Zeunerit

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Zeunerit
Zeunerite-90703.jpg
Zeuneritkristalls aus dem Bergwerk „Adam Heber“, Neustädtel (Schneeberg), Erzgebirge (Sichtfeld: 4 mm)
Andere Namen
  • Kupferarsenuranit
Chemische Formel Cu[UO2|AsO4]2·12H2O[1]
Mineralklasse Phosphate, Arsenate und Vanadate
8.EB.05 (8. Auflage: VII/E.01) nach Strunz
40.02a.14.01 nach Dana
Kristallsystem tetragonal
Kristallklasse; Symbol nach Hermann-Mauguin ditetragonal-dipyramidal; 4/m 2/m 2/m[2]
Raumgruppe (Raumgruppen-Nr.) P4/nnc (Raumgruppen-Nr. 126)
Farbe gelbgrün, smaragdgrün
Strichfarbe blass grün
Mohshärte 2,5
Dichte (g/cm3) gemessen: 3,47; berechnet: [3,57] bei 16H2O[3]
Glanz Glasglanz
Transparenz durchsichtig bis durchscheinend
Bruch Bitte ergänzen!
Spaltbarkeit vollkommen nach {001}, deutlich nach {100}[3]
Habitus flach tafelig nach {001}
Häufige Kristallflächen {001}
Kristalloptik
Brechungsindex nω = 1,610 bis 1,613; nε = 1,582 bis 1,585[4]
Doppelbrechung
(optischer Charakter)
δ = 0,028[4]; einachsig negativ
Pleochroismus Sichtbar: O = blaugrün; E = hellblaugrün[4]
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten häufig Entwässerung zu Metazeunerit
Radioaktivität sehr stark radioaktiv[2]
Besondere Kennzeichen hochgiftig, keine Lumineszenz

Zeunerit (auch Kupferarsenuranit) ist ein eher selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der Phosphate, Arsenate und Vanadate. Es kristallisiert im tetragonalen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung Cu[UO2|AsO4]2·12H2O[1], ist also ein wasserhaltiges Kupfer-Uranyl-Arsenat.

Zeunerit ist durchsichtig und entwickelt meist flache, tafelige Kristalle von gelbgrüner bis smaragdgrüner Farbe, deren Form von der Basisfläche {001} dominiert wird. Die Kristalloberflächen weisen einen glasähnlichen Glanz auf. Auf der Strichtafel hinterlässt Zeunerit einen blassgrünen Strich.

Mit einer Mohshärte 2,5 gehört Zeunerit noch zu den weichen Mineralen, das sich zwar nicht mehr mit dem Fingernagel ritzen, jedoch leichter als das Referenzmineral Calcit (3) mit einer Kupfermünze ritzen lässt.

Das Mineral dehydratisiert leicht zu Metazeunerit (Cu[UO2|AsO4]2·8H2O[5]), wobei sich seine Transparenz durch den Wasserverlust verringert, das heißt es wird durchscheinend. Fundstücke aus reinem Zeunerit mit maximalem Gehalt an Kristallwasser sind selten.

Besondere Eigenschaften[Bearbeiten]

Aufgrund des im Mineral enthaltenen Arsens und Urans wirkt es auf den menschlichen Körper stark toxisch. Die ausgesandte Alphastrahlung des Urans schädigt kontinuierlich den Organismus und wirkt zudem krebserregend. Unter Berücksichtigung der natürlichen Zerfallsreihen bzw. vorhandener Zerfallsprodukte wird die spezifische Aktivität von Zeunerit mit 80,27 kBq/g[2] angegeben (zum Vergleich: natürliches Kalium 0,0312 kBq/g).

Zeunerit ist, im Gegensatz zu vielen anderen Uranglimmern, bei UV-Strahlung nicht fluoreszierend. Seine dehydratisierte Form Metazeunerit fluoresziert allerdings gelblichgrün.[6]

Etymologie und Geschichte[Bearbeiten]

Gustav Zeuner

Eine erste Beschreibung der „mica viridis“ oder „Grüne Glimmer“ (Torbernit in diesem Fall) stammt von Born aus dem Jahr 1772. Um 1800 herum, nur wenige Jahre nach der Entdeckung des Elementes Uran konnte Martin Heinrich Klaproth dieses neue Element in den Uranglimmern nachweisen.

Als eigenständiges Mineral wurde Zeunerit erst 1872, also rund 70 Jahre später, durch Albin Weisbach, beschrieben. Er entdeckte es in Proben aus der Grube „Weißer Hirsch“ bei Neustädtel, einem Ortsteil von Schneeberg im sächsischen Erzgebirge und benannte es nach Gustav Anton Zeuner (1828–1907), dem damaligen Direktor der Bergakademie Freiberg.

Klassifikation[Bearbeiten]

In der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Zeunerit 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 Uranospinit die „Autunit-Gruppe“ mit der System-Nr. VII/E.01 bildete.
Der geringer wasserhaltige Metazeunerit findet sich in der nachfolgenden „Metaautunit-Gruppe“ mit der System-Nr. VII/E.02.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Zeunerit ebenfalls in die Abteilung der „Uranylphosphate und Arsenate“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach dem Stoffmengenverhältnis von Uranylkomplex (UO2) zum Phosphat-, Arsenat- bzw. Vanadatkomplex (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, Metarauchit (IMA 2008-050), Nováčekit-I und -II, Saléeit, Torbernit, Uranocircit-I und -II, Uranospinit und Xiangjiangit die „Autunitgruppe“ mit der System-Nr. 8.EB.05 bildet.
Metazeunerit steht hier ebenfalls in der nachfolgenden „Metaautunit-Gruppe“ mit der System-Nr. 8.EB.10.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Zeunerit in die Klasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort in die Abteilung der „Wasserhaltigen Phosphate“ ein. Hier ist er zusammen mit Metazeunerit in der unbenannten Gruppe 40.02a.14 innerhalb der Unterabteilung der „Wasserhaltigen Phosphate etc., mit A2+(B2+)2(XO4) × x(H2O), mit (UO2)2+“ zu finden.

Bildung und Fundorte[Bearbeiten]

Zeunerittäfelchen aus Cínovec (Zinnwald), Erzgebirge (Sichtfeld: 7 mm)
Metazeunerit auf Rauchquarz aus dem Erongogebirge, Namibia (Größe: 3,4 cm × 2,8 cm × 2,0 cm)

Zeunerit bildet sich sekundär in der Oxidationszone von arsenhaltigen Uran-Lagerstätten. Als Begleitminerale können unter anderem Azurit, Malachit, Mansfeldit, Olivenit und Skorodit auftreten.

Als eher seltene Mineralbildung kann Zeunerit an verschiedenen Fundorten zum Teil zwar reichlich vorhanden sein, insgesamt ist er aber wenig verbreitet. Insgesamt gelten bisher (Stand 2013) rund 180 Fundorte[7] als bekannt. Neben seiner Typlokalität, der Grube "Weißer Hirsch" bei Neustädtel, trat das Mineral in Deutschland noch in vielen weiteren Gruben im sächsischen Erzgebirge wie unter anderem am Schreckenberg und bei Johanngeorgenstadt. Daneben fand sich Zeunerit noch an zahlreichen Orten im Schwarzwald wie unter anderem bei Freudenstadt, Wittichen und Oberwolfach in Baden-Württemberg; bei Rudolfstein (Fichtelgebirge), Dörrmorsbach und an der Hartkoppe bei Sailauf in Bayern; im Steinbruch Wingertsberg in Hessen; bei Bad Lauterberg und Braunlage in Niedersachsen; bei Ellweiler und Imsbach sowie am Königsberg in Rheinland-Pfalz; bei Nunkirchen im Saarland und in der Uranlagerstätte Ronneburg in Thüringen. In vielen Fundstellen hat sich Zeunerit allerdings zum Großteil in Metazeunerit umgewandelt.

In Österreich konnte Zeunerit bisher nur in der Gemeinde Mühlbach am Hochkönig in Salzburg und am Grasbergjoch nahe Thierbach (Gemeinde Wildschönau) in Tirol gefunden werden.

Die einzigen bisher bekannten Fundorte in der Schweiz sind der Wannigletscher im Chriegalp-Tal (auch Kriegalp), einem Nebental des Binntals, sowie bei Les Marécottes im Kanton Wallis.

Weitere Fundorte liegen unter anderem in Argentinien, Belgien, Brasilien, Chile, China, der Demokratischen Republik Kongo (Zaire), Frankreich, Iran, Italien, Japan, Kanada, Marokko, Mexiko, Norwegen, Polen, Portugal, Russland, der Slowakei, Spanien, Südafrika, Tschechien, Ungarn, im Vereinigten Königreich (UK) sowie in den Vereinigten Staaten von Amerika (USA).[8]

Morphologie[Bearbeiten]

Zeunerit bildet meist quadratisch blättrige bis tafelige Kristalle sowie schuppige Aggregate. Von der Typlokalität (Grube "Weißer Hirsch" bei Schneeberg, Sachsen) ist auch das Auftreten von pyramidale Kristallen sowie spitzten, tetragonalen Pyramiden belegt.

Kristallstruktur[Bearbeiten]

Zeunerit kristallisiert tetragonal in der Raumgruppe P4/nnc (Raumgruppen-Nr. 126) mit den Gitterparametern a = 7,18 Å und c = 20,79 Å sowie 2 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[5]

Die Struktur zeichnet sich durch Uranyl-Arsenat-Schichten aus, die parallel zur (001)-Ebene liegen. Arsen 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 AsO4-Tetraedern.

Verbunden werden diese Schichten durch Kupferionen (Cu2+), die in c-Richtung an Sauerstoffe der Uranylgruppen gebunden sind. Parallel zur (001)-Ebene sind die Cu-Ionen planar quadratisch von 4 H2O- Molekülen umgeben. Weitere H2O- Moleküle befinden sich zwischen den Uranyl-Arsenat-Schichten und tragen dort mit einem komplexen System von Wasserstoffbrückenbindungen zu einer ausgeglichenen Verteilung der Ladungen bei.

Der geringer wasserhaltige Metazeunerit kristallisiert zwar ebenfalls tetragonal, allerdings in der Raumgruppe P4/n (Raumgruppen-Nr. 85) mit den Gitterparametern a = 7,12 Å und c = 17,4 Å sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle.[9]

Vorsichtsmaßnahmen[Bearbeiten]

Aufgrund der Toxizität und der starken Radioaktivität des Minerals sollten Mineralproben von Zeunerit 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 Mundschutz und Handschuhe getragen werden.

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  • Andrew J. Locock, Peter C. Burns: Crystal structures and synthesis of the copper-dominant members of the autunite and meta-autunite groups: Torbernite, zeunerite, metatorbernite and metazeunerite. Canadian Mineralogist 41 (2003) 489-502 PDF (2,4 MB)
  • Judith Weiss Frondel: Studies of Uranium Minerals (VII): Zeunerite. American Mineralogist Vol. 36 (1951), pp. 249-255, PDF (439 kB)
  • John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, and Monte C. Nichols: Zeunerite. Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 PDF (63 kB)
  • Chester, A.H. (1896): A Dictionary of the Names of Minerals Including Their History and Etymology, New York, J. Wiley & Sons; London, Chapman and Hall, limited (Text (811 kB), archive.org)
  • A. Weisbach (1872): Mittheilungen an Professor H.B. Geinitz, Freiberg 9. Februar 1872, Neues Jahrbuch für Mineralogie, pp. 206-208 (PDF (278 kB))
  • A. Weisbach (1873): Neue Uranerze von Neustädtel bei Schneeberg, Jahrbuch für das Berg- und Hüttenwesen im Königreiche Sachsen, Abhandlungen, pp. 119-121 (PDF (423 kB))

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b IMA/CNMNC List of Mineral Names; August 2013 (PDF)
  2. a b c Webmineral - Zeunerite
  3. a b Zeunerite, In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 62,9 kB)
  4. a b c Mindat - Zeunerite
  5. a b  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. 523.
  6. Metazeunerite, In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 64,0 kB)
  7. Mindat - Anzahl der Fundorte für Zeunerit
  8. Fundortliste für Zeunerit beim Mineralienatlas und bei Mindat
  9.  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. 523.