Siegenit

Siegenit ist ein eher selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“ mit der Endgliedzusammensetzung CoNi₂S₄ und damit chemisch gesehen Cobalt-Nickel-Sulfid. Strukturell gesehen gehört Siegenit zur Gruppe der Spinelle.

Siegenit kristallisiert im kubischen Kristallsystem und entwickelt meist oktaedrische Kristalle bis etwa einen Zentimeter Größe, kommt aber auch in Form körniger bis massiger Mineral-Aggregate vor. Auch polysynthetische Kristallzwillinge und solche nach dem „Spinellgesetz“ sind bekannt, aber eher selten. Das in jeder Form undurchsichtige (opake) Mineral zeigt auf den Oberflächen der hellgrauen bis stahlgrauen Oberflächen, vor allem im frischen Zustand einen starken Metallglanz. Allerdings läuft es an der Luft leicht kupferrot bis grauviolett an. Die Strichfarbe von Siegenit ist dagegen schwärzlichgrau.

Etymologie und Geschichte

In seinem zwischen 1847 und 1849 verfassten 4. Heft (Supplement) des Handwörterbuchs des chemischen Theils der Mineralogie berichtet Carl Friedrich Rammelsberg von oktaedrischen Kobaltkies-Kristallproben aus der Grube Jungfer bei Müsen in Siegen, die zuvor schon Wernekink untersucht hatte. Nach neueren Untersuchungen durch Schnabel zeigte sich jedoch, dass diese Proben einen größeren Nickel- als Kobaltgehalt aufwiesen. Der Analyse von Schnabel zufolge hatte der Kobaltnickelkies aus der Grube Jungfer eine Zusammensetzung von 41,95 Gew.-% Schwefel (S), 33,64 Gew.-% Nickel (Ni) und 22,09 Gew.-% Kobalt (Co) sowie geringe Beimengungen von 2,29 Gew.-% Eisen (Fe). Rammelsberg nannte das Mineral der Zusammensetzung folgend Kobaltnickelkies. Anderen Quellen zufolge gilt die ebenfalls bei Müsen gelegene Grube Stahlberg als Typlokalität. Diese wurde allerdings 1847 mit der Grube Wilder Mann verbunden, die Grube Jungfer dagegen erst 1862 (siehe auch Liste von Bergwerken im Siegerland).

In seinem Werk A System of Mineralogy von 1850 bezieht sich James Dwight Dana auf die Publikation von Rammelsberg und gibt die präzisierte Formel mit (Ni,Co,Fe)S+(Ni,Co,Fe)₂S₃ an. Dana betrachtete das Mineral allerdings als Varietät von Linneit, bezeichnet es entsprechend als Nickel-Linneit und schlägt Siegenit in Anlehnung an dessen Fundgebiet im Siegerland als neuen Mineralnamen vor.

Da Siegenit dennoch überwiegend als eigenständige Mineralart anerkannt und bereits lange vor der Gründung der International Mineralogical Association (IMA) 1958 bekannt war, wurde die Anerkennung als sogenanntes „grandfathered“ Mineral von der IMA übernommen.

Klassifikation

Die strukturelle Klassifikation der International Mineralogical Association (IMA) zählt den Siegenit zur „Spinell-Supergruppe“, wo er zusammen mit Cadmoindit, Cuprorhodsit, Daubréelith, Greigit, Indit, Joegoldsteinit, Kalininit, Linneit, Polydymit, Violarit und Xingzhongit die „Linneit-Untergruppe“ innerhalb der „Thiospinelle“ bildet (Stand 2019).

In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Siegenit zur Mineralklasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort zur Abteilung der „Sulfide mit [dem Stoffmengenverhältnis] M : S < 1 : 1“, wo er zusammen mit Bornhardtit, Carrollit, Daubréelith, Greigit, Indit, Linneit, Polydymit, Trüstedtit, Tyrrellit und Violarit sowie im Anhang mit Wilkmanit die „Linneit-Reihe“ mit der System-Nr. II/C.01 bildete.

Im Lapis-Mineralienverzeichnis nach Stefan Weiß, das sich aus Rücksicht auf private Sammler und institutionelle Sammlungen noch nach dieser alten Form der Systematik von Karl Hugo Strunz richtet, erhielt das Mineral die System- und Mineral-Nr. II/D.01-80. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies ebenfalls der Abteilung „Sulfide mit [dem Stoffmengenverhältnis] Metall : S,Se,Te < 1 : 1“, wo Siegenit zusammen mit Bornhardtit, Cadmoindit, Carrollit, Cuprokalininit, Daubréelith, Fletcherit, Florensovit, Greigit, Indit, Kalininit, Linneit, Polydymit, Trüstedtit, Tyrrellit und Violarit die „Linneit-Gruppe“ bildet (Stand 2018).

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Siegenit dagegen in die neu definierte Abteilung der „Metallsulfide mit M : S = 3 : 4 und 2 : 3“ ein. Diese ist weiter unterteilt nach dem genauen Stoffmengenverhältnis, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „M : S = 3 : 4“ zu finden ist, wo es zusammen mit Bornhardtit, Cadmoindit, Carrollit, Cuproiridsit, Cuprorhodsit, Daubréelith, Ferrorhodsit, Fletcherit, Florensovit, Greigit, Indit, Kalininit, Linneit, Malanit, Polydymit, Trüstedtit, Tyrrellit, Violarit und Xingzhongit die „Linneitgruppe“ mit der System-Nr. 2.DA.05 bildet.

Die von der Mineraldatenbank „Mindat.org“ weitergeführte Strunz-Klassifikation, die sich im Aufbau nach der 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik richtet, führt in der Gruppe 2.DA.05 auch die nach 2009 neu beschriebenen Spinelle Berndlehmannit, Cuprokalininit, Joegoldsteinit, Nickeltyrrellit und Shiranuiit auf. Die Spinelle Ezochiit und Grimmit werden hier zusammen mit Ferrodimolybdänit (FeMo₂S₄), Zaykovit (Rh₃Se₄) und Zolenskyit (FeCr₂S₄) der allgemeineren Gruppe 2.DA (Metallsulfide mit M:S=3:4) zugewiesen.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Siegenit in die Klasse der „Sulfide und Sulfosalze“ und dort in die Abteilung der „Sulfidminerale“ ein. Hier ist er ebenfalls in der „Linneitgruppe (Isometrisch: Fd3mVorlage:Raumgruppe/227)“ mit der System-Nr. 02.10.01 innerhalb der Unterabteilung „Sulfide – einschließlich Seleniden und Telluriden – mit der Zusammensetzung A_mB_nX_p, mit (m+n) : p = 3 : 4“ zu finden.

Chemismus

In der Endgliedzusammensetzung besteht Siegenit (CoNi₂S₄) aus Cobalt (Co), Nickel (Ni) und Schwefel (S) im Stoffmengenverhältnis von 1 : 2 : 4, was einem Massenanteil von 19,35 Gew.-% Co, 38,54 Gew.-% Ni und 42,11 Gew.-% S entspricht.

Wiederholte Analysen von natürlichen Siegenit-Mineralproben aus der Typlokalität Siegen/Müsen sowie aus verschiedenen anderen Fundorten wie Littfeld (Kreis Siegen-Wittgenstein, NRW) und Schönbrunn nahe Oelsnitz/Vogtl. (Sachsen) sowie der Mine la Motte bei Fredericktown (Madison County, Missouri, USA) ergaben stets wechselnde Gehalte von Cobalt und Nickel und gelegentlich auch einen höheren Nickel- als Cobaltgehalt. Daher wird für Siegenit in verschiedenen Quellen die vereinfachte Zusammensetzung (Ni,Co)₃S₄ angegeben.

Kristallstruktur

Siegenit kristallisiert kubisch in der Raumgruppe Fd3m (Raumgruppen-Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227 mit dem Gitterparameter a = 9,41 Å sowie acht Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Siegenit
Silbrig glänzende Siegenitkristalle mit einigen aufsitzenden, farblosen Calcit-Rauten (Größe 12 mm × 12 mm × 9 mm)
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Symbol	Seg
Andere Namen	Kobaltnickelkies Müsenit
Chemische Formel	CoNi2S4 (Ni,Co)3S4
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Sulfide und Sulfosalze
System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana	II/C.01 II/D.01-080 2.DA.05 02.10.01.06
Kristallographische Daten
Kristallsystem	kubisch
Kristallklasse; Symbol	hexakisoktaedrisch; 4/m32/m
Raumgruppe	Fd3m (Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227
Gitterparameter	a = 9,41 Å
Formeleinheiten	Z = 8
Zwillingsbildung	nach dem Spinellgesetz {111} und polysynthetisch, aber eher selten
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	4,5 bis 5,5 (VHN10 = 459–548 kg/mm2)
Dichte (g/cm3)	gemessen: 4,5 bis 4,8; berechnet: 4,83
Spaltbarkeit	unvollkommen nach {001}
Bruch; Tenazität	schwach muschelig bis uneben; spröde
Farbe	hellgrau bis stahlgrau; leicht kupferrot bis grauviolett anlaufend
Strichfarbe	schwärzlichgrau
Transparenz	undurchsichtig (opak)
Glanz	Metallglanz
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten	unlöslich in Salzsäure, löslich in Salpetersäure

Kristallstruktur von Siegenit

mit Blickrichtung parallel zur a-Achse mit Blickrichtung parallel zur b-Achse mit Blickrichtung parallel zur c-Achse räumliche Darstellung zentriert nach den drei Raumdiagonalen als Polyeder-Modell in freier Rotation 30° um die c-Achse gedreht und Ebene ab 30° geneigt.

Farbtabelle: _ Co 0 _ Ni 0 _ S

Eigenschaften

Siegenit ist unlöslich in Salzsäure, aber ähnlich wie die anderen Minerale der Linneit-Reihe löslich in Salpetersäure unter Bildung von Schwefel. Vor dem Lötrohr ist das Mineral auf Kohle schmelzbar. Die entstehende Schmelzkugel ist bronzegelb und hat magnetische Eigenschaften.

Bildung und Fundorte

Siegenitkristalle, vergesellschaftet mit einigen Milleritkristallen aus der Grube Victoria bei Littfeld, Kreis Siegen-Wittgenstein, NRW
(Sichtfeld 8 mm)

Siegenitkristalle auf Dolomit aus der Buick Mine bei Bixby, Iron County (Missouri) (Größe 5,1 cm × 3,3 cm × 2,9 cm)

Siegenit bildet sich als akzessorischer Bestandteil in intramagmatischen Sulfid-Lagerstätten. Er kann aber auch hydrothermal entweder in Siderit-Lagerstätten oder untergeordnet in Blei-Zink-Erzen sowie durch Verdrängung älterer Kobalt-Nickel-Sulfiden entstehen. Als Begleitminerale können Cu-Ni-Fe-Sulfide wie unter anderem Chalkopyrit, Gersdorffit, Millerit, Pyrit, Pyrrhotin und Ullmannit sowie allgemein Sulfide wie Galenit und Sphalerit auftreten.

Durch Verwitterung von Siegenit entsteht sogenannter „Gelber Erdkobalt“, ein Gemenge aus Erythrin und Pitticit.

Als eher seltene Mineralbildung kann Siegenit an verschiedenen Fundorten zum Teil zwar reichlich vorhanden sein, insgesamt ist er aber wenig verbreitet. Weltweit sind bisher rund 265 Fundstellen dokumentiert (Stand 2020). Außer seiner Typlokalität, den Gruben Jungfer oder Stahlberg bei Müsen (Siegen), konnte Siegenit im Kreis Siegen-Wittgenstein bzw. Siegerland (NRW) noch in vielen Fundstätten wie beispielsweise der Peterszeche und Eisenzecher Zug (auch „Eisenzeche“) sowie den Gruben Altenberg, Heinrichssegen und Victoria, Ludwigseck, Pfannenberger Einigkeit, Brüderbund, Landeskrone und Bautenberg gefunden werden. Daneben fand sich Siegenit in Nordrhein-Westfalen unter anderem noch in der ehemaligen Zeche Zollverein und der Grube Vereinigtes Glückauf sowie mehreren Gruben im Rheinisch-Bergischen Kreis. Des Weiteren trat das Mineral in Deutschland noch in der Grube Clara bei Oberwolfach in Baden-Württemberg, der Grube Neue Weintraube im Magdgrabtal nahe Braunlage in Niedersachsen, in mehreren Gruben im Kreis Altenkirchen und der Grube Saarsegen im Landkreis Ahrweiler in Rheinland-Pfalz, der Grube Warndt im Saarland sowie an kleineren Fundpunkten im Erzgebirgskreis und im Landkreis Bautzen in Sachsen auf.

In Österreich fand sich Siegenit bisher an der Kluidscharte im Zirknitztal in Kärnten und an der Nord- und Südflanke des Brennkogel zwischen Kärnten und Salzburg, in mehreren Stollen im Bergbaurevier Schwarzleo bei Leogang in Salzburg, am Kaskogel in der Gemeinde Veitsch in der Steiermark, im Gertraudstollen am Reither Kogel nahe St. Gertraudi in Tirol und auf der Vilifau Alp im Rellstal in Vorarlberg.

In der Schweiz konnte das Mineral bisher nur auf der Mürtschenalp im Kanton Glarus, auf der Alp Taspin (Taspegn) (auch Alp Taspegn oder Taspegn Alp) im Kanton Graubünden und in der „Mine de Tignousa Inférieur“ (auch Tignausa) im Kanton Wallis gefunden werden.

Weitere Fundorte liegen unter anderem in Australien, Belgien, Brasilien, Bulgarien, China, Finnland, Frankreich, Griechenland, Grönland, Indien, Irland, Italien, Japan, Kanada, Kasachstan, der Demokratischen Republik Kongo, Korea, Namibia, den Niederlanden, Norwegen, Polen, Portugal, Rumänien, Russland, Sambia, Schweden, der Slowakei, Spanien, Südafrika, im Tschad, Tschechien, Uganda, Uzbekistan, im Vereinigten Königreich und den Vereinigten Staaten von Amerika.

Verwendung

Wie alle Minerale der Linneit-Reihe ist auch Siegenit aufgrund seines insgesamt eher geringen Vorkommens als Erz unbedeutend, wird aber aufgrund der Paragenese mit anderen Cobaltmineralen zusammen mit diesen abgebaut.

Siehe auch

• Liste der Minerale

Literatur

• James Dwight Dana: A System of Mineralogy. 3. Auflage. George P. Putnam, New York und London 1850, S. 687, Linnaeite–Siegenite – Analyses of octahedral crystals from Siegen by Schnabel (englisch, rruff.info [PDF; 88 kB; abgerufen am 14. November 2020]). 
• Chung-Hsi Huang, Osvald Knop: Chalkogenides of the transition elements. VIII An X-ray and neutron diffraction study of spinel CoNi₂S₄. In: Canadian Journal of Chemistry. Band 40, 1971, S. 598–602, doi:10.1139/v71-096 (englisch, cdnsciencepub.com [PDF; 280 kB; abgerufen am 14. November 2020]). 
• Jordana Minčeva-Stefanova, Ivan Kostov: On siegenite and the „miscibility“ between linnaeite and polydymite. In: Geochemistry, Mineralogy and Petrology. Band 4, 1976, S. 35–56 (englisch). 
• Jordana Minčeva-Stefanova: Paragenetische und geochemische Bedeutung der Mineralien von den Bravoit-, Cobaltin- und Linneit-Gruppen in den Polymetallvererzungen des "Strata-Bound"-Typs in den Balkaniden. In: Verhandlungen der Geologischen Bundesanstalt. Nr. 3, 1978, S. 419–435 (zobodat.at [PDF; 1,1 MB; abgerufen am 14. November 2020]). 
• Marek A. Zakrzewski: Minerals of the bravoite – villamaninite series and cuprian siegenite from Karniowice, Poland. In: The Canadian Mineralogist. Band 22, 1984, S. 499–502 (englisch, rruff.info [PDF; 328 kB; abgerufen am 14. November 2020]). 
• Karl-Ludwig Weiner, Rupert Hochleitner: Steckbrief: Siegenit. In: Lapis. Jahrgang 14, Nr. 6. Weise, München 1989, S. 7–9. 

Weblinks

Commons: Siegenite – Sammlung von Bildern

• Siegenit. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung; abgerufen am 14. November 2020 
• Siegenite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy; abgerufen am 14. November 2020 (englisch). 
• David Barthelmy: Siegenite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 14. November 2020 (englisch). 
• Siegenite search results. In: rruff.info. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF); abgerufen am 14. November 2020 (englisch). 
• American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Siegenite. In: rruff.geo.arizona.edu. Abgerufen am 14. November 2020 (englisch).