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Emplektit


Formel: CuBiS2, orthorhombisch

Typlokalität: Grube Tannenbaum (Tannebaum), Antonsthal, zwischen Johanngeorgenstadt und Schwarzenberg, Erzgebirge, Sachsen

Erstbeschreibung:
SELB, C.J. (1817) Die oryktognostische Mineralien-Sammlung des Herrn Oberbergrathes Selb.- Taschenbuch für die gesammte Mineralogie 11, 441 und 451-453
     (als "strahliges Wismuth-Kupfererz")
SCHNEIDER, R. (1853): Untersuchungen über das Wismuth. Zweite Abhandlung. Über den Kupferwismuthglanz, eine neue Mineralspecies.- Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie 166 (Neue Folge 90. Band, bzw. 3. Folge 30. Band), 166-173
     (als "Kupferwismuthglanz")

Benennung:
KENNGOTT, G.A. (1855): Emplektit (ein neuer Wismuth-Glanz).- Uebersicht der Resultate mineralogischer Forschungen im Jahre 1853, Leipzig, T.O. Weigel, 174 p. (p. 125)
     (als "Emplektit")






Prismatischer Kristall von Emplektit auf Quarz. Grube Tannenbaum (Tannebaum), Antonsthal bei Johanngeorgenstadt bzw. Schwarzenberg, Erzgebirge, Sachsen. Bildbreite 7,5 mm. Mit altem Etikett, Mitte 19. Jahrhundert. Sammlung und Foto Thomas Witzke.



             Die Entdeckung des Minerals: "strahliges Kupfer-Wissmutherz"

In der Beschreibung seiner Mineralien-Sammlung widmet sich der Badische Oberbergrat Carl Joseph SELB (1817) [als PDF-File] auch der "Wissmuth-Ordnung". Eines der hier behandelten Minerale, der
"... Wissmuthglanz, zerfällt in zwei Arten. Den strahligen, und blättrigen [....]. Jener, von der Grube Tannenbaum zu Johann-Georgenstadt; dieser, von Riddarhyttan in Schweden".
In einem Nachtrag am Ende des Artikels korrigiert sich SELB, nachdem er Lötrohr-Untersuchungen an dem sächsischen und dem schwedischen Material durchgeführt hatte und dabei feststellte, dass es sich bei ersterem Mineral um ein Bismut-Kupfer-Sulfid handelt. Damit unterscheidet es sich deutlich vom Wismutglanz.
"Dadurch ist nun wohl das Daseyn des Wissmuths, und Kupfers in dem geschwefelten Erze aus Sachsen unzweifelhaft dargethan, so wie der ausschliessliche Gehalt an Wissmuth in dem Schwedischen Fossil bestättigt wird. Die Theilung des Wissmuthglanzes in Arten fällt nunmehr von selbst weg, dagegen tritt beim Wissmuth-Kupfererze die Notwendigkeit der Theilung ein. [....] Bruch und Farbe sind wesentliche Unterscheidungs-Merkmale; und nach ersterem Kennzeichen mag die Gattung füglich in das dichte Kupfer-Wissmutherz [später Wittichenit genannt – T.W.], wie man es bis jetzt noch allein von der Grube Neuglück [bei Wittichen – T.W.] kennt, und in das strahlige, wie solches im Gallenbach, zu Johann-Georgenstadt, zu Bieber und vielleicht an mehrern andern Orten vorkommt, getheilt werden".


             Die Wiederentdeckung als "Kupferwismuthglanz"

R. SCHNEIDER (1853) beschäftigte sich mit Bismutmineralen und stellte dabei fest, dass es Analysen vom "Wismuthglanz" (= Bismuthinit) von Riddarhyttan und einigen weiteren Fundorten gibt, jedoch keine von Material aus dem sächsischen Erzgebirge:
"Das an verschiedenen Orten (Schneeberg, Schwarzenberg, Johanngeorgenstadt) des sächsischen Erzgebirges unter dem Namen "Wismuthglanz" vorkommende Mineral ist bisher noch niemals Gegenstand genauer analytischer Untersuchungen gewesen; nur nach seinem äusseren Ansehen und nach der Art seines Vorkommens scheint man es ohne weiteres für identisch mit Wismuthglanz genommen zu haben."
Die Arbeit von SELB kennt SCHNEIDER offenbar nicht. Für die Untersuchungen wurde eine von Gustav ROSE zur Verfügung gestellte Probe "Wismuthglanz vom Tannenbaum im Johanngeorgenstädter, resp. im Schwarzenberger Reviere" verwendet.
"Dieser vermeintliche Wismuthglanz stellt dünne säulenförmige längsgestreifte Krystalle dar von hellgrauer, in zinnweiss geneigter Farbe und lebhaften Metallglanz, die in ein meist loses (bisweilen auch dichteres) Aggregat von krystallinisch körnigem Quarz maschenartig eingelagert sind."
Da SCHNEIDER auf Grund enger Verwachsungen das Erz nicht vollständig von der Gangart trennen konnte, ließ sich auch keine genaue Dichte des Minerals bestimmen. Die chemische Analyse von zwei Proben ergab sehr ähnliche Werte und im Mittel die unten in der Tabelle aufgeführten Daten. Das Ergebnis der chemische Analyse weicht von der theoretischen Zusammensetzung nur minimal ab.
"Das untersuchte Mineral ist demnach eine Verbindung von einem Aequivalent Halb-Schwefelkupfer mit einem Aequivalent Dreifach-Schwefelwismut und erhält die Formel:
             Cu2S, BiS3."
Der Querstrich durch das Bi bedeutet eine Verdoppelung, also Bi2. Übertragen in die heutige Schreibweise entspricht dies der korrekten Formel.
SCHNEIDER stellt fest, dass es sich um ein neues, bisher nicht bekanntes Mineral handelt und nennt es "Kupferwismuthglanz". Er weist auch darauf hin, dass der Kupferwismuthglanz das dem Kupferantimonglanz (Chalcostibit) von Wolfsberg im Harz analoge Bismutmineral ist und vermutet, dass beide Minerale isomorph sind.


             Der Name "Emplektit"

Gustav Adolf KENNGOTT vergab 1855 für SCHNEIDERs Kupferwismuthglanz den neuen Namen Emplektit:
"Weil der Name Kupferwismuthglanz bereits von Naumann vergeben wurde, so habe ich für dieses Mineral den Namen Emplektit aufgestellt (von έμπλεκτος, eingeflochten, eingestrickt), welcher sich auf das innige Verwachsensein mit Quarz und das dadurch erzeugte Aussehen bezieht."
Neue Erkenntnisse zu dem Mineral trug KENNGOTT jedoch nicht bei. James Dwight DANA hatte 1854, ein Jahr vor KENNGOTT, das Mineral "Tannenit" nach dem Fundort in der Grube Tannenbaum benannt, entschied sich dann aber 1868 auch für Emplektit.

Als Typlokalität wird in der Literatur die Grube Tannenbaum bei Johanngeorgenstadt als auch bei Schwarzenberg erwähnt. Es handelt sich immer um ein und dieselbe Grube bei Antonsthal, genau zwischen Johanngeorgenstadt und Schwarzenberg. Verschiedentlich wird fälschlicherweise auch nur Johanngeorgenstadt oder Schwarzenberg als Typlokalität angegeben.


             Kristallsystem und Struktur

H. DAUBER (1854) findet für das Mineral nach goniometrischer Vermessung eines winzigen, aber gut ausgebildeten Kristalls eine rhombische Symmetrie. Albin WEISBACH beschreibt 1866 einen Fund von Emplektit aus dem Tannenbaum-Stollen in aufgewachsenen, bis über einen Zoll langen Kristallen. Die Vermessung bestätigte die rhombische Symmetrie. WEISBACH kann mehrere von DAUBER noch nicht beschriebene Formen an einem weiteren, sehr gut ausgebildeten Kristall beobachten. Die vorher noch nicht bestimmte Dichte das Minerals fand WEISBACH als 5,18 g/cm3.
PALACHE & PEACOCK (1933) vermaßen sieben Kristalle von "Johanngeorgenstadt" (es ist jedoch davon auszugehen, dass sie auch vom Tannenbaum-Stollen stammen) und fanden 21 neue Formen. Sie bestätigten ebenfalls die Kristallisation im rhombischen Kristallsystem und stellten das Achsenabschnittsverhältnis a : b : c = 0.7894 : 1 : 0.6389 auf. Ihre Aufstellung entspricht der von DAUBER und WEISBACH, die gestreifte Längsachse der Kristalle verläuft parallel c.
Bereits ein Jahr vorher hatte HOFMANN (1932) Emplektit und "Wolfsbergit" (= Chalcostibit) in einer ausführlichen Arbeit verglichen, die Gitterparameter, Raumgruppe und Atomkoordinaten beider Minerale bestimmt und mit den Daten von WEISBACH (1866) verglichen. Die schon von SCHNEIDER 1853 vermutete Isomorphie beider Minerale konnte bestätigt werden. Als Gitterparameter für Emplektit von "Schwarzenberg" (d. h. auch vom Tannenbaum-Stollen) fand HOFMANN a = 6.12, b = 3.89 und c = 14.51 Å, als Raumgruppe (in heutiger Schreibweise) Pnma, Z = 4. Als Dichte berechnete er 6,42 g/cm3, der von WEISBACH gefundene niedrigere Wert dürfte auf Beimengungen von Quarz zurückzuführen sein.
Die Angaben von HOFMANN (1932) wurden durch PORTHEINE & NOWACKI (1975) bestätigt und präzisiert. Bei einer Strukturanalyse von Emplektit von "Schwarzenberg" fanden sie a = 6.1426, b = 3.9189 und c = 14.5282 Å, Raumgruppe Pnma. Eine weitere Strukturanalyse von Emplektit und Chalcostibit liegt von KYONO & KIMATA (2005) vor.


Literatur:
DANA, J.D. (1854): A System of mineralogy, comprising the most recent discoveries, Vol II.- New York and London, published by George P. Putnam, 4th edition, 533 p. (p. 73)

DANA, J.D. (1868): A System of Mineralogy. Descriptive Mineralogy, comprising the most recent discoveries. - London, Trübner & Co., New York, John Wiley & Son, 5th edition, 827 p. (p. 86)

DAUBER, H. (1854): Untersuchungen an Mineralien der Sammlung des Hrn. Dr. Krantz in Bonn.- Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie 92, 237-251 (speziell 241-242)

HOFMANN, W. (1932): Strukturelle und morphologische Zusammenhänge bei Erzen vom Formeltyp ABC2. I. Die Struktur von Wolfsbergit CuSbS2 und Emplektit CuBiS2 und deren Beziehungen zur Struktur von Antimonit Sb2S3.- Zeitschrift für Kristallographie, 84, 177-203 [als PDF-File (externer Link zu RRUFF)]

KENNGOTT, G.A. (1855): Emplektit (ein neuer Wismuth-Glanz).- Uebersicht der Resultate mineralogischer Forschungen im Jahre 1853, Leipzig, T.O. Weigel, 174 p. (p. 125)

KYONO, A. & KIMATA, M. (2005): Crystal structures of chalcostibite (CuSbS2) and emplectite (CuBiS2): Structural relationship of stereochemical activity between chalcostibite and emplectite.- American Mineralogist 90, 162-165

PALACHE, C. & PEACOCK, M.A. (1933): Emplectite and the zinkenite group.- American Mineralogist 18, 277-287 [als PDF-File (externer Link zu American Mineralogist)]

PORTHEINE, J.C. & NOWACKI, W. (1975): Refinement of the crystal structure of emplectite, CuBiS2.- Zeitschrift für Kristallographie, 141, 387-402 [als PDF-File (externer Link zu RRUFF)]

SCHNEIDER, R. (1853): Untersuchungen über das Wismuth. Zweite Abhandlung. Über den Kupferwismuthglanz, eine neue Mineralspecies.- Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie 166 (Neue Folge 90. Band, bzw. 3. Folge 30. Band), 166-173

SELB, C.J. (1817): Die oryktognostische Mineralien-Sammlung des Herrn Oberbergrathes SELB. Ein Beitrag zur Kenntniss der dermaligen wissenschaftlich geordneten Mineralien-Sammlungen in Deutschland. - Taschenbuch für die gesammte Mineralogie 11, 441 und 451-453 [als PDF-File]

WEISBACH, A. (1866): Ueber den Kupferwismuthglanz.- Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie 204 (Neue Folge 128. Band, 5. Folge 8. Band), 435-441




Chemische Analyse von Emplektit (in Masse-%)

    strahliges Kupfer-Wissmutherz,  
  Grube Tannenbaum bei
  Johanngeorgenstadt
  (SELB, 1817)
  Kupferwismuthglanz,
  Grube Tannenbaum bei
  Johanngeorgenstadt
  (SCHNEIDER, 1853)
  Emplektit,
  theoretische
  Zusammensetzung     
  Cu   Hauptbestandteil   18.72   18.86
  Bi   Hauptbestandteil   62.16   62.07
  S   Hauptbestandteil   18.83   19.07
  Summe          99.71 100.00




Emplektit-Kristalle von der Grube Tannenbaum, Antonsthal bei Johanngeorgenstadt bzw. Schwarzenberg, nach WEISBACH, 1866 (GOLDSCHMIDT, 1916).




© Thomas Witzke / Stollentroll

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