Uranophan

Das Mineral Uranophan (auch Uranotil) ist ein häufig vorkommendes Inselsilikat des Urans mit der chemischen Formel Ca[UO₂|SiO₃OH]₂·5H₂O. 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
Uranophan aus der Rössing Mine, Erongo, Namibia
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Symbol	Urp-α Urp-β
Andere Namen	Uranotil Modifikationen: Uranophan-α (Uranophan-alpha) Uranophan-β (Uranophan-beta)
Chemische Formel	Ca(UO2)2(SiO3OH)2·5H2O
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Silikate und Germanate
System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana	VIII/A'.14 VIII/B.34-040 9.AK.15 53.03.01.02
Kristallographische Daten
Kristallsystem	monoklin
Kristallklasse; Symbol	monoklin-sphenoidisch; 2
Raumgruppe	P21 (Nr. 4)Vorlage:Raumgruppe/4
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)°
Formeleinheiten	Z = 2
Häufige Kristallflächen	nadelig, radialstrahlig
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	2 bis 3, 2,5 bis 3
Dichte (g/cm3)	gemessen: 3,81 bis 3,91; berechnet: 3,78
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)
Doppelbrechung	δ = 0,026 (Uranophan), 0,029 bis 0,052 (Uranophan-beta)
Optischer Charakter	zweiachsig negativ (Uranophan und Uranophan-beta)
Achsenwinkel	2V = 32° bis 45° (gemessen), 38° (berechnet) (Uranophan), 42° bis 58° (berechnet) (Uranophan-beta)
Pleochroismus	schwach: x = farblos; y und z = hell kanariengelb (Uranophan)
Weitere Eigenschaften
Besondere Merkmale	gelegentlich Fluoreszenz

Uranophan ist bekannt dafür, in zwei unterschiedlichen Raumgruppen als Uranophan-α (Uranophan-alpha) beziehungsweise Uranophan-β (Uranophan-beta) zu kristallisieren. 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

Erstmals gefunden wurde Uranophan 1853 bei Kupferberg (Tarnau) in Oberschlesien (Polen) und beschrieben durch Martin Websky, 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.

Das Typmaterial für Uranophan-α (Holotyp, Katalog-Nr. unbekannt) wird im Mineralogischen Museum des Instituts für Geowissenschaften an der Universität Breslau in Breslau (polnisch Wrocław) und das Typmaterial für Uranophan-β (Holotyp, Katalog-Nr.: J3747) im Naturhistorischen Museum von Wien aufbewahrt.

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. Im Jahr 2022 wurden die beiden Modifikation allerdings zusammengezogen und das Mineral wieder umbenannt in Uranophan. Seitdem wird das Mineral unter der Sammelanerkennung 2022 s.p. (special procedere) geführt.

Klassifikation

Bereits in der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Uranophan zur Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und dort zur Abteilung der „Neso-Subsilikate“, wo er innerhalb der Familie der Uranyl-Silikate als Namensgeber die „Uranophan-(β-Uranophan)-Gruppe“ mit der System-Nr. VIII/A'.14 und den weiteren Mitgliedern Boltwoodit, Cuprosklodowskit, Kasolit (Orlit), Sklodowskit, Uranophan-Beta (β-Uranophan) bildete.

Im Lapis-Mineralienverzeichnis nach Stefan Weiß, das sich aus Rücksicht auf private Sammler und institutionelle Sammlungen noch nach dieser alten Form der Systematik von Karl Hugo Strunz richtet, erhielt das Mineral die System- und Mineral-Nr. VIII/B.34-40. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies der Abteilung „Inselsilikate mit tetraederfremden Anionen“, wo Uranophan zusammen mit Boltwoodit, Cuprosklodowskit, Kasolit, Natroboltwoodit, Oursinit, Sklodowskit und Uranophan-beta eine eigenständige, aber unbenannte Gruppe bildet (Stand 2018).

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) bis 2009 aktualisierte 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Uranophan zunächst in die allgemeinere Abteilung der „Inselsilikate (Nesosilikate)“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der Kristallstruktur, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Uranyl Insel- und Polysilikate“ (mit dem Stoffmengenverhältnis U : Si = 1 : 1) zu finden ist, wo es zusammen mit Kasolit die „Uranophan-Kasolit-Gruppe“ mit der System-Nr. 9.AK.15 und den weiteren Mitgliedern Boltwoodit, Kasolit, Natroboltwoodit (Rn), Uranophan(-α), Uranophan-β bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Uranophan in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Inselsilikate: SiO₄-Gruppen und andere Anionen komplexer Kationen“ ein. Hier ist er zusammen mit Boltwoodit, Cuprosklodowskit, Kasolit, Natroboltwoodit, Oursinit, Sklodowskit, Swamboit-(Nd) und Uranophan-beta in der „Uranophangruppe“ mit der System-Nr. 53.03.01 innerhalb der Unterabteilung „Inselsilikate: SiO₄-Gruppen und andere Anionen komplexer Kationen mit (UO₂)“ zu finden.

Kristallstruktur

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.

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.

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

Kristallstruktur von Uranophan-α	Kristallstruktur von Uranophan-β
Elementarzelle in Richtung der kristallographischen a-Achse Packungsbild in Richtung der kristallographischen a-Achse	Elementarzelle in Richtung der kristallographischen a-Achse Packungsbild in Richtung der kristallographischen c-Achse
Farblegende: 0 _ U 0 _ O 0 _ Ca 0 _ Si 0 _ Wassermoleküle

Eigenschaften

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 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

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

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.

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

Uranophan wird als Uran-Erz verwendet.

Vorsichtsmaßnahmen

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

• Liste der Minerale

Literatur

• 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. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, handbookofmineralogy.org [PDF; 76 kB; abgerufen am 16. September 2020]). 
• Uranophane-beta. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (englisch, handbookofmineralogy.org [PDF; 76 kB; abgerufen am 16. September 2020]). 

Weblinks

Commons: Uranophane – Sammlung von Bildern

Uranophan(-α)

• Uranophan. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung; abgerufen am 16. September 2020 
• Uranophane(-α) search results. In: rruff.info. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF); abgerufen am 16. September 2020 (englisch). 
• American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Uranophane - alpha. In: rruff.geo.arizona.edu. Abgerufen am 16. September 2020 (englisch). 

Uranophan-β (Uranophan-Beta)

• Uranophan-Beta. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung; abgerufen am 16. September 2020 
• Uranophane-β search results. In: rruff.info. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF); abgerufen am 16. September 2020 (englisch). 
• American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Uranophane-beta. In: rruff.geo.arizona.edu. Abgerufen am 16. September 2020 (englisch).