Torbernit

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Torbernit
Torbernite-120981.jpg
Torbernit-Kristalle aus der Mashamba West Mine, Kolwezi, Katanga, Demokratische Republik Kongo
Größe: 3.2 x 2.5 x 1.4 cm
Chemische Formel

Cu[UO2|PO4]2 • 10-12H2O[1]

Mineralklasse Phosphate, Arsenate und Vanadate
8.EB.05 (8. Auflage: VII/E.01) nach Strunz
40.02a.13.01 nach Dana
Kristallsystem tetragonal
Kristallklasse; Symbol nach Hermann-Mauguin ditetragonal-dipyramidal 4/m\ 2/m\ 2/m [2]
Farbe Grasgrün, Smaragdgrün
Strichfarbe Blassgrün
Mohshärte 2 bis 2,5
Dichte (g/cm3) 3,22
Glanz Glasglanz bis Perlglanz
Transparenz durchsichtig bis durchscheinend
Spaltbarkeit vollkommen nach {001}
Bruch spröde
Habitus meist dünn getäfelt, manchmal auch schuppig oder pulverig
Häufige Kristallflächen {001}, {011}, {110}
Kristalloptik
Brechungsindex nω = 1,590 bis 1,592 ; nε = 1,581 bis 1,582 [3]
Doppelbrechung
(optischer Charakter)
δ = 0,009 bis 0,010 [3]; einachsig negativ
Pleochroismus sichtbar: ω = Dunkelgrün bis Himmelblau ; ε = Grün [3]
Weitere Eigenschaften
Radioaktivität stark radioaktiv

Torbernit, auch als Kupferuranglimmer, Chalkolith,[4] Kupferautunit, Kupferphosphoruranit oder veraltet als Grüner Glimmer oder Mica viridis cryst. bezeichnet, ist ein eher selten vorkommendes Mineral aus der „Autunitgruppe“ innerhalb der Mineralklasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“. Es kristallisiert im tetragonalen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung Cu[UO2|PO4]2 • 10-12H2O[1] und entwickelt meist durchsichtige bis durchscheinende, tafelige oder pyramidale Kristalle von wenigen Zentimetern Größe, aber auch körnige, erdige oder massige Mineral-Aggregate und krustige Überzüge. Da Torbernit oft auch paketförmig geschichtete, tafelige Aggregate bildet, kann er dem Autunit recht ähnlich sehen, allerdings ist Autunit von hellerem, fast neonfarbenem Gelbgrün.

Die Farbe von Torbernit schwankt zwischen verschiedenen Grüntönen von Smaragd- über Gras- und Lauch- bis zum eher gelblichen Zeisig- und Apfelgrün, seine Strichfarbe ist allerdings immer hellgrün. Auf den Kristallflächen zeigt sich Glasglanz und auf Spaltflächen Perlglanz. Aggregate sind dagegen matt.

Das Mineral ist spröde und leicht zerbrechlich. Je nach Menge des enthaltenen Kristallwassers beträgt seine Mohshärte 2 bis 2,5 und seine Dichte 3,22 g/cm³.

Besondere Eigenschaften[Bearbeiten]

Großaufnahme eines pyramidal entwickelten Torbernits aus Brest, Frankreich
(Bildausschnitt: 7 mm x 5 mm)

Aufgrund seines Urangehaltes von bis zu 48 % ist Torbernit als sehr stark radioaktiv eingestuft und weist eine spezifische Aktivität von etwa 85,9 kBq/g [2] auf (zum Vergleich: natürliches Kalium 31,2 Bq/g).

Das Mineral fluoresziert im Gegensatz zu Autunit und den meisten anderen Mitgliedern der gleichnamigen Gruppe unter UV-Licht nicht.[4] In Salpetersäure (HNO3) ist Torbernit löslich und vor dem Lötrohr schmilzt er zu schwarzen Kügelchen.

Durch Verlust von Kristallwasser entsteht das Mineral Metatorbernit. Die Kristalle werden dabei trübe, und die Stufen derartiger Torbernite werden brüchiger.

Etymologie und Geschichte[Bearbeiten]

Erstmals gefunden wurde Torbernit in der Grube Georg Wagsfort bei Johanngeorgenstadt im sächsischen Erzgebirge. Erstmals erwähnt wird das Mineral 1772 von Ignaz von Born in seinem Werk Lythophylacium Bornianum, wo es als „Mica viridis crystallina, ibid.“ (übersetzt: Grüner kristalliner Glimmer aus [Johanngeorgenstadt Sax.] ; ibid = wie eins drüber) beschrieben wird. Abraham Gottlob Werner greift 1780 von Borns Werk auf und beschreibt das Mineral detailliert, wobei er es zunächst ebenfalls als "grüner Glimmer" bezeichnet, später aber als Torbernit, zu Ehren des schwedischen Chemikers und Mineralogen Torbern Olof Bergman.[5]

Klassifikation[Bearbeiten]

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Torbernit zur Mineralklasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort zur Abteilung der „Uranylphosphate und Uranylvanadate“, wo er zusammen mit Autunit, Fritzscheit, Heinrichit, Kahlerit, Metanatroautunit, Nováčekit, Sabugalit, Saléeit, Trögerit, Uranocircit, Uranospinit und Zeunerit eine eigenständige Gruppe bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz'schen Mineralsystematik ordnet den Torbernit ebenfalls in die Klasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort in die Abteilung der „Uranylphosphate und Arsenate“ ein. Diese Abteilung ist allerdings inzwischen weiter unterteilt nach dem Verhältnis von Uranoxidkomplex (UO2) und Phosphat- bzw. Arsenatkomplex (RO4), so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „UO2:RO4 = 1 : 1, Autunit-Familie: [(UO2)-RO4]-Lagen“ zu finden ist, wo es zusammen mit Autunit, Heinrichit, Kahlerit, Kirchheimerit, Nováčekit-I, Nováčekit-II, Saléeit, Uranocircit I, Uranocircit II, Uranospinit, Xiangjiangit und Zeunerit die unbenannte Gruppe 8.EB.05 bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Torbernit in die Klasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ ein, dort allerdings in die Abteilung der „Wasserhaltigen Phosphate etc.“. Hier bildet er zusammen mit Metatorbernit der unbenannten Gruppe 40.02a.13 innerhalb der Unterabteilung der „Wasserhaltigen Phosphate etc., mit A2+(B2+)2(XO4) • x(H2O), mit (UO2)2+“.

Bildung und Fundorte[Bearbeiten]

Verwachsung von Kasolit (gelb-radialstrahlig) und Torbernit (grün-tafelig)

Torbernit bildet sich als Sekundärmineral in Oxidationszonen von Uranlagerstätten. Begleitminerale sind unter anderem Autunit, Metatorbernit, Uraninit und Zeunerit.

Weltweit konnte Torbernit bisher (Stand: 2010) an rund 870 Fundorten nachgewiesen werden.[6] In Deutschland kommt das Mineral neben seiner Typlokalität Johanngeorgenstadt noch an mehreren anderen Fundorten im Erzgebirge sowie im Schwarzwald, Fichtelgebirge, Bayerischen Wald, Oberpfälzer Wald, Königsberg (Wolfstein) und Thüringer Wald vor. In Österreich ist es vor allem in den Hohen Tauern und den Fischbacher Alpen zu finden. Fundorte in der Schweiz sind vorwiegend das Binntal, Lavey-Morcles und Schlans.

Weitere Fundorte sind Argentinien, Australien, Belgien, Bolivien, Brasilien, Chile, China, Tschechien, Demokratische Republik Kongo, Frankreich, Gabun, Irland, Italien, Japan, Kanada, Madagaskar, Mexiko, Namibia, Norwegen, Polen, Portugal, Rumänien, Slowakei, Slowenien, Spanien, Südafrika, Tadschikistan, Usbekistan, das Vereinigte Königreich (Großbritannien) sowie die Vereinigten Staaten von Amerika (USA).

Morphologie[Bearbeiten]

Submilimetergroße Verwachsungen von dipyramidalen Metatorbernitkristallen in einer Druse aus der Les Montmins Mine (Ste Barbe Ader), Échassières, Kanton Ébreuil, Département Allier, Auvergne, Frankreich (Bildgröße: 1 mm x 1 mm)

Das Mineral tritt meist als kleine dünne Tafeln auf, allerdings kann es auch schuppig oder pulverig vorkommen. Seltener können die Tafeln auch dicker sein, wobei sie dann an Kartenstapel erinnern. Häufiger als diese Stapel sind dipyramidiale Formen.

Kristallstruktur[Bearbeiten]

Torbernit kristallisiert tetragonal in der Raumgruppe I4/mmm mit den Gitterparametern a = 7,06 Å und c = 20,54 Å sowie 2 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[1]

Metatorbernit[Bearbeiten]

Zentimetergroße Kristalle von Metatorbernit aus der Margabal Mine in Entraygues-sur-Truyère, Aveyron, Frankreich

Torbernit dehydratisiert leicht zu Metatorbernit mit der Summenformel Cu[UO2|PO4]2 • 8H2O. Es formt sich als Verwitterungsprodukt von Torbernit und kann auch künstlich direkt bei Temperaturen über 75 °C herbeigeführt werden.[7] Die Kristalle sind eher trüb oder schwach durchscheinend mit Glasglanz.[8] Metatorbernit kristallisiert tetragonal-dipyramidal in der Raumgruppe P4/n mit den Gitterparametern a = 6,969 Å und c = 17,306 Å sowie 2 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[9]

Verwendung[Bearbeiten]

als Rohstoff[Bearbeiten]

Zu Zeiten des kalten Krieges wurde mehrmals überlegt, Uranminerale wie Torbernit zur Urangewinnung als Energierohstoff in großen Maßstäben abzubauen. In der DDR war das zum Teil auch der Fall. Im Zuge steigender Energiepreise und der verstärkten Kernenergienutzung weltweit, wird die Nutzung von Uranlagerstätten immer attraktiver.

Vorsichtsmaßnahmen[Bearbeiten]

Aufgrund der starken Radioaktivität des Minerals sollten Proben nur in staub- und stahlungsdichten Behältern, vor allem aber niemals in Wohn-, Schlaf- und Arbeitsräumen aufbewahrt werden. Ebenso sollte eine Aufnahme in den Körper (Inkorporation) auf jeden Fall verhindert und zur Sicherheit direkter Körperkontakt vermieden sowie beim Umgang mit dem Mineral Mundschutz und Handschuhe getragen werden.

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c  Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. 9. Auflage. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 524.
  2. a b Webmineral - Torbernite (engl.)
  3. a b c Mindat - Torbernite (englisch)
  4. a b  Paul Ramdohr, Hugo Strunz: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. 16. Auflage. Ferdinand Enke Verlag, 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 655.
  5. tw.strahlen.org - Entdeckung von Torbernit
  6. Mindat - Localities for Torbernite
  7. A. F. Hallimond, "The crystallography and dehydration of torbernite" In: "Mineralogical Magazine" 1916, 17, 326-339 (englisch, PDF 546 kB)
  8. Mindat - Metatorbernite (engl.)
  9. Webmineral - Metatorbernite (engl.)

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Torbernite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien