Bornite

Bornit, oft als Pfauenkupfer oder Pfauenerz bezeichnet, ist ein Sulfidmineral mit der Formel Cu5FeS4. Es kristallisiert im orthorhombischen System (pseudokubisch) und dient als bedeutende Kupferquelle. Frische Oberflächen zeigen eine braune bis kupferrote Farbe, die jedoch schnell in irisierende Blau- und Violetttöne anläuft, weshalb es den Spitznamen Pfauenkupfer oder Pfauenerz trägt.

Als wichtiges Kupfererzmineral ist Bornit in porphyrischen Kupferlagerstätten weit verbreitet, meist zusammen mit dem häufigeren Chalkopyrit. In der supergenen Anreicherungszone von Kupferlagerstätten werden sowohl Chalkopyrit als auch Bornit typischerweise durch Chalkosin und Covellin ersetzt. Bornit tritt auch als Einsprengling in mafischen magmatischen Gesteinen, kontaktmetamorphen Skarnlagerstätten, Pegmatiten und sedimentären kupferhaltigen Schiefern auf. Sein Kupfergehalt beträgt etwa 63 Massenprozent, was es zu einem wichtigen Erz macht.

Bei Temperaturen über 228 °C (442 °F) ist die Struktur von Bornit isometrisch, mit einer Elementarzelle von etwa 5,50 Å Kantenlänge. Diese Struktur weist kubisch dicht gepackte Schwefelatome auf, wobei Kupfer- und Eisenatome zufällig sechs der acht tetraedrischen Lücken in den Oktanten des Würfels besetzen. Beim Abkühlen ordnen sich die Eisen- und Kupferatome: 5,5-Å-Unterzellen, in denen alle acht tetraedrischen Lücken gefüllt sind, wechseln sich mit Unterzellen ab, in denen nur vier gefüllt sind, wodurch die Symmetrie auf orthorhombisch reduziert wird.

Die relativen Mengen von Kupfer und Eisen können stark variieren, wobei Mischkristallbildung in Richtung Chalkopyrit (CuFeS2) und Digenit (Cu9S5) möglich ist. Die Entmischung von Tröpfchen und Lamellen von Chalkopyrit, Digenit und Chalkosin ist häufig.

Seltene Kristalle sind annähernd würfelförmig, dodekaedrisch oder oktaedrisch, aber Bornit kommt meist massiv vor. Durchdringungszwillinge treten in der kristallographischen Richtung {111} auf.

Bornit kommt weltweit in Kupfererzen vor. Bemerkenswerte Kristallfundorte sind Butte, Montana, und Bristol, Connecticut, in den USA; die Carn-Brea-Mine, Illogan, und andere Orte in Cornwall, England; die Frossnitzer Alpen in Osttirol, Österreich; die Mangula-Mine im Lomagundi-Distrikt, Simbabwe; die N'ouva-Mine bei Talate, Marokko; die Westküste Tasmaniens; und Dscheskasgan, Kasachstan. Spuren finden sich auch in Hämatit in der Pilbara-Region Westaustraliens. Bornit wurde auch auf historischen Kupfer- und Bronzeartefakten entdeckt, die heißen Mineralquellen ausgesetzt waren, obwohl eine solche Patina als selten gilt.

Erstmals 1725 von einem Vorkommen im Erzgebirge, Böhmen (heute Region Karlovy Vary, Tschechische Republik), beschrieben, wurde es 1845 nach dem österreichischen Mineralogen Ignaz von Born benannt. Bornit ist seit der Antike als kupferhaltiges Mineral bekannt, wurde aber aufgrund seines ähnlichen Aussehens und seiner Vergesellschaftung in Erzlagerstätten oft mit anderen Kupfersulfiden verwechselt. Frühe Zivilisationen bauten bornithaltige Erze ab, um Kupfer für die Herstellung von Werkzeugen, Waffen, Schmuck, Münzen und anderen Gegenständen zu gewinnen, und unterstützten damit die Bronzezeit und spätere metallverarbeitende Kulturen. Mit dem Fortschritt des Bergbaus und der mineralogischen Wissenschaft im 18. und 19. Jahrhundert wurde Bornit als eigenständiges Mineral identifiziert und gewann als Kupfererz an Bedeutung. Während der industriellen Revolution wurden große hydrothermale Kupferlagerstätten mit Bornit intensiv abgebaut, um die steigende Nachfrage nach Kupfer für elektrische Leitungen, Dampfmaschinen, Maschinen, Bauwesen und Transportwesen zu decken. Im 20. Jahrhundert ermöglichten Verbesserungen in der geologischen Exploration, Erzaufbereitung und metallurgischen Extraktion eine effiziente Gewinnung von Kupfer aus bornitärmeren Lagerstätten, was seinen wirtschaftlichen Wert weiter steigerte. Aufgrund seines hohen Kupfergehalts und seiner häufigen Vergesellschaftung mit anderen wertvollen Sulfidmineralien ist Bornit eines der bedeutendsten sekundären Kupfererze der Welt geblieben und hat eine wichtige Rolle in der Geschichte des Kupferbergbaus und der Metallurgie gespielt.