Scheelit
Scheelit, auch als Tungstein (schwedisch tungsten „schwerer Stein“ bzw. „Schwerstein“) bekannt, ist ein häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfate (einschließlich Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate und Wolframate)“. Er kristallisiert im tetragonalen Kristallsystem mit der Zusammensetzung Ca[WO4], ist also chemisch gesehen ein Calciumwolframat.
| Scheelit | |
|---|---|
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| Allgemeines und Klassifikation | |
| Andere Namen | |
| Chemische Formel | Ca[WO4] |
| Mineralklasse (und ggf. Abteilung) |
Sulfate (und Verwandte, siehe Klassifikation) |
| System-Nr. nach Strunz und nach Dana |
7.GA.05 (8. Auflage: VI/G.01) 48.01.02.01 |
| Kristallographische Daten | |
| Kristallsystem | tetragonal |
| Kristallklasse; Symbol | tetragonal-dipyramidal; 4/m[3] |
| Raumgruppe | I41/a (Nr. 88)[4] |
| Gitterparameter | a = 5,25 Å; c = 11,40 Å[4] |
| Formeleinheiten | Z = 4[4] |
| Häufige Kristallflächen | {112}, {213}, {211}, {114}, {101}[5] |
| Zwillingsbildung | Ergänzungszwillinge nach (110) und (100) |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mohshärte | 4,5 bis 5 |
| Dichte (g/cm3) | gemessen: 6,10(2); berechnet: 6,09[6] |
| Spaltbarkeit | deutlich nach (101), undeutlich nach (112)[5] |
| Bruch; Tenazität | muschelig bis uneben; spröde |
| Farbe | farblos, weiß, grau, braun, hellgelb, gelborange, rot, grün |
| Strichfarbe | weiß |
| Transparenz | durchscheinend |
| Glanz | Diamantglanz, Fettglanz |
| Kristalloptik | |
| Brechungsindizes | nω = 1,918 bis 1,921[7] nε = 1,935 bis 1,938[7] |
| Doppelbrechung | δ = 0,017[7] |
| Optischer Charakter | einachsig positiv |
| Weitere Eigenschaften | |
| Besondere Merkmale | blauweiße bzw. orangefarbene Fluoreszenz unter kurzwelligem UV-Licht |
Scheelit entwickelt meist dipyramidale, pseudo-oktaedrische Kristalle von bis zu 30 Zentimetern Größe mit glas- bis diamantähnlichem Glanz auf den Oberflächen. Er kommt aber auch in Form körniger bis massiger Aggregate vor. In reiner Form ist Scheelit farblos und durchsichtig. Durch vielfache Lichtbrechung aufgrund von Gitterbaufehlern oder polykristalliner Ausbildung kann er aber auch weiß erscheinen und durch Fremdbeimengungen eine graue, braune, hellgelbe, gelborange, rote oder grüne Farbe annehmen, wobei die Transparenz entsprechend abnimmt.
Mit einer Mohshärte von 4,5 bis 5 gehört Scheelit zu den mittelharten Mineralen, die sich ähnlich wie das Referenzmineral Apatit (5) mit einem Messer ritzen lassen.
Etymologie und Geschichte
Erste Erwähnungen des Minerals finden sich bereits Mitte des 18. Jahrhunderts in verschiedenen mineralogischen Aufzeichnungen. So bezeichneten es unter anderem deutsche Bergleute verächtlich als sogenannte „weiße Zinngraupen“, da es meist in Vergesellschaftung mit dem als Zinnerz abgebauten Kassiterit (Zinnstein) gefunden wurde, aber kein Zinn enthielt und sich zudem im Schmelzprozess ähnlich lästig verhielt wie Wolfram. 1760 führte Axel Frederic Cronstedt den aus dem Schwedischen übersetzten Begriff Tungstein ein, der sich auf die hohe Dichte von rund 6,1 g/cm3 des Minerals bezieht.[2]
Die Analyse der chemischen Zusammensetzung des Minerals erwies sich allerdings aufgrund des hohen Schmelzpunktes von Wolfram als sehr schwierig und erst 1781 gelang es dem deutsch-schwedischen Chemiker Carl Wilhelm Scheele zumindest, die enthaltene Wolframsäure zu isolieren. Seinen Schülern Fausto und Juan José Elhuyar gelang es zwei Jahre später schließlich, aus dieser Säure das Metall Wolfram darzustellen.
In der Mineralsystematik von Abraham Gottlob Werner erhielt allerdings zunächst das Metall den Namen Scheel (bzw. Scheelium) zu Ehren von Scheele, während das Mineral unter dem Namen Schwerstein geführt wurde.[8] Beide Benennungen Werners setzten sich jedoch nicht durch.
Seine bis heute gültige Bezeichnung Scheelit erhielt das Mineral 1821 durch Karl Cäsar von Leonhard. Daneben waren allerdings noch verschiedene Synonyme wie unter anderem Scheelerz (nach Klaproth) und Scheelspat (nach Breithaupt) im Umlauf.[2]
Als Typlokalität für Scheelit gilt die Eisengrube „Bispberg“ bei Säter in der schwedischen Provinz Dalarnas län.[9]
Klassifikation
In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Scheelit zur Mineralklasse der „Sulfate, Chromate, Molybdate, Wolframate“ und dort zur Abteilung der „Molybdate und Wolframate“, wo er als Namensgeber die „Scheelit-Gruppe“ mit der System-Nr. VI/G.01 und den weiteren Mitgliedern Paraniit-(Y), Powellit, Stolzit und Wulfenit bildete.
Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Scheelit in die erweiterte Klasse der „Sulfate (Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate und Wolframate)“, dort allerdings ebenfalls in die Abteilung der „Molybdate und Wolframate“ ein. Diese ist jedoch jetzt weiter unterteilt nach der möglichen Anwesenheit zusätzlicher Anionen und/oder Kristallwasser, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Ohne zusätzliche Anionen oder H2O“ zu finden ist, wo es zusammen mit Fergusonit-(Ce), Fergusonit-(Nd), Fergusonit-(Y), Formanit-(Y), Powellit, Stolzit und Wulfenit unbenannte Gruppe 7.GA.05 bildet.
Die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Scheelit dagegen in die Klasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort in die Abteilung der „Molybdate und Wolframate“ ein. Hier ist er nur noch zusammen mit Powellit in der „Scheelit-Reihe“ mit der System-Nr. 48.01.02 innerhalb der Unterabteilung der „Wasserfreien Molybdate und Wolframate mit A XO4“ zu finden.
Kristallstruktur
Scheelit kristallisiert tetragonal in der Raumgruppe I41/a (Raumgruppen-Nr. 88) mit den Gitterparametern a = 5,25 Å und c = 11,40 Å sowie 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[4]
Eigenschaften
Scheelit zeigt unter kurzwelligem UV-Licht starke, blauweiße Fluoreszenz, ein geringer Zusatz an Molybdän (auch Samarium) verändert die Farbe ins gelborange.
Vor dem Lötrohr ist Scheelit nur schwer zu schmelzen. Die Phosphorsalzperle färbt sich im Reduktionsfeuer heiß grün oder gelb, kalt dagegen blau.[10]
In Salzsäure löst sich Scheelit und scheidet gelbes Wolfram(VI)-oxid (WO3) ab. Durch Zugabe von Zinn und Erwärmung färbt sich die Lösung blau.
Bildung und Fundorte
Scheelit bildet sich entweder durch Kontaktmetamorphose unter pegmatitisch-pneumatolytischen Bedingungen oder durch hydrothermale Vorgänge in Greisen. Als Begleitminerale treten neben Kassiterit unter anderem noch Apatit, Diopsid, Fluorit, Granate der Reihe Grossular–Andradit, Quarz, Topas, Tremolit, Turmalin, Vesuvianit und Wolframit auf.
Weltweit sind bisher (Stand: 2012) rund 4300 Fundorte für Scheelit bekannt.[7] Zu den wichtigsten europäischen Lagerstätten gehört die 1967 entdeckte stratiforme Scheelit-Lagerstätte im Felbertal, südlich Mittersill in Österreich. Ähnliche Lagerstätten wurden später aber auch in Spanien sowie außerhalb Europas bei Broken Hill in Australien, in New Mexico (USA), Pakistan und Südkorea[11] gefunden.
Die bisher größten Scheelitkristalle, die zwischen 9 und 33 cm groß waren, konnten an verschiedenen Orten in Japan gefunden werden. Bei Kramat Pulai in Malaysia trat ein oktaedrischer Scheelit von rund 20 cm Größe zutage. Bis zu 15 cm große Kristalle traten bei Taewha und Tongwha in Korea auf.[12] Die bisher schwersten bekannten Kristalle mit einem Gewicht von bis zu 50 kg wurden bei Natas in Namibia gefunden.[13]
In Deutschland trat das Mineral bisher vor allem im Schwarzwald (Baden-Württemberg), im bayerischen Fichtelgebirge und Oberpfälzer Wald, im hessischen Odenwald, im Harz von Sachsen-Anhalt bis Thüringen und im sächsischen Erzgebirge auf.
Weitere Fundorte liegen unter anderem in Afghanistan, Argentinien, Australien, Bolivien, Brasilien, Bulgarien, Chile, China, Finnland, Frankreich, Griechenland, Indien, Italien, Kanada, Kasachstan, Mexiko, Myanmar, Norwegen, Pakistan, Peru, Polen, Portugal, Russland, der Schweiz, der Slowakei, Spanien, Südafrika, Tschechien, der Türkei, Usbekistan, im Vereinigten Königreich (Großbritannien) und den Vereinigten Staaten von Amerika (USA).[14]
Auch in Gesteinsproben vom Mond, die in der Nähe des Landepunktes der Luna-20-Mission gesammelt wurden, konnte Scheelit nachgewiesen werden.[14]
Verwendung
Als Rohstoff
Scheelit ist neben Wolframit das wichtigste Erzmineral für die Gewinnung von Wolfram. Es wird aus Roherzen in der Regel durch Flotation gewonnen und dabei zu Konzentraten mit mehr als 65 % Wolframat angereichert. Diese können zur Gewinnung von Wolfram genutzt werden. Dabei wird zuerst mit konzentrierter Salzsäure aufgeschlossen zum Wolfram(VI)oxid, das mit Wasserstoff bei 800 °C weiter zum elementaren Wolfram reduziert werden kann. Scheelit dient auch zur Darstellung der Wolframsäure.
Als Schmuckstein
Scheelit gehört zu den weniger bekannten Schmucksteinen, wird aber trotz seiner relativ geringen Härte gelegentlich verschliffen, da er den wertvolleren Edelsteinen Chrysoberyll (Goldberyll), Diamant und Zirkon sehr ähnlich sieht.
Siehe auch
Literatur
- K. C. von Leonhard: Scheelit. In: Handbuch der Oryktognosie. Verlag Mohr and Winter, Heidelberg 1821, S. 594–596 (rruff.info PDF 233 kB; S. 2).
- Paul Ramdohr, Hugo Strunz: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. 16. Auflage. Ferdinand Enke Verlag, 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 619, 620.
- Walter Schumann: Edelsteine und Schmucksteine. Alle Arten und Varietäten der Welt. 13., überarbeitete und erweiterte Auflage. BLV Verlags GmbH, München/Wien/Zürich 2002, ISBN 3-405-16332-3, S. 212 (Erstausgabe: 1976).
- Peter Schenk, Rudolf Höll: Metamorphe, hydrothermale Eruptionsbrekzien in der Scheelitlagerstätte Felbertal/Ostalpen (Österreich). In: Mitteilungen der Österreichischen Geologischen Gesellschaft. Band 81, 1988, S. 93–107 (zobodat.at [PDF; 1,3 MB]).
Weblinks
Einzelnachweise
- Hans Lüschen: Die Namen der Steine. Das Mineralreich im Spiegel der Sprache. 2. Auflage. Ott Verlag, Thun 1979, ISBN 3-7225-6265-1, S. 312.
- Hans Lüschen: Die Namen der Steine. Das Mineralreich im Spiegel der Sprache. 2. Auflage. Ott Verlag, Thun 1979, ISBN 3-7225-6265-1, S. 336.
- Webmineral – Scheelite (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. 419.
- Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 601–406.
- Scheelite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org PDF 63,5 kB).
- Mindat – Scheelite.
- Mineralsystem des Herrn Inspektor Werners mit dessen Erlaubnis herausgegeben von C. A. S. Hoffmann. In: C. A. S. Hoffmann (Hrsg.): Bergmannisches Journal. Band 1, 1789, S. 369–398 (rruff.info [PDF; 1,8 MB] S. 19 mit Anmerkung S. 31).
- Mineralienatlas – Bispberg Eisengrube.
- Paul Ramdohr, Hugo Strunz: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. 16. Auflage. Ferdinand Enke Verlag, 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 619, 620.
- Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7. vollständige überarbeitete und aktualisierte Auflage. Springer Verlag, Berlin u. a. 2005, ISBN 3-540-23812-3, S. 271.
- Peter C. Rickwood: The largest crystals. In: American Mineralogist.
- Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien Enzyklopädie. Nebel Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0, S. 151.
- MinDat – Localities for Scheelite (englisch).