Kasolit
Kasolit ist ein eher selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ mit der chemischen Zusammensetzung Pb[UO2|SiO4]·H2O[2] und damit chemisch gesehen ein wasserhaltiges Blei-Uranyl-Silikat. Strukturell gehört Kasolit zu den Inselsilikaten (Nesosilikaten).
| Kasolit | |
|---|---|
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| Allgemeines und Klassifikation | |
| Chemische Formel | |
| Mineralklasse (und ggf. Abteilung) |
Silikate und Germanate – Inselsilikate (Nesosilikate) |
| System-Nr. nach Strunz und nach Dana |
9.AK.15 (8. Auflage: VIII/A'.14) 53.03.01.01 |
| Kristallographische Daten | |
| Kristallsystem | monoklin |
| Kristallklasse; Symbol | monoklin-prismatisch; 2/m[3] |
| Raumgruppe | P21/c (Nr. 14)[2] |
| Gitterparameter | a = 6,70 Å; b = 6,93 Å; c = 13,25 Å β = 104,2°[2] |
| Formeleinheiten | Z = 4[2] |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mohshärte | 4 bis 5[4] |
| Dichte (g/cm3) | gemessen: 5,83 bis 6,50; berechnet: 6,256[4] |
| Spaltbarkeit | vollkommen nach {001}, undeutlich nach {100} {010}[4] |
| Bruch; Tenazität | spröde[4] |
| Farbe | ockergelb bis bräunlichgelb; selten zitronengelb bis grün oder rötlichorange[4] |
| Strichfarbe | hellbräunlichgelb bis blassgelb[4][5] |
| Transparenz | durchsichtig bis undurchsichtig[4] |
| Glanz | Fettglanz bis schwacher Diamantglanz, matt bei erdigen Aggregaten[4] |
| Radioaktivität | sehr stark[3] |
| Kristalloptik | |
| Brechungsindizes | nα = 1,890[6] nβ = 1,910[6] nγ = 1,950[6] |
| Doppelbrechung | δ = 0,060[6] |
| Optischer Charakter | zweiachsig positiv |
| Achsenwinkel | 2V = 32 bis 45°[6] |
| Pleochroismus | schwach: X und Y = hellgelb; Z = farblos bis leicht gräulich[6] |
Kasolit kristallisiert im monoklinen Kristallsystem und entwickelt meist tafelig-prismatische, nach der b-Achse latten- oder leistenförmig gestreckte Kristalle von meist nicht mehr als einigen Millimetern Länge[4] mit einem glas- bis schwach diamantähnlichen Glanz auf den Oberflächen. Er kommt aber auch in Form radialstrahliger bis rosettenformiger Mineral-Aggregate sowie gummiartigen Krusten und kompakten, erdigen Massen vor. Das je nach Ausbildungsform durchsichtige bis undurchsichtige Mineral ist von ockergelber bis bräunlichgelber, selten auch zitronengelber bis grüner oder rötlichoranger Farbe, hinterlässt aber auf der Strichtafel einen hellbräunlichgelben bis blassgelben Strich.
Etymologie und Geschichte
Erstmals entdeckt wurde Kasolit an einer Mineralprobe aus der Shinkolobwe Mine (auch Kasolo Mine), einem Uran- und Cobalt-Bergwerk in der Provinz Haut-Katanga aus der Demokratischen Republik Kongo, beschrieben, das zur Zeit der Entdeckung noch als Belgisch Kongo bekannt war. Die Erstbeschreibung erfolgte 1921 durch Alfred Schoep, der das Mineral nach dessen Typlokalität benannte.[7]
Die Kristallstruktur von Kasolit wurde erstmals 1963 durch A. M. Huynen, J. Piret-Meunier und M. Van Meerssche bestimmt.[8] Zwei Jahre folgte eine davon unabhängige Publikation der entschlüsselten Struktur von Kasolit durch V. I. Mokeeva mit leicht abweichenden, korrigierten Zellparametern.[9]
Das Typmaterial des Minerals wird im Muséum national d’histoire naturelle in Paris (Frankreich) unter der Katalog Nr. 121.287 aufbewahrt.[4][10]
Klassifikation
In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Kasolit zur Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und dort zur Abteilung der „Neso-Subsilikate“ (Familie der Uranyl-Silikate), wo er zusammen mit Boltwoodit, Cuprosklodowskit, Sklodowskit, Uranophan und Uranophan-β die „Uranophan-(β-Uranophan)-Gruppe“ mit der System-Nr. VIII/A'.14 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. VIII/B.34-80. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies der Abteilung „Inselsilikate mit tetraederfremden Anionen“, wobei in den Gruppen VIII/B.34 bis 38 die Uranyl-Inselsilikate mit [UO2]2+-[SiO4]4- und Verwandte einsortiert sind. Kasolit bildet hier zusammen mit Boltwoodit, Cuprosklodowskit, Natroboltwoodit, Oursinit, Sklodowskit, Uranophan und Uranophan-β eine eigenständige, aber unbenannte Gruppe (Stand 2018).[5]
Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) bis 2009 aktualisierte[11] 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Kasolit ebenfalls in die Abteilung der „Inselsilikate (Nesosilikate)“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der möglichen Anwesenheit zusätzlicher Anionen und der Koordination der beteiligten Kationen oder den in der Verbindung vorherrschenden Anionenkomplexen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Uranyl-Insel- und Polysilikate“ (U : Si = 1 : 1) zu finden ist, wo es zusammen mit Boltwoodit, Natroboltwoodit, Uranophan(-α), Uranophan-β die „Uranophan-Kasolit-Gruppe“ mit der System-Nr. 9.AK.15 bildet.
Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Kasolit in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Inselsilikate: SiO4-Gruppen und andere Anionen komplexer Kationen“ ein. Hier ist er zusammen mit Boltwoodit, Cuprosklodowskit, Natroboltwoodit, Oursinit, Sklodowskit, Swamboit-(Nd), Uranophan und Uranophan-β in der „Uranophangruppe“ mit der System-Nr. 53.03.01 innerhalb der Unterabteilung „Inselsilikate: SiO4-Gruppen und andere Anionen komplexer Kationen mit (UO2)“ zu finden.
Chemismus
Die idealisierte (theoretische) chemische Zusammensetzung von Kasolit Pb(UO2)(SiO4)·H2O besteht in der Oxidform aus einem Massenanteil (Gewichts-%) von 38,00 Gew.-% PbO, 45,98 Gew.-% UO2, 10,23 Gew.-% SiO2 und 3,07 Gew.-% H2O.[3]
Die Analyse des natürlichen Minerals aus der Typlokalität Shinkolobwe Mine ergab allerdings eine abweichende Zusammensetzung von 36,2 Gew.-% PbO, 49,28 Gew.-% UO3, 29,42 Gew.-% SiO2 und 3,59 Gew.-% H2O sowie zusätzliche Beimengungen von 0,41 Gew.-% Fe2O3, 0,03 Gew.-% MgO, 0,06 Gew.-% CaO und 0,85 Gew.-% CO2.[4]
Kristallstruktur
Kasolit kristallisiert monoklin in der Raumgruppe P21/c (Raumgruppen-Nr. 14) mit den Gitterparametern a = 6,70 Å; b = 6,93 Å; c = 13,25 Å und β = 104,2° sowie 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[2] Die Uranylgruppen bilden dabei mit den SiO4-Tetraedern eine Schichtstruktur aus, so dass das Uranyl-Ion eine pentagonal-bipyramidale Koordination von Sauerstoffatomen aufweist. Diese "Uranyl-Silicat"-Schichten werden durch die Bleiatome untereinander verbunden. Jedes Bleiatom koordiniert dabei vier Silicat-Sauerstoffatome sowie ein Uranyl-Sauerstoffatom. Zwei Pb-Atome sind dabei über jeweils zwei unterschiedliche Silicat-Sauerstoffatome miteinander verknüpft. Die vier Silicat-Sauerstoffatome weisen darüber hinaus jeweils eine unterschiedliche Koordination auf. Ein Silicat-Sauerstoffatom koordiniert zwei Pb-Atome, das zweite koordiniert zwei U-Atome, das dritte koordiniert ein Pb- und ein U-Atom und das vierte koordiniert zwei U-Atome und ein Pb-Atom.[12]
Eigenschaften
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Kasolit gilt aufgrund seines Urangehalts von bis zu 40,6 % als sehr stark radioaktiv. Unter Berücksichtigung der Mengenanteile der radioaktiven Elemente in der idealisierten Summenformel sowie der Folgezerfälle der natürlichen Zerfallsreihen wird für das Mineral eine spezifische Aktivität von 72,5 kBq/g[3] angegeben (zum Vergleich: natürliches Kalium 0,0312 kBq/g). Der zitierte Wert kann je nach Mineralgehalt und Zusammensetzung der Stufen deutlich abweichen, auch sind selektive An- oder Abreicherungen der radioaktiven Zerfallsprodukte möglich und ändern die Aktivität.
Kasolit kann durch Säuren aufgelöst werden.
Bildung und Fundorte
Kasolit bildet sich als Oxidationsprodukt aus Uraninit in der Verwitterungszone primärer Uranerze. Als Begleitminerale können neben Uraninit unter anderem noch Curit, Dewindtit, Rutherfordin, Sklodowskit und Torbernit auftreten.[4]
Als eher seltene Mineralbildung kann Kasolit an verschiedenen Fundorten zum Teil zwar reichlich vorhanden sein, insgesamt ist er aber wenig verbreitet. Weltweit sind bisher rund 200 Fundstellen für Kasolit dokumentiert (Stand 2020).[13] Neben seiner Typlokalität, der Shinkolobwe Mine (auch Kasolo Mine), wo zudem besonders große Kristalle von bis zu einem Zentimeter Länge zutage traten,[14] fand sich das Mineral in der Provinz Haut-Katanga noch in der Kambove Principal Mine, am Swambo Hill und der Luiswishi Mine. Zudem fand es sich in der Provinz Lualaba in der Uran-Kupfer-Lagerstätte Kalongwe und der für ihren Mineralreichtum bekannten Musonoi Mine nahe Kolwezi, im Cobalt- und Kupfer-Tagebau Kamoto-Oliveira-Virgule (KOV) bei Kamoto und in der Kasompi Mine (auch Menda Mine).
In Deutschland konnte Kasolit bisher in den Gruben Michael nahe Reichenbach (Lahr/Schwarzwald) und Clara bei Oberwolfach im Ortenaukreis sowie in mehreren Gruben in der Umgebung von Wittichen im Landkreis Rottweil und Menzenschwand (z. B. Grube Krunkelbach) im Landkreis Waldshut in Baden-Württemberg, bei Riedhof der Gemeinde Miltach sowie mehreren Gruben im Wölsendorfer Bergbaurevier in Bayern, der Uranlagerstätte Bühlskopf bei Ellweiler (siehe auch Uranerzaufbereitungsanlage Ellweiler) sowie in den Kupfergruben Katharina I und Katharina II bei Imsbach in Rheinland-Pfalz. Die qualitativ besten Funde von Kasolit in Deutschland stammen jedoch vom Schurf 5 in Tirpersdorf im Vogtland, wo sich kanariengelbe Igel und radialstrahlige Sonnen in Drusen oder Spaltflächen des Schiefers neben Torbernit/Zeunerit-Mischkristallen fanden.[15]
In Österreich trat Kasolit bisher nur im Paselstollen bei Böckstein im Gasteinertal sowie bei Bramberg am Wildkogel und bei Hollersbach im Pinzgau im Salzburger Land und bei Heiligenblut am Großglockner in Kärnten auf.
In der Schweiz fand man das Mineral bisher vor allem im Kanton Wallis, genauer an mehreren Fundstellen im Bezirk Saint-Maurice (Emosson, Plex, Salvan), aber auch am Alplistock in der Berner Gemeinde Guttannen, auf der Mürtschenalp im Kanton Glarus und in der Uran-Lagerstätte Boitses bei Lavey-Morcles (auch Lavey-les-Bains) im Kanton Waadt.
Weitere Fundorte liegen unter anderem Ägypten, Argentinien, Australien, Bulgarien, Chile, China, Finnland, Frankreich, Gabun, Indien, Italien, Japan, Kanada, Mexiko, Namibia, Nordmazedonien, Norwegen, Polen, Portugal, Rumänien, Russland (Karelien, Murmansk, Primorje), Schweden, Spanien, Tadschikistan, Tansania, Tschechien, Ungarn, im Vereinigten Königreich (England, Schottland) und den Vereinigten Staaten von Amerika (Arizona, Colorado, Kalifornien und andere).[16]
Vorsichtsmaßnahmen
Aufgrund der Toxizität und der starken Radioaktivität des Minerals sollten Mineralproben vom Kasolit nur in staub- und strahlungsdichten Behältern, vor allem aber niemals in Wohn-, Schlaf- und Arbeitsräumen aufbewahrt werden. Ebenso sollte eine Aufnahme in den Körper (Inkorporation, Ingestion) auf jeden Fall verhindert und zur Sicherheit direkter Körperkontakt vermieden sowie beim Umgang mit dem Mineral Atemschutzmaske und Handschuhe getragen werden.
Siehe auch
Literatur
- Alfred Schoep: Sur la kasolite, nouveau minéral radioactif. In: Comptes Rendus de l'Académie des Sciences Série. Band II, Nr. 173, 1921, S. 1476–1477 (französisch, rruff.info [PDF; 106 kB; abgerufen am 23. September 2020]).
- Edgar T. Wherry, E. Poitevin: New species. In: American Mineralogist. Band 7, 1922, S. 128–129 (englisch, rruff.info [PDF; 140 kB; abgerufen am 23. September 2020]).
- A. M. Huynen, J. Piret-Meunier, M. Van Meerssche: Structure de la kasolite. In: Académie Royale de Belgique, Classe des Sciences: Bulletin. Band 49, 1963, S. 192–201 (französisch).
- V. I. Mokeeva: The crystal structure of kasolite. In: Soviet Physics – Crystallography. Band 9, 1965, S. 621–622 (englisch, rruff.info [PDF; 154 kB; abgerufen am 23. September 2020]).
- Paul Ramdohr, Hugo Strunz: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. 16. Auflage. Ferdinand Enke Verlag, 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 687.
- Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien-Enzyklopädie (= Dörfler Natur). Edition Dörfler im Nebel-Verlag, Eggolsheim 2002, ISBN 978-3-89555-076-8, S. 211.
Weblinks
- Kasolit. In: Mineralienatlas Lexikon. Stefan Schorn u. a., abgerufen am 23. September 2020.
- Kasolite search results. In: rruff.info. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF), abgerufen am 23. September 2020 (englisch).
- American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Kasolite. In: rruff.geo.arizona.edu. Abgerufen am 23. September 2020 (englisch).
- Fotos von Kasolite. In: agab.be. Association des Géologues Amateurs de Belgique (AGAB), abgerufen am 23. September 2020.
Einzelnachweise
- Malcolm Back, William D. Birch, Michel Blondieau und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: September 2020. (PDF; 3,4 MB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Marco Pasero, September 2020, abgerufen am 23. September 2020 (englisch).
- 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. 565 (englisch).
- David Barthelmy: Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 23. September 2020 (englisch).
- Kasolite. 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; 76 kB; abgerufen am 23. September 2020]).
- Stefan Weiß: Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018. 7., vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2018, ISBN 978-3-921656-83-9.
- Kasolite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 23. September 2020 (englisch).
- Alfred Schoep: Sur la kasolite, nouveau minéral radioactif. In: Comptes Rendus de l'Académie des Sciences Série. Band II, Nr. 173, 1921, S. 1476–1477 (französisch, rruff.info [PDF; 106 kB; abgerufen am 23. September 2020]).
- A. M. Huynen, J. Piret-Meunier, M. Van Meerssche: Structure de la kasolite. In: Académie Royale de Belgique, Classe des Sciences: Bulletin. Band 49, 1963, S. 192–201 (französisch).
- V. I. Mokeeva: The crystal structure of kasolite. In: Soviet Physics – Crystallography. Band 9, 1965, S. 621–622 (englisch, rruff.info [PDF; 154 kB; abgerufen am 23. September 2020]).
- Catalogue of Type Mineral Specimens – K. (PDF 96 kB) In: docs.wixstatic.com. Commission on Museums (IMA), 12. Dezember 2018, abgerufen am 23. September 2020.
- Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,82 MB) In: cnmnc.main.jp. IMA/CNMNC, Januar 2009, abgerufen am 23. September 2020 (englisch).
- Francis V. Stohl, Deane K. Smith: The crystal chemistry of the uranyl silicate minerals. In: American Mineralogist. Band 66, 1981, S. 610–625 (englisch, rruff.info [PDF; 1,6 MB; abgerufen am 23. September 2020]).
- Localities for Kasolite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 23. September 2020 (englisch).
- Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien-Enzyklopädie (= Dörfler Natur). Edition Dörfler im Nebel-Verlag, Eggolsheim 2002, ISBN 978-3-89555-076-8, S. 211.
- Joachim Gröbner, Uwe Kolitsch: Seltene Mineralien aus dem Uranschurf Tirpersdorf im Sächsischen Vogtland. In: Lapis. Band 32, Nr. 1, 2007, S. 37–42.
- Fundortliste für Kasolit beim Mineralienatlas und bei Mindat, abgerufen am 23. September 2020.