Studtit

Studtit
Studtit auf Uranophan aus Shinkolobwe (Demokratische Republik Kongo)
Chemische Formel	UO4·4(H2O)
Mineralklasse	Oxide und Hydroxide 04.GA.15 (8. Auflage: 4/H.01-20) (nach Strunz) 05.03.01.01 (nach Dana)
Kristallsystem	monoklin
Kristallklasse	2/m
Farbe	blassgelb bis gelb; im Durchlicht fast farblos
Strichfarbe	hellgelb
Mohshärte	1 - 2
Dichte (g/cm3)	3,58
Glanz	Glas- oder Wachsglanz
Transparenz	durchscheinend
Bruch
Spaltbarkeit
Habitus	nadelig
Kristalloptik
Brechungsindex	nα = 1.545 nβ = 1.555 nγ = 1.680
Doppelbrechung (optische Orientierung)	δ = 0.135
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten	dehydriert zu Metastudtit
Radioaktivität	radioaktiv

Studtit ist ein sehr seltenes Mineral aus der Mineralklasse der Oxide und Hydroxide. Es kristallisiert im monoklinen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung UO₄·4(H₂O) und bildet gelbe, nadelartige, bis zu einem Millimeter lange Kristalle, die häufig als radiale Aggregate oder Krusten angeordnet sind.

Etymologie und Geschichte

Das Mineral wurde erstmals 1947 von J.F. Vaes in der Shinkolobwe-Uranmine in Katanga (heute Demokratische Republik Kongo) gefunden. Er hielt es -wahrscheinlich auf Grund von Einschlüssen und Verunreinigungen- nach einer chemischen Analyse zunächst für ein Urancarbonat. Vaes nannte das neue Mineral nach dem Geologen Franz Edward Studt, der 1913 eine geologische Karte Katangas erstellt hatte. 1974 konnte Kurt Walenta anhand von kristallographischen Vergleichen mit bekannten, künstlich hergestellten Kristallen zeigen, dass es sich bei dem Mineral um ein Uranylperoxid-Hydrat handelt.^[1][2]

Klassifikation

In der Systematik nach Strunz zählt Studtit zu den Uranylhydroxiden, einer Untergruppe der Oxide und Hydroxide. Dabei bildet es in der 8. Auflage mit Ianthinit, Metaschoepit, Metastudtit, Paraschoepit und Schoepit eine Untergruppe der Uranylhydroxide und -hydrate. In der 9. Auflage bildet es mit Metastudtit eine Untergruppe der Uranylhydroxide ohne zusätzliche Kationen.

In der Systematik nach Dana bilden Studtit und Metastudtit die Studtit-Untergruppe der uran- und thoriumhaltigen Oxide mit einer Kationenladung von 8+ (UO₄).^[3]

Bildung und Fundorte

Studtit und Fourmarierit auf Uraninit

Studtit bildet sich als Sekundärmineral sehr selten in Uranlagerstätten. Dabei sind Temperaturen von unter 90 °C sowie eine nur geringe Menge Wasser, etwa in Form von dünnen Filmen auf der Mineraloberfläche notwendig. Die in Mineralen außer bei Studtit und dem verwandten Metastudtit unbekannte Peroxid-Gruppe entsteht bei der Radiolyse von Wasser durch die vom Uran abgegebene Alphastrahlung. Dabei entstehen neben Wasserstoffperoxid auch reduzierende Verbindungen wie Wasserstoff. Dieser ist jedoch bei niedrigen Temperaturen unreaktiv und kann aus dem Wasser entweichen. Gleichzeitig muss eine bestimmte Menge Peroxid für die Bildung des Minerals im Wasser enthalten sein, die nur in dünnen Filmen erreicht werden kann.^[4]

Das Mineral ist je nach Fundort vergesellschaftet mit Uranophan, Rutherfordin und Lepersonnit; Billietit, Uranophan, Rutherfordin, Baryt, Quarz, Hämatit und Limonit bzw. Tengchongit, Calcurmolit und Kivuit.^[5]

Außer in natürlichen Uranvorkommen fand man Studtit auch in uranhaltigen Abfällen auf der Hanford Site sowie in den lavaartigen Corium-Überresten der Katastrophe von Tschernobyl. Obwohl es in der Natur ein seltenes Mineral ist, gilt es als wichtiges Alterungsprodukt von radioaktiven Abfällen. Dies hängt mit den Entstehungsbedingungen von Studtit zusammen, die zwar in natürlichen Uranvorkommen selten erreicht werden, jedoch auf den Oberflächen von uranhaltigen Abfällen leicht entstehen. Es ist daher möglicherweise für die Endlagerung von Uranabfällen von Bedeutung.^[4]

Neben der Typlokalität in Shinkolobwe wurde Studtit unter anderem in Menzenschwand, Wittichen und Oberwolfach in Deutschland, Mühlbach am Hochkönig in Österreich, Linópolis in Brasilien, Tengchong in China, Mariánské Lázně und Javorník in Tschechien, Lodève, Davignac und mehreren Orten des Départements Deux-Sèvres in Frankreich sowie Krøderen in Norwegen gefunden.^[6]

Kristallstruktur

Studtit kristallisiert im monoklinen Kristallsystem in der Raumgruppe C2 / c mit den Gitterparametern a = 14,07 Å, b = 6,72 Å, c = 8,43 Å und β =123,36° sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle. Dabei liegt jedes Uranatom in Form eines Uranyl-iones ([UO₂]²⁺) vor, das zusätzlich von zwei Peroxidionen und zwei Wassermolekülen umgeben ist. Die Peroxidionen liegen dabei so, dass beide Sauerstoffatome mit einem O-O-Abstand von 1,46 Å 2,36 Å von einem Uranatom entfernt sind und zwischen zwei Uranatomen liegen. Die verzerrten Uranylperoxid-Hydrat-Oktaeder bilden eine über die Peroxide verbundene Kette entlang der c-Achse. Weitere zwei Äquivalente Kristallwasser sind ohne Bindung zum Uran in der Struktur enthalten.^[7]

Vorsichtsmaßnahmen

Auf Grund der hohen Radioaktivität von 113 Becquerel^[8] pro Gramm ist beim Umgang mit dem Mineral besondere Vorsicht geboten.

Siehe auch

• Liste der Minerale

Einzelnachweise

1. ↑ Kurt Walenta: On studtite and its composition. In: American Mineralogist. 1974, 59, S. 166-171 (http://www.minsocam.org/ammin/AM59/AM59_166.pdf Volltext]).
2. ↑ J.F. Vaes: Six nouveaux minéraux d'urane provenant de Shinkolobwe (Katanga). In: Annales de la Société Géologique de Belgique. 1947, S. B212 to B226.
3. ↑ New Dana Classification of Multiple Oxides
4. ↑ ^{a b} K.-A. H. Kubatko: Stability of Peroxide-Containing Uranyl Minerals. In: Science. 302, 2003, S. 1191–1193, doi:10.1126/science.1090259.
5. ↑ Studtit in: Anthony et al.: Handbook of Mineralogy, 1990, 1, 101 (pdf).
6. ↑ Studtit bei mindat.org (engl.)
7. ↑ Peter C. Burns, Karrie-Ann Hughes: Studtite, [(UO₂)(O₂)(H₂O)₂](H₂O)₂: The first structure of a peroxide mineral. In: American Mineralogist. 2003, 88, S. 1165-1168 (Abstract).
8. ↑ Studtite bei Webmineral.com

Literatur

• Studtit in: Anthony et al.: Handbook of Mineralogy, 1990, 1, 101 (pdf).

Weblinks

 Commons: Studtit – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Mineralienatlas:Studtit
• Studtit bei mindat.org (engl.)