nr. 1, 12. September 2018, S. 183–192, doi:10.1127/ejm/2019/0031-2788 (englisch). 
11. Paul Ramdohr: Die Erzmineralien und ihre Verwachsungen. 4., bearbeitete und erweiterte Auflage. Akademie-Verlag, Berlin 1975, S. 969. 
12. Fundortliste für Cuprospinell beim Mineralienatlas und bei Mindat (Abruf: 28. Juni 2019).