Formel: Bi4O4(UO2)(AsO4)2 · 2 H2O, triklin
Typlokalität: Walpurgis Flacher, Grube Weißer Hirsch, Schneeberg, Erzgebirge, Sachsen
Erstbeschreibung:
WEISBACH, A. (1871): Vorläufige Mittheilung [Über Trögerit und Walpurgin].- Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und Paläontologie, 869-870
WEISBACH, A. (1873): Neue Uranerze von Neustädtel bei Schneeberg.- Jahrbuch für das Berg- und Hüttenwesen im Königreiche Sachsen, Abhandlungen, 119-121
erste Erwähnung:
VOGL, J.F. (1857): Gangverhältnisse und Mineralreichthum Joachimsthals.- Teplitz, p. 169
(als "Waltherit" von Jachymov, Böhmen)
Gelber Kristall von Walpurgin. Gang Walpurgis Flacher, Grube Weißer Hirsch, Schneeberg, Erzgebirge, Sachsen. Bildbreite 6 mm. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Walpurgin vom Walpurgis Flachen
Das Mineral wurde auf Proben von dem berühmten Uranerz-Anbruch vom Sommer 1871 auf dem Walpurgis Flachen in der Grube Weißer Hirsch entdeckt. Neben Uraninit fanden sich hier zahlreiche sekundäre Uranminerale. Der Bergverwalter R. TRÖGER übergab Albin WEISBACH, Professor für Mineralogie in Freiberg, Material von diesem Anbruch. Noch 1871 veröffentlichte WEISBACH in einer vorläufigen Mitteilung eine kurze Charakteristik des neuen Minerals:
| "Demantglänzend und fettglänzend. Pomeranzgelb, wachsgelb. In dünnen spanförmigen Krystallen des monoklinen Systems. Eigengewicht: 5,8". |
Die chemische Analyse durch Clemens WINKLER wird von WEISBACH 1873 publiziert (siehe Tabelle). Hier findet sich auch noch die Ergänzung, dass die Kristalle von Walpurgin den Habitus der gewöhnlichen Gipskristalle aufweisen und die Kristallenden oft sägeförmig ausgezahnt sind. Die Dichte wird jetzt als 5.64 aufgeführt. Die Formel für Walpurgin wird als
angegeben. Die Punkte über den Symbolen bedeuten Sauerstoff. Das Atomgewicht von Arsen und Wismut wurde damals noch doppelt so hoch wie heute angenommen, deshalb muß bei einer Umrechnung in heutige Formeln der Anteil für As und Bi verdoppelt werden. Übertragen in die heutige Schreibweise würde das Bi10O12(UO2)3(AsO4)4 · 10 H2O bedeuteten.
Nach Vermessung von 17 Kristallen stellt WEISBACH (1877) fest, dass Walpurgin nicht gipsähnliche monokline, sondern verzwillingte trikline Kristalle bildet. Ergänzend zu den früheren Beschreibungen wird erwähnt, dass das Mineral auch in bis erbsengroßen, radialen Sphäroiden vorkommt, die aus kleinen, nadeligen Kristallen aufgebaut werden. Die Härte des Minerals beträgt 3½.
Neuere Untersuchungen an Walpurgin
Emil FISCHER untersuchte 1945 die Kristallmorphologie von Walpurgin an verzwillingten und unverzwillingten Kristallen aus Schneeberg und Jachymov/Böhmen und indizierte die Kristallflächen. 1948 veröffentlichte FISCHER das Ergebnis einer chemischen Analyse von 34 Milligramm Substanz (siehe Tabelle unten), die von den transparenten Enden der Kristalle stammte, da die trüben Partien fein verteiltes basisches Bismutcarbonat enthalten. Er vermutete die Formel 2 Bi2O3 · UO3 · As2O5 · 3 H2O.Übertragen in eine Strukturformel ergibt das Bi4O4(UO2)(AsO4)2 · 3 H2O.
Zur Bestimmung der Gitterparameter fertigte Howard T. EVANS (1950) Röntgen-Präzessionsaufnahmen von kleinen, verzwillingten Walpurgin-Kristallen aus Schneeberg an. Für die trikline Zelle konnten die Parameter a = 7,13, b = 10,44, c = 5,49 Å, α = 101°40', β = 110°49', γ = 88°17' und V = 373.7 Å3 gefunden werden. Das Mineral weist wahrscheinlich die Raumgruppe P-1 auf. Die von WEISBACH (1877) und FISCHER (1945) vorgenommenen Indizierungen ließen sich entsprechend der neuen Zelle transformieren. Eine Dichtebestimmung ergab 5,95 g/cm3, während die berechnete Dichte bei 6,69 liegt. Als Ursache für diese Differenz vermutete EVANS feine Verunreinigungen oder Einschlüsse in den gemessenen Kristallen. Nach einer chemischen Analyse von F.A. GONYER, die EVANS veröffentlichte, kommt in Schneeberg auch sehr phosphatreicher Walpurgin mit einem Arsenat:Phosphat-Verhältnis von 57:43 vor (siehe Tabelle unten).
Eine Einkristall-Strukturanalyse wurde 1982 von Kurt MEREITER an einem Kristall von Schneeberg vorgenommen. Er fand für das Mineral die trikline Raumgruppe P-1 und die Gitterparameter a = 7,135, b = 10,426, c = 5,494 Å, α = 101,47°, β = 110,82°, γ = 88,20° und V = 374 Å3. Als Formel konnte Bi4O4(UO2)(AsO4)2 · 2 H2O aufgestellt werden, was 1 H2O pro Formeleinheit weniger ist als bisher angenommen wurde.
Neben der Typlokalität ist Walpurgin inzwischen von einer Reihe weiterer Fundorte bekannt. In Schneeberg konnte das Mineral von den Gruben Ritterschacht, Pucherschacht, Waldschacht, Rappold, Güldener Falk, Adam Heber und Schrotschacht identifiziert werden. Weitere Fundstellen in Sachsen sind der Magnetschacht bei Zschorlau, der Schaarschacht in Johanngeorgenstadt (GRÖBNER et al., 2005), der Schacht 235 in Antonsthal (GRÖBNER & KOLITSCH 2006), der Steinbruch Fahsel in Blauenthal bei Eibenstock (TRÖGER, 2009) sowie Tirpersdorf im Vogtland. Walpurgin ist z.B. auch vom Schmiedestollen bei Wittichen (WALENTA, 1992) und der Grube Clara bei Oberwolfach, Schwarzwald in Baden-Württemberg und anderen Fundorten bekannt.
Waltherit = Walpurgin
1857 beschrieb Josef Florian VOGL in einer kurzen Mitteilung ein Bismutcarbonat aus der Grube Elias in Jachymov (Joachimsthal), Böhmen. Das Mineral bildet grünliche bis bräunliche, glasglänzende Kristalle. Nach einer qualitativen Untersuchung durch Joseph LINDACKER enthält das Mineral Bi2O3, CO2, H2O und SiO2. Emile BERTRAND (1881) untersuchte Waltherit-Exemplare und fand, dass das Material aus zwei Mineralen besteht, aus einem braunen, prismatischen, optisch positiven mit guter Spaltbarkeit und aus einem grünlichen, optisch negativen mit undeutlicher Spaltbarkeit.
Bei einer Neuuntersuchung von mehreren Proben Waltherit von Joachimsthal fand Clifford FRONDEL (1943) kleine oliv-grünliche bis bräunlichgrüne und gelblichgrüne Kriställchen, die qualitativ auf Bi und CO2 reagierten. Die Röntgendaten konnten keinem Mineral zugeordnet werden. Die Dichte bestimmte FRONDEL zu 5,32 g/cm3 und die Mohs-Härte als 4. Das Mineral erscheint monoklin, ein Gitterparameter beträgt 5,42 Å. Die optischen Parameter des grünlichen und des bräunlichen Materials unterscheiden sich deutlich, trotz vergleichbarer Röntgendaten.
Emil FISCHER (1948 und 1955) untersuchte acht Proben Waltherit von der Typlokalität und fand bei mikrochemischen Tests Bi, U, As, P und CO2. Letzteres könnte auf beigemengten Bismutit zurückzuführen sein. Auf Grund des nahezu identischen Gitterparameters c und weiterer Eigenschaften schloss FISCHER auf eine Identität von Waltherit und Walpurgin. Formal hat Waltherit Priorität, jedoch ist die Beschreibung so unzureichend gewesen, dass Waltherit diskreditiert werden sollte.
Verwandte Minerale
KRAUSE et al. konnten 1995 ein zu Walpurgin (Walpurgit) dimorphes Mineral beschreiben, den orthorhombisch kristallisierenden Orthowalpurgit. Das Mineral weist ebenfalls die Formel Bi4O4(UO2)(AsO4)2 · 2 H2O auf, jedoch mit den Gitterparametern a = 5,492, b = 13,324, c = 20,685, Raumgruppe Pbcm, Z = 4. Typlokalität ist die Halde des Schmiedestollens, Wittichen im Schwarzwald.
Das Phosphat-Analogon von Walpurgin beschrieben SEJKORA et al. (2004) von Smrkovec bei Mariánské Lázně, West-Böhmen, Tschechische Republik unter dem Namen Phosphowalpurgit. Das Mineral mit der Formel Bi4O4(UO2)(PO4)2 · 2 H2O kristallisiert ebenfalls triklin. Es bildet bis 1 mm große, bräunlichgraue Kristalle und wird von Atelestit, Hechtsbergit, Smrkovecit, Petitjeanit, Preisingerit, Pucherit, Walpurgin und weiteren Mineralen begleitet.
Literatur:
BERTRAND, E. (1881) Bull. soc. min. 4, 58
EVANS, H.T. (1950): Studies of uranium minerals (VI): Walpurgite.- American Mineralogist 35, 1021-1027
FISCHER, E. (1945) Zeitschrift für Kristallographie, Kristallgeometrie, Kristallphysik, Kristallchemie 106, 25-33
FISCHER, E. (1948) Neues Jahrbuch für Mineralogie und Geologie, Monatshefte Abt. A, 44
FISCHER, E. (1955): Identität von Waltherit und Walpurgin.- Chemie der Erde 17, 341-345
FRONDEL, C. (1943): Mineralogy of the oxides and carbonates of bismuth.- American Mineralogist 28, 521-535
GRÖBNER, J.; GRIMM, O. & ZIENAU, H. (2005): Neufunde interessanter Wismut- und Uranmineralien am Schaarschacht, Johanngeorgenstadt, Sachsen.- Lapis 30, Heft 6, 44-51 und 62
GRÖBNER, J. & KOLITSCH, U. (2006): Neufunde aus dem Erzgebirge (II).- Mineralien-Welt 17, Heft 3, 22-27
KRAUSE, W.; EFFENBERGER, H. & BRANDSTÄTTER, F. (1995) Orthowalpurgite, (UO2)Bi4O4(AsO4)2 · 2 H2O, a new mineral from the Black Forest, Germany.- European Journal of Mineralogy 7, 1313–1324
MEREITER, K. (1982): The crystal structure of walpurgite, Bi4O4(UO2)(AsO4)2 · 2 H2O.- Tschermaks mineralogische und petrographische Mitteilungen 30, 2, 129-139
SEJKORA, J.; ČEJKA, J.; HLOUŠEK, J.; NOVÁK, M. & ŠREIN, V. (2004): Phosphowalpurgite, the (PO4)-dominant analogue of walpurgite, from Smrkovec, SlavkovskÝ Les Mountains, Czech Republic.- Canadian Mineralogist 42, 963-972
TRÖGER, S. (2009): Der Steinbruch Fahsel im Eibenstocker Granit, Westerzgebirge.- Lapis 34, Heft 6, 49-52
VOGL, J.F. (1857): Gangverhältnisse und Mineralreichthum Joachimsthals.- Teplitz, p. 169
WALENTA, K. (1992): Die Mineralien des Schwarzwaldes.- München, Weise-Verlag
WEISBACH, A. (1871): Vorläufige Mittheilung [Über Trögerit und Walpurgin].- Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und Paläontologie, 869-870
WEISBACH, A. (1873): Neue Uranerze von Neustädtel bei Schneeberg.- Jahrbuch für das Berg- und Hüttenwesen im Königreiche Sachsen, Abhandlungen, 119-121
WEISBACH, A. (1877): Mineralogische Mittheilungen. I. Walpurgin, II. Zeunerit und Uranospinit, III. Uranocircit, IV. Bismutosphärit, V. Roselith, VI. Kobaltspath.- Jahrbuch für das Berg- und Hüttenwesen im Königreiche Sachsen, Abhandlungen, p. 42-53
Chemische Analyse von Walpurgin (in Masse-%)
| Komponenten, WEISBACH, 1873 |
Walpurgin, Schneeberg WEISBACH (1873) 1) |
Walpurgin, FISCHER (1948) |
Walpurgin, Schneeberg EVANS (1950) 2) |
Walpurgin, theoretische Zusammensetzung |
|
| UO3 | Uranoxyd | 22.6 | 18.7 | 16.16 | 19.28 |
| Bi2O3 | Wismuthoxyd | 60.7 | 61.8 | 61.87 | 62.81 |
| As2O5 | Arsensäure | 12.0 | 14.1 | 12.45 | 15.49 |
| P2O5 | 0.9 | 5.88 | |||
| H2O | Wasser | 4.7 | 3.7 | 3.42 | 2.43 |
| Summe | 100.0 | 99.2 | 99.78 | 100.01 |
1) Analyse von C. WINKLER
2) Analyse von F.A. GONYER