Eindrücke von der Seltenen Erden Lagerstätte Norra Kärr

[Florian D.]

Hallo Michael,

Nach makroskopischem Vorgeplänkel nähere ich mich langsam der Mikroskopie.
Was mich von Anfang an verwundert hat, ist das Mineral mit der violetten Farbe in Deinen Dünnschliffen, dass du als Eudialyt angesprochen hast.
Diesen Farbton kenne ich nicht von vielen Mineralen. Ausser Amethyst, eigentlich nur von Fluorit.
Fluorit ist in
https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Schweden/Jonk%C3%B6ping%2C%20Provinz/J%C3%B6nk%C3%B6ping/Gr%C3%A4nna/Norra%20K%C3%A4rr
aufgelistet und passt ja auch zu Spätausscheidungen.
Die violetten Kristalle sind in den Handstücken gut zu sehen. Sie lassen sich mit dem Schraubenzieher leicht zerbröseln und ein Streupräparat anfertigen.
Die violetten Splitter erscheinen isotrop (also sicher kein Amethyst) und haben einen niedrigeren Brechungsindex als Immersionsöl (1.518). Daher habe ich noch ein zweites Präparat in
Glycerin (n=1.48) angefertigt. Auch hier ist der Brechungsindex des Minerals noch niedriger (Beckelinie), der Kontrast ist allerdings niedrig. Würde gut zu Fluorit n=1.434 passen.
Von den Farben im Handstück her würde ich die rosafarbenen Kristalle eher als Eudialyt ansprechen und vermuten, dass der Katapleit weiss daherkommt.

Viele Grüsse
Florian

[Florian D.]

Hier jetzt zwei Eudialytkörnchen, mit roten Alizarinfarblack. (linear und x-pol)
Die Doppelbrechung ist nicht sonderlich hoch, konoskopisch einachsig positiv (ohne und mit lambda Kompensator)
Darunter ein leicht violettes Fluoritkorn. Im x-pol löscht es aus.

Viele Grüsse
Florian

[PolMik]

Hallo Florian,

natürlich kommt dort auch Fluorit vor. Ich weiß jetzt nicht, ob der Fluorit durch seine Spaltbarkeit zusätzlich förmlich ins Auge springt. Aber auf jeden Fall durch den sehr geringen Brechungsindex. 1,44 ist sehr deutlich unter dem von Feldspat. Nebenbei könnte Fluorit auch fluoreszieren.

Im Schliff lässt sich der Brechungsindex im Vergleich zu benachbarten Körnern abschätzen. Bei mir war es Eudialyt. Eudialyt würde einen Brechungsindex größer als Albit und Mikroklin, aber geringer als Ägirinaugit haben. Ich möchte natürlich nicht alles zu Dünnschliffen verarbeiten oder für Röntgenanalysen pulverisieren. Eudialyt gibt es dort natürlich auch erheblich besseren zu finden. Davon ein Bild im Anhang. Mit Irfanview farbkorrigiert und verkleinert. Letztlich sind bei mindat.org 65 bestätigte Minerale für diese Lagerstätte angegeben. Die werden wir ganz sicher nicht alle finden können. 

[Florian D.]

Heute habe ich gesägt, geschliffen und die ersten Schliffe aufgeklebt. Bevor die 2. Fläche heruntergeschliffen wird, habe ich die Schliffe direkt unters Mikroskop gelegt, um in möglichst dicker Schicht die Absorptionsspektren messen zu können. Bisher hatten alle Messungen (Bild 2) an den roten Eudialyten (Bild 1) keinerlei Hinweis auf seltene Erden ergeben. Daran änderte auch die Mikroskopie an den Schliffen nichts.

... und dann, die Riesenüberraschung, als ich die Rosenbuschite (Bild 3) fokussierte! Diese sind gelbbraune nadellige Aggregate (Weihnachtssterne) (das violette daneben halte ich für Fluorit). Im Spektrum (Bild 4) springen sofort die Absorptionslinien des Neodyms bei 570-590 nm ins Auge, wie beim Bastnäsit!
Die Seltenerdvererzung scheint also an den Rosenbuschit und nicht an den Eudialyt gebunden zu sein.

Laut https://www.mdpi.com/2075-163X/12/1/19 enthält die Lanthanoidfraktion des Erzes etwa 11% Neodym, obwohl es sich eher um eine Vererzung der schwereren seltenen Erden handelt.


Viele Grüsse
Florian

[Florian D.]

Hier noch ein Artikel zur Zusammensetzung der Eudialyte von Norra Kärr:
https://www.mdpi.com/2075-163X/3/1/94/htm
demnach enthalten die Eudialyte von den oberflächlichen Aufschlüssen anscheinend tatsächlich kaum Seltenerdelemente.

Viele Grüsse
Florian

[PolMik]

Hallo Florian,

das ist interessant. Vor allem, weil Rosenbuschit in Grännait nicht sehr häufig ist. Ich hatte aber Proben verschiedenen Lagerstättenbereichen gesammelt. Fluorit oder Eudialyt sollte sich später im Schliff am Relief klar erkennen lassen. So einen niedrigen Brechungsindex wie Fluorit haben nicht viele gefärbte isotrope Minerale. Aber jetzt eine andere Frage. Wie und mit welchen Gerätschaften misst man die Absorptionsspektren in Mineralen ? Ist das Auf- oder Durchlicht? Wenn ich es richtig verstanden habe, lassen sich Seltene Erden nur mit verschiedenen massenspektrometrischen Verfahren messen ?

Viele Grüße
Michael

[Florian D.]

Hallo Michael,

ich habe ein einfaches Spektrometer von "Sciencesurplus" mit einer Halterung für den Trinotubus für deren Anfertigung ich Olaf sehr dankbar bin. Damit kann ich sowohl im Durchlicht als auch in Auflicht messen (oder ganz ohne Mikroskop). Quantitativ kann man Seltene Erden wohl nur aufwändig (z. B. mit Massenspektroskopie) bestimmen, aber qualitativ gelingt der Nachweis über die characteristischen Banden einiger Elemente (besonders Neodym und Praseodym) sehr gut. Die Lanthanoide haben oft sehr scharfe Absorptionslinien- oder -banden, die Übergängen zwischen den f-Elektronen entsprechen.
Da die f-Elektronen im inneren der Atome gut abgeschirmt sind, sind diese Übergänge kaum von den Bindungsverhältnissen beeinflusst.
Zum Rosenbuschit schreibt Tröger in "Optische Bestimmung gesteinsbildender Minerale":  "Rosenbuschit findet sich als seltener Ügergemengeteil in einigen Foyaiten (Abb. 122).  Er ist hier wohl eine deuterische Bildung., da er Aegirin poikilitisch umschließt und von Fluorit begleitet wird." Abb. 122 zeigt einen Dünnschliff aus Norra Kärr. Dieses Gemenge mit Aegirin und Fluorit meine ich auf einigen Deiner Bilder (z. B. Graennait04TL) zu erkennen.

Viele Grüsse
Florian

[PolMik]

Hallo Florian,
besten Dank für die Nachricht. Spektrometer ist bei mir noch eine Baustelle. Fluorit oder nicht Fluorit ist leicht geklärt. Einachsig oder isotrop. Dazu das stark negative Relief. Außerdem soll Zonarbau nicht selten vorkommen. Bei mir ist es ganz sicher nicht isotrop. Ein vertretbares konoskopisches Abbild habe ich allerdings nicht zu bieten. Mal sehen, was bei dir rauskommt. So eine schöne Rosenbuschit-Sonne habe ich nicht. Bei mir kommt Rosenbuschit in einem Schliff einmal einzeln vor, in einem weiteren mehrmals. Immer langgestreckte einzelne Körner.
Viele Grüße
Michael

[MiR]

Hallo Florian,

es gibt zwar hier und da Beschreibungen zur Spektroskopie (via Lichtleiter) am Mikroskop, und um beim Forum zu bleiben, dürften, zumindest für mich als prominentestes Beispiel, die Arbeiten von Horst Wörmann gelten. Vielleicht hast du Lust mal deinen Messkopf und die Adaption an das Mikroskop näher vorzustellen? Interessant wären in diesem Zusammenhang die Schwierigkeiten bei der Realisierung und worauf man (speziell) achten sollte...
Ich wollte mir eben mal die Parameter des Spektrometers anschauen, finde aber keine gültige Seite ..., könnte es jene Version sein, die hier ->  https://www.baertierchen.de/main.html im Beitrag vom Juli 2017 gezeigt wird?


Viele Grüße aus Berlin,
Michael

PS: Worum es mir, u.a., geht hat Wilfried [Wilfried48] schön formuliert:

Ich kann nur nochmals betonen, dass eine saubere Iustierung von Laser, Objektiv und Detektor auf eine optische Achse fast wichtiger sind als die Empfindlichkeit des Detektors. .... einfach und billig bewerkstelligen, da Laser und Trino über eine Ringschwalbe angekoppelt sind die man über die gut zugänglichen Iustierschrauben in der gefederten Dreipunktlagerung sauber auf Intensitätsmaximum trimmen kann.

Quelle: https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=29782.msg270219#msg270219, Antwort #10

[Florian D.]

Glückauf,

gestern einen Schliff gemacht.
Viel Mikroklin, leicht erkennbar am Schottenkaro.
Auf Bildern 1 und 2 (lpl und xpl) Eudialyt, der bei dieser Schliffdicke nur andeutungsweise rosa erscheint. Rechts oben violetter Fluorit, kenntlich an seinem Relief,  Brechungsindex kleiner dem des Einschlussmediums und Isotropie.
In diesem Schliff sind schöne Kristalle von Rosenbuschit, Mosandrit o. ä. Minerale aus der Gruppe (Bilder 3 und 4, lpl und xpl), zweiachsig positiv mit hohem Achsenwinkel, beide Achsen bei NA0.85 gerade noch sichtbar.
Doppelbrechung allerdings für Rosenbuschit recht niedrig, weil nur max. Gelb erster Ordnung (Längserstreckung negativ). Sichtbar etwas Fluorit (violett) und Aegirin (grün).

Viele Grüsse
Florian

PS: Schöne Dünnschliffbilder von Norra Kärr hier: https://www.alexstrekeisen.it/english/pluto/eudialyte.php

[Florian D.]

es gibt zwar hier und da Beschreibungen zur Spektroskopie (via Lichtleiter) am Mikroskop, und um beim Forum zu bleiben, dürften, zumindest für mich als prominentestes Beispiel, die Arbeiten von Horst Wörmann gelten. Vielleicht hast du Lust mal deinen Messkopf und die Adaption an das Mikroskop näher vorzustellen? Interessant wären in diesem Zusammenhang die Schwierigkeiten bei der Realisierung und worauf man (speziell) achten sollte...
Ich wollte mir eben mal die Parameter des Spektrometers anschauen, finde aber keine gültige Seite ..., könnte es jene Version sein, die hier ->  https://www.baertierchen.de/main.html im Beitrag vom Juli 2017 gezeigt wird?

Hallo Michael,

ja, das ist das Spektroskop aus dem Bärtierchenjournal. Ich denke, es ist nicht mehr erhältlich. Horst Wörmann hat für Raman eine aufwändige Optik, um noch das letzte Photon in den Lichtleiter zu zwingen. Mein Halter ist zentrierbar (ein umgebauter Zentrierkragen für Auflichtobjektive), aber hält nur den Lichtleiter, ohne weitere Einkoppelungsoptik. Für normale optische Spektroskopie ist das ausreichend, für Raman müsste man wohl deutlich mehr Aufwand betreiben.

Viele Grüsse
Florian

[Florian D.]

Ich weiß jetzt nicht, ob der Fluorit durch seine Spaltbarkeit zusätzlich förmlich ins Auge springt.

Hab noch einen Schliff angefertigt. Dieser enthält kaum Rosenbuschit, aber wesentlich mehr Eudialyt und Fluorit. Ich habe den Eindruck, dass sich der Eudialyt teilweise um den Fluorit herum abgeschieden hat.
In dem Bild sieht man links den Eudialyt, rechts den Fluorit, in dem man perfekte Spaltbarkeiten nach (111) erkennt.

[TStein]

Hallo Michael, hallo Florian,

vielen Dank für die interessanten Informationen bezüglich der Mineralien der Lagerstätte. Leider bin ich nicht sehr bewandert bezüglich Mineralogie, aber sehr interessiert, da ich derzeit versuche ein paar Untersuchungen an verschiedenen Meteoritentypen, bspw. zur Detektion von stark geschockten Mineralien und Mikrodiamanten in Ureiliten, zu realisieren. Dafür habe ich ein jetzt schon ziemlich gut funktionierendes RAMAN-Mikroskop aufgebaut und könnte anbieten, auch eure Untersuchungskampagne bezüglich RAMAN-Spektren etwas weiter zu Vervollständigen. Vllt auch ganz interessant bei unklaren Polarisationsmikroskopieanalyseergebnissen.
Beispielweise ist für Eudialyte das RAMAN-Spektrum ziemlich eindeutig und recht aussagekräftig, siehe beispielweise in der RRUFF-Datenbank ein Vergleichsspektrum: https://rruff.info/Eudialyte/R050230

Viele Grüße
Tino

[PolMik]

Hallo Tino,
danke für die Nachricht. Das ist eine sehr gute Idee. Schicke mir bitte deine Adresse, dann sende ich dir meinen Schliff.
Viele Grüße
Michael

[TStein]

Hallo Michael,

gerne, ich sende dir eine PM. Günstig wäre übrigens ein unabgedeckter Anschliff. Da ich aber ein inverses Mikroskop verwende, könnte ich zur Not auch einen (nicht übergroßen) unbearbeiteten Brocken drauflegen, falls die gesuchten Mineralien freiliegen.

Lg Tino