Gadolinit

Gadolinit
Chemische Formel
Mineralklasse	Inselsilikate mit BO3 Triangeln und/oder B[4], Be[4] Tetraedern, eckenteilend mit SiO4 9.AJ.20 (8. Auflage: VIII/B.29) nach Strunz 54.02.01b nach Dana
Kristallsystem	monoklin
Kristallklasse; Symbol nach Hermann-Mauguin	monoklin-prismatisch; 2/m
Farbe	Grünlichschwarz bis Schwarz, Braun
Strichfarbe	Graugrün
Mohshärte	6,5 bis 7
Dichte (g/cm3)	4 bis 4,5
Glanz	Fettglanz, Glasglanz
Transparenz	undurchsichtig; in dünnen Schichten nahezu durchsichtig
Bruch	muschelig, splittrig, spröde
Spaltbarkeit	keine
Habitus
Kristalloptik
Brechungsindex	nα = 1,770 nβ = 1,790 nγ = 1,820 (Gadolinit-(Y)[1]
Doppelbrechung (optischer Charakter)	δ=0,050 (Gadolinit-(Y)[1] ; zweiachsig positiv
Optischer Achsenwinkel	2V = 85° (gemessen)[1]
Weitere Eigenschaften
Radioaktivität	teilweise radioaktiv

Gadolinit ist eine Kurz- und Sammelbezeichnung für die beiden von der International Mineralogical Association (IMA) anerkannten Minerale Gadolinit-(Ce) und Gadolinit-(Y) aus der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“. Die beiden Minerale enthalten mit Cer und Yttrium Elemente der sogenannten Metalle der Seltenen Erden und bilden eine vollkommene Mischreihe, deren Mischkristalle unterschiedlicher Zusammensetzung allgemein als Gadolinit bezeichnet werden.

Die jeweiligs idealisierte, chemische Zusammensetzung der theoretischen Endglieder lautet:

• Gadolinit-(Ce) - Ce₂Fe²⁺Be₂O₂(SiO₄)₂^[2]
• Gadolinit-(Y) - Y₂Fe²⁺Be₂O₂(SiO₄)₂^[2]

Die Gitterplätze des Cer sind allerdings nicht nur größtenteils durch Yttrium, sondern oft auch durch andere Metalle der Seltenen Erden besetzt. Die chemische Zusammensetzung muss also genauer mit (Ce,SEE)₂Fe²⁺Be₂O₂(SiO₄)₂ bzw. (Y,SEE)₂Fe²⁺Be₂O₂(SiO₄)₂ angegeben werden.

Gadolinit findet sich meist in eingewachsenen und unvollkommen ausgebildeten Kristallen mit matten Oberflächen oder in Form derber, brüchiger Massen. Frische Bruchflächen weisen einen fettartigen Glasglanz auf.^[3]

Im Allgemeinen ist Gadolinit undurchsichtig. Kleine Kristalle oder dünne Schichten können aber auch nahezu durchsichtig sein. Seine Farbe variiert von Grünlichschwarz bis Schwarz und Braun. Dünne Schichten sind eher grasgrün bis olivgrün.

Besondere Eigenschaften

Gadolinit enthält oft auch als weitere Beimengung Thorium (Th), ein radioaktives Element aus der Gruppe der Actinoide. Die Einlagerung von Thorium sorgt nicht nur dafür, dass der Gadolinit zu einem gefährlichen, radioaktiven α-Strahler wird, sondern zerstört auch im Laufe der Zeit das Kristallgitter. Er "isotropisiert" und wird zu einem amorphen Metamikt. Aufgrund der radioaktiven Strahlung und der daraus resultierenden Zerstörung des Kristallsystems färbt sich das Mineral schließlich schwarz und wird undurchsichtig.

Beim Erhitzen z.B. vor dem Lötrohr "verglimmt" isotropisierter Gadolinit unter Wärmeentwicklung und wird anisotrop. Von Salzsäure wird er unter Gallertbildung zersetzt.^[3]

Etymologie und Geschichte

Die ursprüngliche Bezeichnung von Gadolinit war Ytterbit nach der ersten Fundstelle in der Grube Ytterby. Der Gadolinit erhielt seinen heutigen Namen zu Ehren des Entdecker des Yttriums, Johan Gadolin (1760-1852), einem finnischen Chemiker und Mineralogen, welcher u.a. das Element Yttrium entdeckte. Das Seltenerd-Metall Gadolinium ist ebenfalls nach Gadolin benannt. Aus diesem Mineral konnte 1879 Lars Fredrik Nilson erstmals auch das Element Scandium isolieren und rein darstellen.

Klassifikation

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörten die beiden Gadolinite zur Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und dort zur Abteilung der „Inselsilikate mit tetraederfremden Anionen (Neso-Subsilikate)“, wo sie zusammen mit Bakerit, Calcyberborosilit-(Y), Datolith, Hingganit-(Ce), Hingganit-(Y), Hingganit-(Yb), Homilit und Minasgeraisit-(Y) die „Datolith-Gadolinit-Gruppe“ mit der System-Nr. VIII/B.29 bildete.

Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet die Gadolinite ebenfalls in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Inselsilikate (Nesosilikate)“ ein. Diese Abteilung ist allerdings weiter unterteilt nach der Kristallstruktur, so dass das Mineral entsprechend seinem Aufbau in der Unterabteilung „Inselsilikate mit BO₃ Triangeln und/oder B^[4], Be^[4]Tetraedern, eckenteilend mit SiO₄“ zu finden ist, wo es zusammen mit Bakerit, Calcybeborosilit-(Y), Datolith, Hingganit-(Ce), Hingganit-(Y), Hingganit-(Yb), Homilit, Melanocerit-(Ce) und Minasgeraisit-(Y) die unbenannte Gruppe 9.AJ.20 bildet.

Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den in die Klasse der „Silikate und Germanate“ und dort in die Abteilung der „Inselsilkate: Borosilikate und einige Beryllosilikate mit (BO₃)“ ein. Hier ist er zusammen mit Bakerit, Calciogadolinit, Homilit und Minasgeraisit-(Y) in der „Datolithgruppe (Homilit-Reihe)“ mit der System-Nr. 54.02.01b innerhalb der Unterabteilung „Inselsilkate: Borosilikate und einige Beryllosilikate mit B in [4]-Koordination“ zu finden.

Bildung und Fundorte

Gadolinit-(Ce) aus Frigstad, Aust-Agder, Norwegen (Größe: 8.2 x 7.1 x 5.2 cm)

Gadolinit-(Y) aus Tvedestrand, Norwegen (Sichtfeld: 2 cm)

Gadolinite bilden sich durch Kontaktmetamorphose in Syenit-Pegmatit-Adern zwischen Basalt und Monzonit bzw. in alkalischen Granit-Pegmatiten. Als Begleitminerale treten unter anderem Aegirin, Albit, Allanit, Apatit, Apophyllit, Biotit, Calcit, Chevkinit, Fluorit, Fergusonit, Helvin, Loparit, Magnetit, Mikroklin, Molybdänit, Prochlor, Pyrophanit, Quarz, Titanit, Yttrialit, Zirkon.^[4][5]

In Deutschland konnte Gadolinit unter anderem bei Arnsdorf-Hilbersdorf in Sachsen und bei Krennbruch im Bayerischen Wald.^[6]

Weitere Fundorte liegen unter anderem in Australien, China, Finnland, Frankreich, Italien, Japan, Kanada, Kasachstan, Malawi, der Mongolei, Norwegen, Österreich, Pakistan, Polen, Russland, Schweden, der Schweiz, Spanien, Südafrika, Südkorea, Tadschikistan, im Vereinigten Königreich (Großbritannien) und den Vereinigten Staaten (USA).^[1]

Kristallstruktur

Beide Minerale kristallisieren monoklin in der Raumgruppe P2₁/c (Raumgruppen-Nr. 14), allerdings mit leicht unterschiedlichen Gitterparameter:

• Gadolinite-(Ce): a = 4,82 Å; b = 7,58 Å; c = 10,01 Å und β = 90,5° sowie 2 Formeleinheiten pro Elementarzelle.^[7]
• Gadolinite-(Y): a = 4,77 Å; b = 7,56 Å; c = 10,00 Å und β = 90,3° sowie 2 Formeleinheiten pro Elementarzelle.^[7]

Als Inselsilikat besteht das Gerüst der beiden Minerale aus isolierten Silikat-Tetraedern, deren Sauerstoff-Ecken mit

Zur besseren Darstellung der kristallchemischen Struktur kann die Formel aber auch mit (Ce,SEE)₂Fe²⁺Be₂^[4]O₂[O|SiO₄]₂ bzw. (Y,SEE)₂Fe²⁺Be₂^[4]O₂[O|SiO₄]₂ angegeben werden. Diese besagt, dass die Beryllium-Kationen jeweils von vier Sauerstoff-Ionen umgeben, d.h. vierfach koordiniert sind. Der innerhalb der eckigen Klammern vom SiO₄-Tetraeder abgeteilte Sauerstoff besagt, dass dieser Teil allein an die vor die eckige Klammer gesetzten Kationen gebunden ist, während der Sauerstoff der SiO₄-Tetraeder sowohl an die Kationen als auch an Silicium gebunden ist.

Siehe auch

• Liste der Minerale

Literatur

• John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols: Gadolinite-(Ce), in: Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 71,3 kB)
• John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols: Gadolinite-(Y), in: Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 75,2 kB)

Weblinks

Commons: Gadolinite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Vorlage:Commonscat/WikiData/Difference

• Mineralienatlas:Gadolinit-(Ce) (Wiki)
• Mineralienatlas:Gadolinit-(Y) (Wiki)
• Mindat - Gadolinite-(Ce)
• Mindat - Gadolinite-(Y)

Einzelnachweise