SELTEN ERDEN ,auch aus dem Taunus

MINERALIEN AUS DEM TAUNUS

IN HESSEN UND RHEINLAND-PFALZ

SELTEN ERDEN,

auch aus dem TAUNUS

SELTEN ERDEN MINERALIEN UND IHRE ELEMENTE

Selten-Erden-Vorkommem sind im Taunus recht selten anzutreffen,das liegt vor allem an den

geologischen Gegebenheiten.

In neuester Zeit wurden zwar Bodenuntersuchungen vorgenommen,die beschränkten sich aber

auf reine,oberflächlich abgelagerte Erde.

Der Rhyolith zwischen Mensfelden und Katzenelnbogen wurde bisher wohl noch nicht genau

auf das Vorkommen von Selten-Erden untersucht.

Meine ersten Funde von Bastnäsit-Ce,der weltweit als bedeutendste Quelle für Cer gilt, stammen aus dem Jahre 1995 ,aber Wissenschaftler haben sich bisher nicht dafür interessiert.

Monazit-Ce konnte ich 1997 in Mensfelden finden und im Steinbruch von Katzenelnbogen im Jahre 2009.

Ein eindeutiger Beweis das die beiden Minerale silikat-liebend(lithophil)sind.

Beide enthalten die leichteren Ceriterden.

Im Stbr.Birkenkopf/Mensfelden konnte ich,als extreme Seltenheit Fluocerit xx finden(siehe rechts).

Im Stbr. von Katzenelnbogen kommt weiterhin Xenotim vor der die schweren Yttererden enthält.

Dabei sind Selten-Erden keine Seltenheit ,1996 konnten bei Lenzhahn im Taunus gelbbraune

Krusten von Florencit-Ce gefunden werden.

Auch handelt es sich nicht um"Erden" sondern um 17 verschiedene Metalle.

ZUM ANFANG

Der erste Fund gelang 1751 A.F. Cronstedt in Schweden.

M.H.Klaproth und J.J. Berzelius isolierten,unabhängig voneinander,eine unbekannte Erde und Oxid aus dem Fund von Cronstedt.

Die Erde wurde nach dem neu entdeckten Asteroid Ceres ceria,ceriterde genannt.

1787 wurde von Arrhenius in Ytterby ein Fund gemacht aus dem J.Gadolin 1794 eine weiter neue Erde isolieren konnte.

Diese wurde nach dem Fundort Yttererde genannt.

Anfänglich konnten die neuen Erden nicht unterteilt werden.

Von C.G.Mosander wurde erst 1839 festgestellt das es sich bei der Ceriterde um ein Gemisch von Lanthan,Cer und Didym handelte.

Ebenso wurde von Ihm die Yttererde in die Bestandteile Erbin-,Terbin- und Yttererde zerlegt.

Durch immer neuere Techniken konnten weiterführende Analysenmethoden entwickelt werden.

Damit konnte man bis 1905 alle Elemente der Lanthanoide von Scandium,Yttrium und Lanthan aus der Cerit-und Yttererde herausfiltern,außer Promethium.

Für diese neuen Elemente war im Periodensystem aber kein Platz,die Naturwissenschaften waren noch nicht sehr weit fortgeschritten.

1913 wurde eine Arbeit über die Ordnungszahlen im neuen Periodensystem von Mosley veröffentlich wo weiter 14 Elemente Platz fanden.

Anfangs wurden die Ceriterde und die Yttererde nur unzureichend getrennt so das unreine Phasen entstanden die weitere SE-Elemente enthielten.

So wurde die Ceriterde in Ceroxid,Didymerde und Lanthanoxid getrennt.

Ceroxid und Lanthanoxid waren rein,die Didymerde wurde später nochmals getrennt in unreines Samariumoxid,reines Gadolinumoxid und reines Praseodymoxid und Neodymoxid.

Das unreine Samariumoxid trennte man nochmals in Europiumoxid und reines Samariumoxid.

Die Yttererde war wesentlich komplexer aufgebaut.

Hier wurde unreines Terbiumoxid,unreines Erbiumoxid sowie reines Yttriumoxid zuerst gewonnen.

Das unreine Terbiumoxid trennte man in reines Terbiumoxid und reines Gadoliniumoxid.

Das unreine Erbiumoxid gleich in fünf verschiedene Phasen.

Zuertst reines Erbiumoxid,reines Thuliumoxid und reines Scandiumoxid.

Weiterhin in unreines Holmiumoxid und unreines Ytterbiumoxid.

Aus unreinem Holmiumoxid wurde reines Holmiumoxid und reines Dysprosiumoxid getrennt.

Aus dem unreinen Ytterbiumoxid wurde reines Ytterbiumoxid und reines lutetiumoxid getrennt.

Allein an dieser Aufstellung ist zu erkennen wie schwer es ist die verschiedenen SE-Elemente zu trennen.

 

Die Seten Erden sind häufiger als es ihr Name vermuten läßt.

Cer z.B. steht in der Häufigkeit der Elemente an 26. Stelle.

Chlor kommt doppeltso häufig vor wie Cer.Aber Cer ist 5 Mal häufiger als Blei.

Selbst das 2. seltenste Lanthanoid Thulium ist wesentlich häufiger als Jod.

 

Es gibt mehr als 100. Mineralien die Selten Erden-Elemente enthalten.

Der Taunus hat dagegen sog. mobile Selten Erden.

Das Randgebiet des Taunus,die Wetterau z.B. hat lediglich einen Gehalt von 0.018% an mobilen Selten Erden.

Dagegen ist das Gesamtuntersuchungsgebiet "Taunus"mit einem Anteil von ca. 5% mobiler SE wesentlich interessanter.

Diese mobilen SE befinden sich in Braunerde,Löss oder Lösslehm und anderen Bodenarten.

Wobei die leichten SE von Lanthan- Gadolinit den höchsten Anteil haben,mit fast 86%-88% des gesamten Vorkommens.

Auffallend ist bei SE eine ausgeprägte Immobilität im Verwitterungskreislauf.

Die SE haben eine sehr geringe Löslichkeit in alkalischen und neutralen Wässern.

Je nach pH-Wert,der eine entscheidente Rolle spielt,ist die Löslichkeit bei niedrigen pH-Werten höher aber es reicht nicht aus größere Mengen SEE zu lösen und abzutransportieren.

Selbst wenn SEE gelöst werden, sich in tiefen Bereichen des Bodens der pH-Wert wieder erhöht und die SEE werden wieder ausgefällt.

Deshalb werden SE nicht durch Lösungs-und Fällungsprozesse angereichert, sondern die sekundären Lagerstätten bilden sich durch Stabilität und Unlöslichkeit.

Die umliegenden Gesteine und Minerale werden durch die Verwitterung zerstört und abgetragen,zurück bleiben Schwerminerale in körniger Form wie Zirkon und auch Monazit,die sich durch die hohe Dichte absetzen und in Seifenlagerstätten ansammeln.

Solche Lagerstätten finden sich an Stränden in Indien und Brasilien.

Das wichtigste Mineral ist der Bastnäsit,er ist die weltweit bedeutendste Quelle für SE.

Der Bastnäsit enthält die am häufigsten gesuchten SE,das sind Lanthan,Cer und Neodym.

Der Bastnäsit,ein Fluorkarbonat,mit der Formel (Ce,La)ICO3FI der im Stbr. Birkenkopf bei Mensfelden zu finden ist hat einen erhöhten Gehalt an Cer aber hier kein Neodym.

Weiterhin kommt Monazit-Ce,CePO4, in reiner Form vor.

Allerdings sind die xx wie erdig und porös kristallisiert nicht so vom Stbr. bei Katzenelnbogen hier erscheinen die xx frisch.

Häufig sind die SEE auch ungleich in solchen Mineralien verteilt,daher kann es vorkommen das an verschiedenen Stellen des Kristalls die Elemente unterschiedlich verteilt sind.

So sind in dem dritten SE-Mineral von Mensfelden dem Fluocerit,laut einer Untersuchung,gleiche Elemente an verschiedenen Stellen verschieden stark konzentriert,das ist nicht ungewöhnlich für SEE.

 

Bei Untersuchungen vom Stbr. Birkenkopf bei Mensfelden wurden im Meta-Rhyolith folgende SEE-Konzentrationen festgestellt:Lanthan 204-250ppm,Cer 167-330ppm,Samarium 31-39ppm,Europium 0,8-1,4ppm,Terbium 6,5-8,7ppm,Ytterbium 21-30ppm und Lutetium mit 2,1-3,2ppm.

 

Im zweiten Steinbruch bei Katzenelnbogen konnte,im selben Gesteinszug,allerdings unter etwas anderen geologischen Verhältnissen,vorwiegend Xenotim(YPO4) gefunden werden.

Dagegen ist Monazit sehr,sehr selten,etwa im Verhältnis 1:100 gegenüber Xenotim.

Die Monazit xx sind hier,im Gegensatz zum Birkenkopf,gut kristallisiert.

Vom Birkenkopf konnten weiter Elemente im Gestein festgestellt werden die auch von anderen Lagerstätten bekannt sind,so z.B. Zirkonium,Niob,Thorium und Hafnium.

Es wurden aber bisher keine Trägermineralien gefunden werden.

Weiterhin noch Titan aus denen die Titanoxide Anatas,Rutil und Brookit entstanden sind.

Auch Zirkonium und Hafnium gehören im Periodensystem der Titangruppe an.

In Lagerstätten wo Epidot vorkommt kann dieser auch SEE enthalten z.B. vom Petersberg bei Halle,hier fand sich im Epidot Yttrium,Lanthan,Cer,Europium in kleinsten Mengen.

Im Petersberg kommt hauptsächlich das SE-Mineral Synchisit,Ca,Ce(CO3)2F vor und vereinzelt Rhabdophan-Ce.

Da der Synchisit Fluor enthält könnte theoretisch dieser auch am Birkenkopf in Mensfelden vorkommen da hier auch Fluorit gefunden wird, also auch im Meta-Rhyolith vorkommt.

 

SE-VORKOMMEN WELTWEIT

Zu den bekanntesten Vorkommen zählen u.a. Bayan Obo und Longnan/Jiangxi/China,in Longnan wird SE aus eisenhaltigem Ton gewonnen.Fen /Norwegen,Malawi,Mountain Pass Mine und Elk Creek/Nebraska/USA;ALLE in Karbonatit.

Das weltweit größte Vorkommen liegt in Australien.

Der Mount Weld ein mit Karbonatit gefüllter Vulkanschlot.

Auch das Kvanefjeld in Grönland ist sehr erfolgversprechend.

Es gibt weltweit ca. 550 Karbonatitkomplexe die alle SE -haltig sind.

Auch Seifenlagerstätten mit Monazitsand sind sehr ergiebig u.a. Indien,Brasilien,Malaysia.

 

Rechts Bastnäsit x mit Schörl xx und Albit xx vom Khyberpass /Zegi Mountains/Pakistan.

 

Auch in Deutschland gibt es Lagerstätten,die bekannteste ist Storkwitz bei Delitzsch in Nordsachsen.

Hier liegt der SEE-Gehalt bei 48% Cer,27% Lanthan,14% Neodym,5% Praseodym.

 

Oder die Steinbrüche bei Halle und Schwerz.

In einer Pb-Zn Lagerstätte bei Bad Grund im Harz sind SEE-Gehalte nachgewiesen.

Nach Untersuchungen gibt es 62-164ppm Lanthan,243-701ppm Cer,90-264ppm Samarium,23-97ppm Europium.

Alle sind aus Synchisit zu gewinnen.

Ein weiterer Fund im Harz liegt bei Wernigerrode ,hier wurde das Mineral Parisit gefunden.

 

Der Karbonatit des Kaiserstuhls in Baden-Württemberg beinhaltet auch SE-Mineralien wie den Koppit,ein Niobhaltiger Pyrochlor mit 3% Lanthaniden.

Weiterhin kommen noch Dysanalith (Ca,Ce,Y,Na)(Ti,Nb,Fe)O3 ,Bastnäsit und Monazit vor.

 

Weitere Funde von Selten Erden wurden in der Helmand-Region in Afghanistan entdeckt.

 

Auch im Meeresboden wurden Anreicherungen von SEE entdeckt z.B. bei Hawaii.

 

Seifenlagerstätten in Vietnam wurden schon untersucht,auch werden in den Karbonatitzonen von Tansania,Uganda und Kongo SEE -Anreicherungen vermutet.

Rechts eine Abbildung eines stark monazithaltigen Karbonatit aus Eureka /Namibia.

 

Auch werden die Abraumhalden der Eisenerzgruben von Kiruna(hier die Bergbaureviere Kirunavaara,Luossavaara,

Rektorn,Haukivaara,Tuollavaara,Lappmalmen und Nukutus),Svapparaara und Malmberget(hier gibt es etwa 20 Vorkommen) wieder interessant dort wurden nämlich die Selten Erden Dysbrosium und Ytterbium festgestellt.

Allerdings besteht beim Einsatz verschiedener chemischer Prozesse die Gefahr das Radioaktivität freigesetzt wird.

 

Ein weiteres,sehr bedeutendes,Vorkommen liegt in Grönland und wurde bereits 1806 entdeckt.

 

Es ist der Ilimaussaq-Alkalikomplex,es ist das größte Mineralvorkommen der Erde.

 

Auf dem Gebiet von Grönland wurden bei den bisherigen Untersuchungen neben SEO(SELTENERDENOXIDEN)noch Uran,Thorium,Beryllium,Lithium,Zirkonium,Niob,Quarz,Fluorit,Calcit,Pechblende,Kupferkies,Bleiglanz,ged.Eisen, ged.Kupfer,Tetraedrit,Zinkblende,Markasit,Pyrit,ged.Gold,ged.Silber,Uraninit,Uranophan,Steenstrupin,Thorit,Pentlandit,Pyrrhotin,Ilmenit,Covellin,Chalkosin,Cobaltit,Cuprit,Turmali,Apatit,Bismuthinit,Chromit,Rutil,versch.Platinmetalle,Olivin und Magnetit festgestellt.

Da auch Kimberlit vorkommt sind durchaus Funde von Diamanten möglich.

 

Teilweise sind Vererzungen mächtiger als aus anderen Erzzonen der Erde,so wurde beispielsweise 1931 ein nickelhaltiger Pyrrhotinblock von 28 t ausgegraben.

 

Der Ilimaussaq-Komplex ist 17x8 km groß bei einer Mächtigkeit von 1700m; bis teilweise auf 3-4 km Tiefe.

Natürlich kommt hier auch der für SeltenErden wichtige Karbonatit vor.

Neben verschiedenen SeltenErden-Anreicherungen kommen an SeltenErden Mineralien vorwiegend Monazit und Bastnäsit vor und untergeordnet Steenstrupn,Pyrochlor und Eudialyt.

Häufig sind diese mit Uranerz vermengt so das Radioaktivität vorkommt.

Da Grönland zum allergrößten Teil von Eis bedeckt ist und die Lagerstätten bisher nur an der Küste liegen kann von dort noch einiges an SEO und Mineralvorkommen zu erwarten sein!

 

Eine extreme Seltenheit ist der immer noch aktive Vulkan Oldoinyo Lengai in Tansania.

Dieser Vulkan ist weltweit der einzige aktive Vulkan der karbonatitreiches Material bei Eruptionen auswirft.

Es handelt sich hierbei um peralkaline Natrokarbonatite die Selten Erden der sog. Lanthanidgruppe enthalten.

Dieser Vulkan und seine Gesteine sind seit 1885 immer wieder untersucht und erforscht worden und es gibt etliche

Forschungsberichte von verschiedenen Geologen und Ländern bis in die heutige Zeit.