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Uranopilit

Mineral aus der Gruppe der Uranyl-Sulfate

Uranopilit ist ein häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der Sulfate, Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate und Wolframate (ehemals Sulfate, Chromate, Molybdate und Wolframate) mit der chemischen Zusammensetzung [(UO2)6(SO4)O2(OH)6]·14H2O[5][6]. Der Gehalt an Kristallwasser kann zwischen 12 und 14 Molekülen H2O schwanken[11] und sinkt in trockener Luft auf einen Gehalt von 5 Molekülen[12] pro Formeleinheit ab.

Uranopilit
Gelber Uranopilit auf Coffinit und Pechblende (Uraninit) aus Les Mares III, Lodève, Okzitanien, Département Hérault, Frankreich
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Symbol

Up[1]

Andere Namen
Chemische Formel
  • [(UO2)6|(OH)10|SO4]·12H2O[4]
  • [(UO2)6(SO4)O2(OH)6]·14H2O[5][6]
  • (UO2)6(SO4)(OH)10·12H2O[7]
Mineralklasse
(und ggf. Abteilung) 		Sulfate (Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate, Wolframate) (ehemals Sulfate, Chromate, Molybdate und Wolframate)
System-Nummer nach
Strunz (8. Aufl.)
Lapis-Systematik
(nach Strunz und Weiß)
Strunz (9. Aufl.)
Dana
VI/D.20
VI/D.20-010

7.EA.05
31.02.06.01
Kristallographische Daten
Kristallsystem triklin
Kristallklasse; Symbol triklin-pinakoidal; 1[8]
Raumgruppe P1 (Nr. 2)Vorlage:Raumgruppe/2
Gitterparameter a = 8,896 Å; b = 14,029 Å; c = 14,339 Å
α = 96,610°; β = 98,472°; γ = 99,802°[9]
Formeleinheiten Z = 2[9]
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte ~2
Dichte (g/cm3) gemessen: 3,7 bis 4,0;[10] berechnet: 4,045[5]
Spaltbarkeit vollkommen nach {010}[10]
Farbe hellgelb, zitronengelb, goldgelb, strohgelb
Strichfarbe Bitte ergänzen!
Transparenz durchscheinend
Glanz Seidenglanz
Radioaktivität 121,59 kBq/g[8]
Kristalloptik
Brechungsindizes nα = 1,621 bis 1,623[11]
nβ = 1,623 bis 1,625[11]
nγ = 1,632 bis 1,634[11]
Doppelbrechung δ = 0,011[11]
Optischer Charakter zweiachsig positiv
Achsenwinkel 2V = 50° (gemessen), 52° (berechnet)[11]
Pleochroismus x = farblos; y und z = gelb
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten löslich in Wasser und verdünnten Säuren

Uranopilit kristallisiert im triklinen Kristallsystem, entwickelt jedoch nur mikroskopisch kleine, nadelige Kristalle bis 0,1 mm Größe. Meist verwachsen diese zu kugelförmigen oder filzigen Mineral-Aggregaten sowie krustigen Überzügen und Ausblühungen auf einer Uraninit-Matrix. Die Kristalle sind durchscheinend und von hellgelber, zitronengelber, goldgelber oder strohgelber Farbe.

Etymologie und Geschichte

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Gelber, filziger Uranopilit aus der Shinkolobwe Mine im Copperbelt (Kupfergürtel), Katanga, Demokratische Republik Kongo (Sichtfeld 4 mm)

Untersuchungen zum chemischen und kristallographischen Aufbau von natürlich vorkommenden Uranylsulfaten erstreckten sich jeher über einen langen Zeitraum, auch weil die Minerale meist nur als feine, verunreinigte puderartige Überzüge gefunden wurden. Schon Albin Weisbach (1833–1901) merkte dazu in einer ersten Erwähnung des Minerals im „Neuen Jahrbuch für Mineralogie und Paleontologie“ im Jahre 1882 an:

„Mit diesem Namen [Uranocher] pflegen verschiedene Körper bezeichnet zu werden, welche theils [sic!] Uranoxydhydrate, theils auch Uranhydrosulfate sind, deren Kenntniss in physikalischer Hinsicht aber noch viel zu wünschen übrig lässt.“

– Albin Weisbach

Er schlug auch vor, es Uranopilit zu benennen[2]. Als eine der ersten Untersuchungen einer Mineralstufe mit der Formel (UO2)6SO4(OH)10O2·5H2O gilt aber die von Radim Nováček (1905–1942)[13] im Jahr 1942. Er nahm an, es handele sich um teilweise dehydrierten Uranopilit und beschrieb das Mineral als β-Uranopilit. Clifford Frondel benannte dieses später in seinen Untersuchungen in Meta-Uranopilit um.[7] Auch auf Basis dieser Untersuchung im Jahr 1958 wird die chemische Formel (UO2)6(SO4)(OH)10·12H2O als heutzutage allgemeingültig angesehen.

Benannt wurde das Mineral nach seinem Urangehalt und dem griechischen Wort πίλος [sprich: „pilos“] für Filz, zusammengesetzt also „Uran-Filz“. Als Typlokalität gilt die Grube „Georg Wagsfort“ bei Johanngeorgenstadt im sächsischen Erzgebirge in Deutschland.[5]

Klassifikation

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In der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Uranopilit zur gemeinsamen Mineralklasse der „Sulfate, Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate und Wolframate“ und dort zur Abteilung der „Wasserhaltigen Sulfate mit fremden Anionen“ wo er zusammen mit Cobaltzippeit, Jáchymovit, Natrozippeit, Magnesiumzippeit, Marécottit, Metauranopilit, Nickelzippeit, Rabejacit, Zinkzippeit und Zippeit die Uranopilit-Gruppe VI/D.20 bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Uranopilit in die Klasse der „Sulfate, Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate und Wolframate“ ein, dort allerdings in die Abteilung der „Uranylsulfate“. Diese ist weiter unterteilt, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „ohne Kationen“ zu finden ist, wo es sich als Mitglied der Uranopilitgruppe 7.EA.05 mit dem Metauranopilit befindet.

Die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Uranopilit in die Klasse der „Sulfate, Chromate und Molybdate“ und dort in die Abteilung der „Wasserhaltigen Sulfate mit Hydroxyl oder Halogen“ ein. Hier ist er zusammen mit Jáchymovit in der unbenannten Gruppe 31.02.06 innerhalb der Unterabteilung „Wasserhaltige Sulfate mit Hydroxyl oder Halogen mit (A+B2+)6(XO4)Zq × x(H2O)“ zu finden.

Kristallstruktur

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Uranopilit kristallisiert triklin in der Raumgruppe P1 (Raumgruppen-Nr. 2)Vorlage:Raumgruppe/2 mit den Gitterparametern a = 8,896 Å; b = 14,029 Å; c = 14,339 Å; α = 96,610°; β = 98,472° und γ = 99,802° sowie zwei Formeleinheiten pro Elementarzelle.[9]

Eigenschaften

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Unter UV-Licht fluoreszierender Uranopilit

Durch seinen Urangehalt von bis zu 67,9 %[8] ist das Mineral 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 121,59 kBq/g[8] 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.

Uranopilit ist in Wasser und verdünnten Säuren gut löslich und zeigt unter UV-Licht eine starke gelbgrüne Fluoreszenz.[10] Untersuchungen zeigten, dass bereits ab einer Temperatur von 31 °C eine Dehydratisierung stattfindet und Metauranopilit entsteht. Über 80 °C zeigt sich eine Abspaltung einer Hydroxygruppe.

Bildung und Fundorte

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Uranopilit bildet sich im Bereich saurer Oxidationszonen von Sulfidlagerstätten in Anwesenheit von Uraninit. Begleitminerale sind neben Uraninit unter anderem noch Fourmarierit, Gips, Johannit, Soddyit, Uranophan und Zippeit.[10]

Als seltene Mineralbildung konnte Uranopilit nur an wenigen Fundorten nachgewiesen werden, wobei bisher rund 90 Fundorte[14] (Stand: 2016) als bekannt gelten. Neben seiner Typlokalität Johanngeorgenstadt trat das Mineral in Sachsen noch an verschiedenen Orten im Erzgebirgskreis wie unter anderem Annaberg-Buchholz, Altenberg, Marienberg und den Gruben des Reviers Schneeberg, Schlema und Alberoda auf. Weitere Fundorte in Deutschland sind zudem in Baden-Württemberg (Müllenbach, Grube Krunkelbach), Bayern (Stulln), Rheinland-Pfalz (Ellweiler), Sachsen-Anhalt (Mansfelder Becken) und Thüringen (Ronneburg).

Der bisher einzige bekannte Fundort in Österreich ist der Hüttenberger Erzberg in den Seetaler Alpen im Nordosten von Kärnten und der ebenfalls bisher einzige Fundort in der Schweiz ist das Uranprospekt La Creusaz bei Les Marécottes (Trient-Tal) im Kanton Wallis.

Weltweit fand man Uranopilit noch in Argentinien, Australien, China, Frankreich, Gabun, Italien, Japan, Kanada, der Demokratischen Republik Kongo, Polen, der Slowakei, Slowenien, Tschechien, Ungarn, im Vereinigten Königreich (UK) und den Vereinigten Staaten von Amerika (USA).[15]

Erwähnenswert sind vor allem die Fundorte im Permbecken von Lodève (Südfrankreich), welches für Sammler begehrte, schon bei Tageslicht fluoreszierende Stufen hervorbringt.

Vorsichtsmaßnahmen

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Aufgrund der Toxizität und der starken Radioaktivität des Minerals sollten Mineralproben vom Uranopilit 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

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Literatur

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  • Albin Weisbach: Mineralogische Notizen II : 17. Uranocher. In: Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und Palaeontologie Jahrgang 1882 (Band 2), S. 258–259 (PDF 4,1 MB).
  • Radim Novácek: Study on some secondary uranium minerals (in English). In: Vestniku Královské Ceské Spolecnosti Nauk Band 7 (1935), S. 1–36 (PDF 2,1 MB)
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Commons: Uranopilite – Sammlung von Bildern

Einzelnachweise

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  1. ↑ Laurence N. Warr: IMA–CNMNC approved mineral symbols. In: Mineralogical Magazine. Band 85, 2021, S. 291–320, doi:10.1180/mgm.2021.43 (englisch, cambridge.org [PDF; 320 kB; abgerufen am 5. Januar 2023]).
  2. ↑ a b Albin Weisbach: Mineralogische Notizen II : 17. Uranocher. In: Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und Palaeontologie Jahrgang 1882 (Band 2), S. 258–259 (PDF 4,1 MB).
  3. ↑ Helmut Schröcke, Karl-Ludwig Weiner: Mineralogie. Ein Lehrbuch auf systematischer Grundlage. de Gruyter, Berlin; New York 1981, ISBN 3-11-006823-0, S. 597.
  4. ↑ 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. 413.
  5. ↑ a b c d Peter C. Burns: A new Uranyl Sulfate chain in the Structure of Uranopilite. In: Canadian Mineralogist. 2001, Band 39, S. 1139–1146 online (PDF 372 kB)
  6. ↑ a b Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: July 2024. (PDF; 3,6 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Marco Pasero, Juli 2024, abgerufen am 13. August 2024 (englisch).
  7. ↑ a b Ray L. Frost, Matt L. Weier, Godwin A. Ayoko, Wayde Martens, Jiří Čejka: An XRD, SEM and TG study of a uranopilite from Australia. (PDF (englisch) 183 kB)
  8. ↑ a b c d Webmineral - Uranopilite
  9. ↑ a b American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Uranopilite
  10. ↑ a b c d Uranopilite, In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF, englisch 66,8 kB)
  11. ↑ a b c d e f Mindat - Uranopilite
  12. ↑ Hans Jürgen Rösler: Lehrbuch der Mineralogie. 4. durchgesehene und erweiterte Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie (VEB), Leipzig 1987, ISBN 3-342-00288-3, S. 418.
  13. ↑ Clifford Frondel: Studies on uranium minerals (IX): Saléeite and Nováčekite. In: American Mineralogist Band 36 (1951), S. 525–530 (PDF 473 KB)
  14. ↑ Mindat – Anzahl der Fundorte für Uranopilit
  15. ↑ Fundortliste für Uranopilit beim Mineralienatlas und bei Mindat
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