Uranophan

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Uranophan
Uranophane-215497.jpg
Uranophan aus der Rössing Mine, Erongo, Namibia
Allgemeines und Klassifikation
Andere Namen
  • Uranotil
  • Modifikationen:
    • Uranophan-α (Uranophan-alpha)
    • Uranophan-β (Uranophan-beta)
Chemische Formel Ca[UO2|SiO3OH]2·5H2O[1]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung)		 Silikate und Germanate
System-Nr. nach Strunz
und nach Dana		 9.AK.15 (8. Auflage: VIII/B.34)
53.03.01.02
Kristallographische Daten
Kristallsystem monoklin
Kristallklasse; Symbol monoklin-sphenoidisch; 2[2]
Raumgruppe P21 (Nr. 4)Vorlage:Raumgruppe/4[1]
Gitterparameter a = 15,91 (Uranophan), 13,96 (Uranophan-beta) Å; b = 7,00 (Uranophan), 15,44 (Uranophan-beta) Å; c = 6,67 (Uranophan), 6,33 (Uranophan-beta) Å
β = 97,3 (Uranophan), 91,38 (Uranophan-beta)°[1]
Formeleinheiten Z = 2[1]
Häufige Kristallflächen nadelig, radialstrahlig
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte 2 bis 3, 2,5 bis 3
Dichte (g/cm3) 3,81 bis 3,91 (gemessen), 3,78 (berechnet)
Spaltbarkeit vollkommen nach {100}
Bruch; Tenazität spröde
Farbe hellgelb bis gelbgrün
Strichfarbe hellgelb
Transparenz durchsichtig bis durchscheinend
Glanz Glasglanz, Perlglanz auf Spaltflächen; erdige Formen Wachsglanz bis matt
Radioaktivität sehr stark
Kristalloptik
Brechungsindizes nα = 1,643 (Uranophan), 1,660 bis 1,678 (Uranophan-beta)
nβ = 1,666 (Uranophan), 1,682 bis 1,723 (Uranophan-beta)
nγ = 1,669 (Uranophan), 1,689 bis 1,730 (Uranophan-beta)[3][4]
Doppelbrechung δ = 0,026 (Uranophan)[3], 0,029 bis 0,052 (Uranophan-beta)[4]
Optischer Charakter zweiachsig negativ (Uranophan und Uranophan-beta)[3][4]
Achsenwinkel 2V = 32° bis 45° (gemessen), 38° (berechnet) (Uranophan)[3], 42° bis 58° (berechnet) (Uranophan-beta)[4]
Pleochroismus schwach: x = farblos; y und z = hell kanariengelb (Uranophan)[3]
Weitere Eigenschaften
Besondere Merkmale gelegentlich Fluoreszenz

Das Mineral Uranophan (auch Uranotil) ist ein häufig vorkommendes Inselsilikat des Urans mit der chemischen Formel Ca[UO2|SiO3OH]2·5H2O[1]. Es kristallisiert im monoklinen Kristallsystem und entwickelt meist nadelige Kristalle bis etwa 1 cm Größe und radialstrahlige, aber auch körnige bis massige Mineral-Aggregate oder krustige Überzüge von gelber bis brauner Farbe.

Uranophan ist bekannt dafür, in zwei unterschiedlichen Raumgruppen als Uranophan-α (Uranophan-alpha) beziehungsweise Uranophan-β (Uranophan-beta) zu kristallisieren.[5] Beide Modifikationen äußern sich in einem unterschiedlichen Kristallhabitus, der jedoch häufig für den Laien schwierig zu unterscheiden ist und erst bei genauerer Betrachtung unter dem Mikroskop eine Zuordnung erlaubt.

Etymologie und Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Erstmals gefunden wurde Uranophan 1853 bei Kupferberg (Tarnau) in Oberschlesien (Polen) und beschrieben durch Martin Websky[6], der das Mineral nach seinem Urangehalt und dem griechischen Wort φαίνω [sprich: "phanos"] für scheinen oder erscheinen, zusammengesetzt also "wie Uran erscheinen", benannte. Uranophan-beta wurde erstmals im Jahre 1935 als solches erkannt. Der Ort, in dem das Mineral seine Typlokalität hat, ist Jáchymov (St Joachimsthal) im Okres Karlovy Vary im Erzgebirge in der Tschechischen Republik.[4]

Uranophan-α und Uranophan-β waren bereits vor der Gründung der International Mineralogical Association (IMA) entdeckt und als eigenständige Mineralarten anerkannt worden. Daher wurde diese Anerkennung durch die IMA als grandfathered übernommen.[7]

Klassifikation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Uranophan zur allgemeinen Abteilung der „Inselsilikate mit tetraederfremden Anionen“, wo er als Namensgeber die „Uranophangruppe“ mit der System-Nr. VIII/B.34 und den weiteren Mitgliedern Boltwoodit, Cuprosklodowskit, Kasolit, Natroboltwoodit, Oursinit, Sklodowskit und Uranophan-beta bildete.

Seit der vollständigen Überarbeitung der Strunz'schen Mineralsystematik in der 9. Auflage (2001) ist diese Abteilung präziser unterteilt nach der Ab- oder Anwesenheit weiterer Anionen, der Struktur oder dem Stoffmengenverhältnis Uran : Silicium. Der Uranophan ist entsprechend in der Abteilung der „Uranyl Insel- und Polysilikate mit dem Stoffmengenverhältnis U : Si = 2 : 1“ zu finden, wo er zusammen mit Boltwoodit, Kasolit, Natroboltwoodit und Uranophan-beta die unbenannte Gruppe 9.AK.15 bildet.

Die im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Uranophan ebenfalls in die Abteilung der Inselsilicate, dort allerdings in die Abteilung der „Inselsilikate mit SiO4-Gruppen und anderen Anionen sowie komplexer Kationen mit (UO2)“, wo er als namensgebendes Mineral die „Uranophangruppe“ mit der System-Nr. 53.03.01 bildet.

Kristallstruktur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Uranophan-α kristallisiert monoklin in der Raumgruppe P21 (Raumgruppen-Nr. 4)Vorlage:Raumgruppe/4 mit den Gitterparametern a = 15,91 Å; b = 7,00 Å; c = 6,67 Å und β = 97,3° sowie 2 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[1]

Uranophan-β (bzw. Uranophan-beta) kristallisiert ebenfalls monoklin, aber in der Raumgruppe P21/a (Nr. 14, Stellung 3)Vorlage:Raumgruppe/14.3 mit den Gitterparametern a = 13,97 Å; b = 15,44 Å; c = 6,63 Å und β = 91,4° sowie 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[1]

Die untenstehenden Abbildungen verdeutlichen die unterschiedlichen Kristallgitter der beiden Uranophan-Modifikationen.

  • Elementarzelle von Uranophan-alpha in Richtung der kristallographischen a-Achse
    __ U __ O __ Ca __ Si
    __ Wassermoleküle

  • Packungsbild von Uranophan-alpha in Richtung der kristallographischen a-Achse
    __ U __ O __ Ca __ Si
    __ Wassermoleküle

  • Elementarzelle von Uranophan-beta in Richtung der kristallographischen a-Achse
    __ U __ O __ Ca __ Si
    __ Wassermoleküle

  • Packungsbild von Uranophan-beta in Richtung der kristallographischen c-Achse
    __ U __ O __ Ca __ Si
    __ Wassermoleküle

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Uranophan 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[2] 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.

Gelegentlich kann Uranophan unter UV-Licht eine schwachgrüne Fluoreszenz zeigen. Üblicherweise ist das Mineral aber nicht-fluoreszierend.

Uranophan kann durch Säuren leicht zersetzt werden.

Modifikationen und Varietäten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Paragenese der beiden Uranophan-Modifikationen: Uranophane-alpha (hellgelbe strahlenförmige kugelige Aggregate) und Uranophan-beta (dunkelgelbe, fächerartige, dicke Nadeln) auf Granit aus Miedzianka (Kupferberg) im Riesengebirge bei Janowice Wielkie (Jannowitz), Polen
(Bildbreite: 11,5 mm)

Uranophan-alpha ist dimorph mit Uranophan-beta, der ebenfalls im monoklinen Kristallsystem kristallisiert, allerdings in einer anderen Raumgruppe (siehe auch Strukturdaten).

Bildung und Fundorte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nest aus nadeligem Uranophan auf Calcit aus der Jackpile Mine, Laguna District, Cibola County, New Mexico, USA

Uranophan zählt zu den am häufigsten vorkommenden Uransilikaten. Als typisches Sekundärmineral bildet er sich in Uran-Lagerstätten und Pegmatiten durch Verwitterung aus Uraninit. Begleitminerale sind neben Uranophan-beta unter anderem noch Kasolit, Autunit und Meta-Autunit, Phosphuranylit, Torbernit und verschiedene Uranoxide, aber auch Calcit, Malachit, Almandin und Muskovit[8].

Weltweit konnte Uranophan bisher (Stand: 2010) an mehr als 700 Fundorten nachgewiesen werden, so unter anderem in Ägypten, Algerien, Argentinien, Australien, Brasilien, China, Finnland, Deutschland, Frankreich, Indien, Italien, Japan, Kanada, Kasachstan, Demokratische Republik Kongo, Madagaskar, Mexiko, Namibia, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Russland, Schweden, Schweiz, Slowakei, Spanien, Südafrika, Tadschikistan, Tansania, Tschechien, Ungarn, Usbekistan, im Vereinigten Königreich (Großbritannien) und in den Vereinigten Staaten von Amerika (USA).

Erwähnenswert sind vor allem die Fundorte Musonoi Mine bei Kolwezi und Shinkolobwe Mine (Kasolo Mine) bei Shinkolobwe in der kongolesischen Provinz Katanga, wo Kristalle bis etwa 1 cm Größe gefunden wurden. Schöne, radialstrahlige Aggregate konnten aus der „Madawaska Mine (Faraday Mine)“ bei Bancroft im Hastings County (Kanada) geborgen werden.

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Uranophan wird als Uran-Erz verwendet.

Vorsichtsmaßnahmen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Beim Umgang mit dem radioaktiven Uranophan ist auf ausreichenden Strahlenschutz zu achten. Um eine Inkorporation (Aufnahme in den Körper) zu verhindern, empfiehlt sich gründliches Händewaschen nach dem Umgang mit bloßen Händen.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • 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. Nebel Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0, S. 211.
  • Uranophane-alpha, In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 73,6 kB)
  • Uranophane-beta, In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 74,1 kB)

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Uranophane – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. ↑ a b c d e f 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. 565.
  2. ↑ a b Webmineral – Uranophane (englisch)
  3. ↑ a b c d e Mindat - Uranophane
  4. ↑ a b c d e Mindat - Uranophane-beta
  5. ↑ F.V. Stohl, D. K. Smith, The crystal chemistry of the uranyl silicate minerals In: American Mineralogist 1981, Volume 66, S/ 610-625. pdf, 1,6 MB (englisch)
  6. ↑ Webarchiv - "A dictionary of the names of minerals including their history and etymology"
  7. ↑ IMA/CNMNC List of Mineral Names; September 2016 (PDF 1,6 MB; S. 189)
  8. ↑ Datei:Uranophane, Muscovite, Almandine - Pine Mountain, North Carolina, USA.jpg
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