VIII. Phosphate, Arsenate und Vanadate
Amblygonit ((Li,Na)Al[(F,OH)|PO4])
Allgemein: Amblygonit gehört zur Klasse der Phosphate.
Ausbildung: Die Kristalle des Amblygonit sind häufig kurz-prismatisch oder dick-tafelig ausgebildet, zeigen aber auch körnig bis massige Aggregate.
Vorkommen: Amblygonit tritt hauptsächlich in Lithium-Pegmatiten in Assoziation mit Spodumen, Lepidolith bzw. Zinnwaldit oder in Phosphat-Pegmatiten zusammen mit u.a. Apatit und Monazit auf. Vereinzelt tritt Amblygonit auch in hydrothermalen Gängen auf.
Nutzung: Amblygonit wird zur Gewinnung von Lithium benötigt. Daneben wird es auch als Rohstoff in der Keramik-Industrie und als Schmuckstein verwendet.
Apatit (Ca5[(F,Cl,OH)|(PO4)3])
Allgemein: Apatit ist eine Sammelbezeichnung einer ganzen Reihe chemisch ähnlicher, aber nicht näher bestimmter Minerale, die zur Klasse der Phosphate gehören. Dazu gehören u.a.: (CaF)-, (CaCL)-, (CaOH)-, (SrOH)-Apatite, aber auch Karbonatfluorapatite, Karbonathydroxylapatite bzw. Apatit-(CaOH)-M und Klinohydroxylapatite.
Ausbildung: Apatit bildet prismatische Kristalle aus, die mitunter eine beachtliche Größe erreichen können. Apatit tritt auch als Drusen- oder Kluftfüllung bzw. in derben, körnig-dichten Massen auf.
Chemismus und Struktur: Die [CaO9]-Polyeder des Apatit bilden Ketten // der c-Achse, da sie über Ecken miteinander verknüpft sind. Die Ketten sind hexagonal angeordnet und zeigen eine Ecken- bzw. Kantenverknüpfung zu den [PO4]-Tetraedern. Aus der Struktur resultieren große Hohlkanäle, in denen die F-, Cl-, und (OH)-Ionen liegen. Diese Ionen können sich diadoch ersetzen, wobei der F-Apatit am weitesten verbreitet ist.
Vorkommen: Apatit tritt häufig als akzessorischer Gesteinsgemengteil in vielen Gesteinsarten auf, aber auch auf pegmatisch-hydrothermalen Gängen, auf Klüften und in Drusen-Hohlräumen. Zudem bildet Apatit den Hauptbestandteil der Zahn- und Knochensubstanz von Wirbeltieren und des Menschen.
Nutzung: Apatit ist eine wichtige Bezugsquelle für Phosphorsäure, die insbesondere als Düngemittel eingesetzt wird.
Monazit (Ce[PO4])
Allgemein: Monazit ist ein Sammelbegriff der lückenlosen Mischreihe Monazit-(Ce), Monazit-(La), Monazit-(Nd) und Monazit-(Sm) sowie deren Mischkristalle. Sie alle gehören zur Klasse der Phosphate.
Ausbildung: Monazit zeigt tafelig oder prismatisch ausgebildete Kristalle und Körner.
Chemismus und Struktur: Monazit besteht aus [PO4]-Tetraedern, die nach // c orientiert sind und sich mit den kantenverknüpften [CeO9]-Polyedern abwechseln. Es bestehen Querverbindungen durch die Zickzack-Ketten von kantenverknüpften [CeO9]-Polyedern // a. Es erfolgt ein diadocher Ersatz von Ce durch La, Nd, Sm oder Th.
Vorkommen: Monazit ist das am häufigsten auftretende REE-Mineral und tritt als akzessorischer Gemengeteil in Graniten, Rhyolithen, Gneisen und Glimmerschiefern auf. Monazit wird angereichert in Pegmatiten und Karbonatiten. Sekundär tritt er in Seifenbildungen und Flusssanden auf (Monazit-Sande).
Nutzung: Monazit ist eine wichtige Quelle für die Seltenerd-Gewinnung, die ein wichtiger Rohstoff der Technologie-Industrie ist. Wissenschaftlich kann Monazit für radiometrische Altersdatierung nach der U-Pb-Methode verwendet werden.
Türkis (Cu(Al,Fe)6(PO4)4(OH)8·4 H2O)
Allgemein: Türkis gehört zur Klasse der Phosphate.
Ausbildung: Türkis ist meist kryptokristallin und ist trauben-, nierenförmig bzw. erdig-massig ausgebildet. Mikroskopisch identifizierbare Kristalle zeigen einen nadeligen bis prismatischen Habitus, sind aber sehr selten.
Chemismus und Struktur: Die Kristallstruktur des Türkis beinhaltet [PO4]3--Tetraeder, die isoliert voneinander vorliegen. Die Kationen sind 4- bzw. 6-fach von Sauerstoff koordiniert. Cu ist Teil eines Inversionszentrums auf den Ecken der Elementarzelle und wird oktaedrisch (allerdings verzerrt) von vier OH-Gruppen und zwei H2O-Molekülen umgeben. Dieses [CuO6]-Oktaeder ist über gemeinsame Kanten mit vier [AlO6]-Oktaedern verbunden, von denen wiederum jeweils zwei über eine gemeinsame Kante miteinander verbunden sind. Es findet ein diadocher Ersatz von Al3+ und Fe3+ statt.
Vorkommen: Türkis ist ein sekundär gebildetes Mineral, das bei der Verwitterung kupferhaltiger, aluminiumreicher Gesteine in trockenem Klima entsteht. Das Cu stammt entweder aus Cu-Sulfiden (Chalkopyrit, etc.) oder aus Cu-Karbonaten (Malachit, Azurit). Das Al stammt meist aus Feldspäten, während das [PO4] aus phosphathaltigen Lösungen oder Apatit stammt. Türkis zeigt sich häufig in Hohlräumen und Spalten verwitternder magmatischer Gesteine, oft zusammen mit Fe-Oxiden und Fe-Hydroxiden. Die Stabilisierung erfolgt durch Kieselsäure.
Nutzung: Türkis wird gerne als Schmuckstein verwendet.
Vanadinit (Pb5[Cl|(VO4)3])
Allgemein: Vanadinit gehört zur Klasse der Vanadate.
Ausbildung: Vanadinit zeigt prismatisch ausgebildete Kristalle mit {0001}, {1010}, {1011}, {2131}. Es treten aber auch gerundete und tonnenförmige Kristalle auf bzw. stängelige Kristalle, die zu traubigen Aggregaten und derben Massen verschmelzen.
Chemismus und Struktur: Vanadinit ist isotyp mit Apatit. Dabei wird V tetraedrisch von O-Ionen umgeben. Die Cl-Anionen befinden sich sowohl auf den Ecken der Elementarzelle als auch auf den Zellkanten c/2. Es findet zum Teil ein Austausch von [VO4] und [PO4] statt.
Vorkommen: Vanadinit bildet sich in Oxidationszonen von Bleilagerstätten in Assoziation mit Karbonatgesteinen.
Nutzung: Vanadinit ist ein wichtiges Vanadium-Erz. Vanadium wird als Legierungsmetall von Spezialstählen benötigt.
Zeunerit Cu[UO2|AsO4]2·12H2O
Allgemein: Zeunerit, auch Kupferarsenuranit genannt, ist ein wasserhaltiges Kupfer-Uranyl-Arsenat. Es hat auf den menschlichen Organismus eine stark toxische bzw. krebserregende Wirkung aufgrund des enthaltenen Urans und Arsens.
Ausbildung: Die Kristalle des Zeunerit sind meist blättrig-tafelig mit der Basisfläche {001} ausgebildet, selten auch dicktafelig bis schuppig. Es können auch spitzpyramidale Kristalle auftreten.
Chemismus und Struktur: Die Kristallstruktur des Zeunerit besteht aus Uranyl-Arsenat-Schichten, die sich parallel zur (001)-Ebene befinden. Dabei ist As tetraedrisch mit vier O-Atomen koordiniert, während U6+ oktaedrisch von sechs O-Atomen koordiniert ist. Jede Ecke des AsO4-Tetraeders ist mit einem UO6-Oktaeder verknüpft. Diese Schichten werden durch CU2+ verbunden. Diese sind in c-Richtung an die Uranyl-Gruppe gebunden. Parallel zu (001) sind die Cu-Ionen planar quadratisch von vier H2O-Molekülen koordiniert.
Zeunerit dehydratisiert leicht zu Metazeunerit (Cu[UO2|AsO4]2·8H2O). Durch den Verlust an Kristallwasser verringert sich die Transparenz des Minerals. Vollkommen klare Fundstücke mit maximalem Gehalt an Kristallwasser sind äußerst selten.
Vorkommen: Zeunerit ist ein sekundär gebildetes Verwitterungsprodukt in der Oxidationszone von arsenhaltigen Uran-Lagerstätten.