Formel: Cu(UO2)2(AsO4)2·8H2O, tetragonal
Typlokalität: Grube Weißer Hirsch, Schneeberg, Erzgebirge, Sachsen (und Centennial Eureka Mine, Tintic, Utah, USA)
Erstbeschreibung:
FRONDEL, J.W. (1951): Studies of uranium minerals (VII): zeunerite.- American Mineralogist 36, 249-255
Ein grüner, dipyramidaler Kristall von Metazeunerit. Grube Weißer Hirsch, Schneeberg, Erzgebirge, Sachsen. Bildbreite 1,4 mm. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Mehrere Hydrat-Stufen
Bei der Untersuchung von Zeunerit-Proben fand Judith Weiss FRONDEL (1951), dass zwei Hydratstufen vorliegen, eine mit 16 - 10 Kristallwasser pro Formeleinheit und eine mit 8 - 5. Wahrscheinlich existiert synthetisch noch eine dritte Stufe mit noch weniger Kristallwasser. Ein synthetisch hergestellter Zeunerit mit 16 H2O verlor an der Luft innerhalb einiger Stunden einen Teil des Kristallwassers und erreichte ein Gleichgewicht bei 10 H2O pro Formeleinheit. Beim Erhitzen auf 65°C wurde weiteres Kristallwasser abgegeben und die Stufe mit 8 H2O erreicht. Bei 105°C wurde ein Gleichgewicht mit 5 H2O erreicht. Bei Normaltemperatur an der Luft nahm dieses Material jedoch wieder Wasser auf bis auf 8 H2O. Generell lässt sich sagen, dass sich in den Uranglimmern ein Teil des Wassers wie in Zeolithen verhält und ohne Änderungen der Kristallstruktur aufgenommen oder abgegeben werden kann.
Die Untersuchung des Materials
Proben von der Centennial Eureka Mine, Tintic, Utah, USA und der Grube Weißer Hirsch, Schneeberg, Erzgebirge, Sachsen wurden von FRONDEL (1951) röntgenografisch untersucht, ebenso wurden die optischen Eigenschaften bestimmt. Der Vergleich mit den synthetischen Proben und mit Literaturdaten zeigte, dass es sich bei den Proben von beiden Fundorten um Material mit 8 H2O handelt. Es wurde eine tetragonale Zelle, Raumgruppe P4/nmm, mit a = 7,13 und c = 8,83 Å sowie Z = 1 gefunden. Die berechnete Dichte liegt bei 3,79 g/cm3, für eine Schneeberger Probe wurde 3,64 gemessen. Eine chemische Analyse gibt FRONDEL nicht an. Die Charakterisierung erfolgte auf der Basis der Röntgendaten und dem Vergleich der optischen Daten mit denen von synthetisch dehydriertem Zeunerit und Werten aus der Literatur.
Die Fluoreszenz hängt vom Kristallwassergehalt ab. Synthetischer, voll hydratisierter Zeunerit fluoresziert nicht, auf 10 H2O dehydriertes Material zeigt eine schwache gelbgrüne Fluoreszenz im langwelligen UV-Licht. Bei einem Gehalt von 8 H2O ist eine schwache gelbgrüne Fluoreszenz im kurzwelligen UV zu beobachten. Natürliche Proben fluoreszieren schwach im kurz- und langwelligen UV.
Um konsistent mit der schon vorher aufgestellten Nomenklatur für Autunit und Torbernit zu sein, wählte Judith Weiss FRONDEL den Namen Metazeunerit für das von ihr untersuchte Material. Das Holotypmaterial wird im Mineralogical Museum der Harvard University, Cambridge, Massachusetts, USA aufbewahrt.
Eine Strukturanalyse an synthetischem Metazeunerit führten Andrew J. LOCOCK & Peter C. BURNS (2003) durch. Sie fanden eine tetragonale Zelle, P4/n, mit a = 7,1094 und c = 17,416 Å und V = 880,3 Å3. Bei Z = 2 beträgt die berechnete Dichte 3,869 g/cm3. Die Autoren geben als Zusammensetzung Cu(UO2)2(AsO4)2(H2O)8 an, es wurde allerdings keine chemische Analyse durchgeführt. Metazeunerit ist isostrukturell mit Metatorbernit.
Zeunerit oder Metazeunerit von Schneeberg ?
Zeunerit wurde 1872 durch Albin WEISBACH beschrieben. Das Mineral fand sich kurz vorher auf einem grußen Uranerzanbruch auf dem Walpurgis Flachen in der Grube Weißer Hirsch in Schneeberg. Der Wassergehalt liegt nach der Analyse nach Abzug von Verunreinigungen bei 15,44 % und damit zwischen dem theoretischen Wassergehalt von Zeunerit (16,96 %) und dem von Metazeunerit (14,04 %). Es wird also ein teilweise entwässerter Zeunerit vorgelegen haben. Möglich wäre aber auch ein Wasserverlust durch Trocknung des Materials bei erhöhten Temperaturen um adsorbiertes Wasser zu entfernen, wobei auch etwas Kristallwasser mit verloren ging. Eine weitere Analyse durch Clemens WINKLER (1873) ergab einen Wassergehalt von 15,68 % und liegt damit auch recht dicht am Zeunerit. Sowohl WINKLER (1873) als auch WEISBACH (1873) geben jedoch 8 Wasser pro Formeleinheit als ideale Zusammensetzung an.
1957 konnte Robert BERMAN bei einer röntgenografischen Analyse von Proben von der Grube Weißer Hirsch in Schneeberg aus dem Naturhistorischen Museum Wien nachweisen, dass ein voll hydratisiertem Zeunerit vorliegt, was auch durch die optischen Daten bestätigt wurde. Damit zeigte sich, dass Zeunerit auch über mehrere Jahrzehnte stabil bleiben kann und sich nicht oder nur teilweise in Metazeunerit umwandelt.
Von Schneeberg ist damit sowohl Zeunerit als auch Metazeunerit nachgewiesen.
Chemische Analyse von Zeunerit bzw. Metazeunerit(in Masse-%)
| Komponenten nach WEISBACH (1872) |
Zeunerit, Schneeberg (WEISBACH, 1872) 1) |
Zeunerit, Schneeberg (WINKLER, 1873) 2) |
Metazeunerit, theoretische Zusammensetzung |
Zeunerit, theoretische Zusammensetzung |
|
| UO3 | Uranoxyd | 55.6 | 55.86 | 55.79 | 53.89 |
| CuO | Kupferoxyd | 8.7 | 7.49 | 7.76 | 7.49 |
| As2O5 | Arsensäure | 15.1 | 20.94 | 22.41 | 21.65 |
| H2O | Wasser | 14.5 | 15.68 | 14.04 | 16.96 |
| Fe2O3 | Eisenoxyd | 5.2 | |||
| CaO | Kalkerde | 1.2 | |||
| Summe | 100.3 | 100.0 | 100.00 | 99.99 |
1) entspricht nach Abzug von Verunreinigungen einem teilweise dehydrierten Zeunerit
2) entspricht einem Zeunerit
Literatur:
BERMAN, R. (1957): Studies of uranium minerals. XXIII. Torbernite, zeunerite, and uranosphaerite.- American Mineralogist 42, 905-908
FRONDEL, J.W. (1951): Studies of uranium minerals (VII): zeunerite.- American Mineralogist 36, 249-255
LOCOCK, A.J. & BURNS, P.C. (2003): Crystal structures and synthesis of the copper dominant members of the autunite and meta-autunite groups: Torbernite, zeunerite, metatorbernite and metazeunerite.- Canadian Mineralogist 41, 489-502
WEISBACH, A. (1872): Mittheilungen an Professor H.B. Geinitz, Freiberg 9. Februar 1872 (Über Zeunerit).- Neues Jahrbuch für Mineralogie, 206-208
WEISBACH, A. (1873): Neue Uranerze von Neustädtel bei Schneeberg.- Jahrbuch für das Berg- und Hüttenwesen im Königreiche Sachsen, Abhandlungen, 119-121
WINKLER, C. (1873): Ueber die chemische Constitution einiger neuer Uranmineralien.- Journal für praktische Chemie 115 (Neue Serie 7), 1-14