Uranospinit
Uranospinit (auch Calciumarsenuranit) ist ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der Phosphate, Arsenate und Vanadate mit der chemischen Zusammensetzung Ca[UO2|AsO4]2·10H2O[1] und ist damit chemisch gesehen ein wasserhaltiges Calcium-Uranyl-Arsenat.
| Uranospinit | |
|---|---|
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| Allgemeines und Klassifikation | |
| Andere Namen |
Calciumarsenuranit |
| Chemische Formel | Ca[UO2|AsO4]2·10H2O[1] |
| Mineralklasse (und ggf. Abteilung) |
Phosphate, Arsenate und Vanadate |
| System-Nr. nach Strunz und nach Dana |
8.EB.05 (8. Auflage: VII/E.01) 40.02a.02.01 |
| Kristallographische Daten | |
| Kristallsystem | tetragonal |
| Kristallklasse; Symbol | ditetragonal-dipyramidal; 4/m 2/m 2/m[2] |
| Raumgruppe | I4/mmm (Nr. 139)[1] |
| Gitterparameter | a = 7,15 Å; c = 20,61 Å[1] |
| Formeleinheiten | Z = 2[1] |
| Häufige Kristallflächen | (001) |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mohshärte | 2 bis 3 |
| Dichte (g/cm3) | gemessen: 3,45; berechnet: 3,30[2] |
| Spaltbarkeit | vollkommen {001}, deutlich {100}[2] |
| Bruch; Tenazität | spröde |
| Farbe | zitronengelb bis zeisiggrün[2] |
| Strichfarbe | hellgelb |
| Transparenz | durchscheinend |
| Glanz | Wachsglanz, Perlglanz[2] |
| Radioaktivität | stark radioaktiv |
| Kristalloptik | |
| Brechungsindizes | nα = 1,550[3] nβ = 1,567 bis 1,582[3] nγ = 1,572 bis 1,587[3]nω = 1,572 bis 1,587[3] nε = 1,550 bis 1,560[3] |
| Doppelbrechung | δ = 0,022 bis 0,027[3] |
| Optischer Charakter | einachsig (anomal zweiachsig) negativ[2] |
| Achsenwinkel | 2V = 50° (berechnet)[3] |
| Pleochroismus | Sichtbar:[3] O = Y = Z = hellgelb E = X = nahezu farblos |
| Weitere Eigenschaften | |
| Chemisches Verhalten | entwässert leicht zu Metauranospinit |
| Besondere Merkmale | gelbgrüne Lumineszenz bei langwelliger UV-Strahlung, toxisch |
Uranospinit kristallisiert im tetragonalen Kristallsystem, entwickelt aber nur selten dünntafelige Kristalle bis etwa einem Millimeter Größe. Meist findet er sich in Form von krustigen Überzügen und Aggregaten aus miteinander verwachsenen Kristallen.
Die durchscheinenden Kristalle sind von zitronengelber oder gelbgrüner bis zeisiggrüner Farbe. Die Strichfarbe ist dagegen hellgelb. Die Dichte beträgt 3,45 g/cm³ und die Mohshärte liegt zwischen 2 und 3.[2]
Etymologie und Geschichte
Entdeckt wurde Uranospinit 1871 von Albin Weisbach in der Grube „Weißer Hirsch“ (Schneeberg) in Neustädtel im Erzgebirge (Sachsen, Deutschland), die auch die Typlokalität ist. Als eigenständiges Mineral beschrieben und benannt wurde es zwei Jahre später ebenfalls von Weisbach.[4][5]
Der Name Uranospinit hat seinen Ursprung im Urangehalt und von griechisch „spinos“ (Grünfink), was auf die grüne Farbe hindeutet.
Typmaterial, das heißt Mineralproben aus der Typlokalität, wird im Museum für Mineralogie und Geologie Dresden und in der Technischen Universität Bergakademie Freiberg in Deutschland unter der Katalog-Nr. 21722[2] oder 21725[5] aufbewahrt.
Klassifikation
Bereits in der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Uranospinit zur Mineralklasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort zur Abteilung der „Uranylphosphate/Arsenate und Uranylvanadate“, wo er zusammen mit Autunit, Fritzscheit, Heinrichit, Kahlerit, Nováčekit, Sabugalit, Saléeit, Torbernit, Trögerit, Uranocircit und Zeunerit die „Autunit-Gruppe“ mit der System-Nr. VII/E.01 bildete.
Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Uranospinit ebenfalls in die Abteilung der „Uranylphosphate und Arsenate“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach dem Stoffmengenverhältnis vom Uranyl (UO2) zum Phosphat-, Arsenat- bzw. Vanadat-Komplex (RO4), so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „UO2 : RO4 = 1 : 1“ zu finden ist, wo es zusammen mit Autunit, Heinrichit, Kahlerit, Kirchheimerit, Metarauchit, Nováčekit-I, Nováčekit-II, Saléeit, Torbernit, Uranocircit-I, Uranocircit-II, Xiangjiangit und Zeunerit die „Autunitgruppe“ mit der System-Nr. 8.EB.05 bildet.
Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Uranospinit in die Klasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort in die Abteilung der „Wasserhaltige Phosphate etc.“ ein. Hier ist er als einziges Mitglied/zusammen mit in der unbenannten Gruppe 40.02a.02 innerhalb der Unterabteilung „Wasserhaltige Phosphate etc., mit A2+(B2+)2(XO4) × x(H2O), mit (UO2)2+“ zu finden.
Kristallstruktur
Fast alle Quellen geben für Uranospinit eine tetragonale Symmetrie an.[6][4] Entsprechend der Mineralogischen Tabellen nach Strunz und Nickel kristallisiert Uranospinit in der Raumgruppe I4/mmm (Raumgruppen-Nr. 139) mit den Gitterparametern a = 7,15 Å und c = 20,61 Å sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle.[1]
Die an vielen Kristallen beobachtete optische Zweiachsigkeit mit Achsenwinkeln von 2V = 0–62°[2] ist jedoch ein Indiz dafür, dass die wahre Symmetrie von Uranospinit niedriger ist. Die Mineraldatenbank Webmineral.com gibt für Uranospinit die Raumgruppe Pnma (Raumgruppen-Nr. 62) an, was der orthorhombischen Kristallklasse orthorhombisch-dipyramidal; 2/m 2/m 2/m entspricht. Die Gitterparameter werden mit a = 14,35 Å, b = 20,66 Å und c = 7,17 Å bei 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle angegeben.[7]
Die Kristallstruktur zeichnet sich durch Uranyl-Phosphat-Schichten aus, die parallel zur (001)-Ebene liegen. Arsen5+ ist tetraedrisch von 4 Sauerstoffatomen umgeben, das U6+ oktaedrisch von 6 Sauerstoffatomen. Die AsO4-Tetraeder sind über alle 4 Ecken mit UO6-Oktaedern verknüpft, die UO6-Oktaeder über 4 Ecken mit PO4-Tetraedern.
Zwischen den Uranyl-Arsenat-Schichten befinden sich die Wassermoleküle und die Ca-Ionen. Jedes Ca2+ ist von 6 Wassermolekülen oktaedrisch koordiniert. Die übrigen 4 Wassermoleküle sind an kein Kation direkt gebunden. Sie tragen aber mit einem komplexen System von Wasserstoffbrückenbindungen zu einer ausgeglichenen Verteilung der Ladungen und somit zur Stabilisierung der Struktur bei.
Eigenschaften
Morphologie
Uranospinit bildet quadratische bis rechteckige, tafelige Kristalle, deren Form von den {001}-Flächen dominiert wird. Er kann äußerlich dem Autunit sehr ähnlich sehen.
Auch epitaktische, das heißt nach bestimmten kristallographischen Achsen orientierte, Verwachsungen mit Zeunerit sind bekannt.
Physikalische und chemische Eigenschaften
Uranospinit fluoresziert unter langwelliger UV-Strahlung gelbgrün.
Aufgrund des enthaltenen Urans und Arsens ist Uranospinit radioaktiv, hochgiftig und krebserregend. Besonders ersteres besitzt eine sehr lange Verweildauer im Körper und schädigt diesen massiv durch die kontinuierliche Alphastrahlung.
Das Mineral weist eine spezifische Aktivität von etwa 82 kBq/g[7] auf (zum Vergleich: natürliches Kalium 31,2 Bq/g).
Ebenso wie bei den strukturell verwandten Mineralen Saléeit, Torbernit und Zeunerit schwankt der Wassergehalt von Uranospinit von Vorkommen zu Vorkommen.[4] Uranospinit entwässert leicht zu Metauranospinit mit 8H2O.
Bildung und Fundorte
Uranospinit bildet sich sekundär bei der Verwitterung von Uran- und Arsenmineralen (Uraninit) in der Oxidationszone von hydrothermalen und sedimentären Uranlagerstätten.
In der Uranlagerstätte bei Schneeberg in Sachsen ist Uranospinit vergesellschaftet mit Metazeunerit, Metauranocircit, Uranophan, Trögerit, Walpurgit, Uranosphärit, Asselbornit[2] sowie Quarz, Churchit-(Y), gediegen Bismut und Goethit.[5]
In der Lagerstätte Cherkasar in Usbekistan tritt Uranospinit zusammen mit Schoepit, Paraschoepit, Arsenuranylit, Metazeunerit und Nováčekit auf.[2]
Weitere dokumentierte Vorkommen sind die Grube Clara bei Oberwolfach im Schwarzwald, Grube Sophia bei Wittichen, Grube Gottesehre bei Urberg, die Rabéjac Uranlagerstätte bei Lodève (Département Hérault) in Frankreich, in Tyndrum, Perthshire, Schottland, die Talmessi Mine bei Anarak im Iran, Myponga, Fleurieu-Halbinsel und Mt. Painter, Flinders Ranges in Südaustralien sowie in den Vereinigten Staaten von Amerika bei San Juan in Colorado, bei Spanish Fork in Utah und bei Paria in der Orphan Mine in Arizona.[8]
Vorsichtsmaßnahmen
Aufgrund der starken Radioaktivität und Toxizität sollten Mineralproben von Uranospinit 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
- Uranospinite. 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; 65 kB; abgerufen am 5. Januar 2018]).
- Mary E. Mrose: Studies of Uranium Minerals (XIII): Systhetic Uranospinites. In: American Mineralogist. Band 38, 1953, S. 1159–1168 (minsocam.org [PDF; 645 kB; abgerufen am 5. Januar 2018]).
Weblinks
- Mineralienatlas: Uranospinit (Wiki)
- Mindat – Uranospinit (englisch)
- Webmineral – Uranospinite (englisch)
Einzelnachweise
- 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. 524.
- Uranospinite. 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; 65 kB; abgerufen am 5. Januar 2018]).
- Mindat – Uranospinit (englisch)
- Mary E. Mrose: Studies of Uranium Minerals (XIII): Systhetic Uranospinites. In: American Mineralogist. Band 38, 1953, S. 1159–1168 (minsocam.org [PDF; 645 kB; abgerufen am 5. Januar 2018]).
- Uranospinit im Typmineral-Katalog des Mineralogischen Museums der Universität Hamburg
- Richard V. Gaines, H. Catherine W. Skinner, Eugene E. Foord, Brian Mason, Abraham Rosenzweig: Dana’s New Mineralogy. 8. Auflage. John Wiley & Sons, New York (u. a.) 1997, ISBN 0-471-19310-0, S. 267.
- Webmineral – Uranospinite (englisch)
- Fundortliste für Uranospinit beim Mineralienatlas und bei Mindat