Merkwaardige macro mineralen

een informatieve rubriek met handstukken uit de collectie van Raymond Dedeyne, door hemzelf becommentarieerd en door Theo Muller van foto’s voorzien  -  voor vragen of suggesties, email mmm@minerant.org

GADOLINIET-(Y)

Slobrekka, Frikstad, Iveland, Augst-Agder, Noorwegen

Het is niet uitgesloten dat MMM-habitués bij het zien van onderstaande foto 1 - gewend als ze zijn aan gedetailleerde en onberispelijke opnames van doorgaans vrij glamoureuze specimens – even opschrikken. Maar neen, dit is geen uitschuiver van MMM-huisfotograaf Theo, maar wel degelijk een prima weergave van een specimen dat helaas geen schoonheid op zich is, maar dan wel een curiosum – this is as good as it gets. Het is een cluster gadoliniet-(Y) kristallen uit de Slobrekka groeve, nabij het plaatsje Frikstad – zowat halfweg tussen de dorpen Evje en Iveland in de Noorse provincie Augst-Agder (figuur 1). De dichtstbijzijnde stad is Kristiansand, zowat 50 km zuidwaarts in het (bijna) uiterste zuiden van Noorwegen.



Foto 1: Gadoliniet-(Y) van Slobrekka

Gadoliniet-(Y) heeft als chemische formule Y₂Fe²⁺Be₂Si₂O₁₀ : een yttrium-ijzer-beryllium silicaat dus. Het is een nesosilicaat dat kristalliseert in het monoklien stelsel in de monoklien-prismatische klasse (2/m). Zoals het (Y)-achtervoegsel laat vermoeden bestaan er ook nog andere als zelfstandig mineraal erkende gadolinieten, met name de cerium (Ce) - en de neodymium (Nd) vormen.


Figuur 1: Slobrekka - ligging

Alle geanalyseerde gadolinieten uit de regio Evje/Iveland zijn echter yttrium-dominant, wat de determinatie een stuk gemakkelijker maakt. Yttrium is wel geen lid van de lanthaangroep (Ce en Nd wel), maar toch wordt het (samen met scandium – Sc) tot de zeldzame aarden gerekend omdat ze nagenoeg onveranderlijk samen met de lanthaniden voorkomen en door hun zeer gelijkende chemische eigenschappen moeilijk daarvan te scheiden zijn. Gadoliniet-(Y) werd genoemd naar Johan Gadolin, die zelf yttrium ontdekte.

De Evje-Iveland regio is een dun bevolkt gebied. Geologisch gezien is het een pegmatietveld: het wordt doorkruist door honderden grotere en (vooral) kleinere veldspaat/kwarts/mica-pegmatieten. In het noordelijke gedeelte van dit gebied (waar Slobrekka bij hoort) zijn die goed zichtbaar als tot kettingen aaneengeschakelde ruggen in een sterk bebost landschap – in het midden en in het zuiden zijn ze bedekt met glaciale sedimenten en als dusdanig nauwelijks te onderkennen. Ze zijn doorgaans klein en lensvormig of van een onregelmatige structuur. Ze vertonen een duidelijke zonering: de fijnkorrelige buitenlaag bestaat uit (bijwijlen heel mooi) schriftgraniet, dat een grofkorrelige centrale zone met een kern van veldspaat omsluit. Die kern kan eenkristallen van aanzienlijke afmetingen en verschillende tonnen zwaar bevatten: zo werden er microklien kristallen gevonden tot 10 meter lang en 200 ton zwaar, vergelijkbare kwartsmassa’s en biotiet met een doormeter van 7 meter. Hier komen ook grote kristallen voor met zeldzame aarden, yttrium en wolfram – zoals o.a. het gadoliniet-(Y) uit de titel van deze bijdrage.

Veldspaat en kwarts werden er al ontgonnen sinds het einde van de negentiende eeuw door de lokale boeren voor wie het een welkome bijverdienste betekende: het boerenleven in een streek die voornamelijk uit bossen en rotsen bestaat zal wel geen vetpot geweest zijn. De veldspaat werd gebruikt als grondstof in de porseleinindustrie: na het aanleggen van een spoorlijn naar Kristiansand werd het voornamelijk naar Duitsland geëxporteerd. Voor de periode 1898-1934 werd de totale lokale veldspaatproductie op 30 000 ton geschat. Kwarts vond dan weer een industriële toepassing als smeltmiddel bij de koper- en nikkelraffinage voor de naburige Flåt-nikkelmijnen, even ten noordoosten van Evje. Die waren actief van 1872 tot 1946 en golden voor een tijd als de grootste van Europa, kortstondig zelfs van de wereld.

Occasionele vondsten van gadoliniet-(Y) in enkele van die pegmatieten waren al bekend uit de vroege jaren 1900 en concentreerden zich vooral in de regio Frikstad. Zo staat beschreven hoe in een kleine veldspaatgroeve op een lokale boerderij in de winter van 1906 zowat 600 kg gadoliniet-(Y) werd gedolven, en hoe op een andere boerderij één enkele massa van 120 kg werd bovengehaald. In 1934 werd gerapporteerd dat er in de omgeving Frikstad diverse dergelijke kleine groeven in operatie waren: 11 daarvan werden nader beschreven waarbij ze werden aangeduid als “Frikstad #1 tot #11”. Frikstad #7 was een veldspaat/kwartsgroeve en stond bekend als Slobrekka – genoemd naar de heuvel waar ze zich situeerde. Het was een grote, gangvormige pegmatiet die zich in oost-west richting uitstrekte, parallel aan de zuidhelling van de heuvel. Hier werden de gebruikelijke kwarts en veldspaat gewonnen, maar wat accessorische mineralen betreft was dit zowat de rijkst bekende pegmatiet van Iveland. Tegen 1934 werd er ongeveer 2000 kg gadoliniet-(Y) gevonden, waarvan 500 als één massieve brok. Voor de boeren was het een flink winstgevende bezigheid: alle gadoliniet ging naar de productie van yttrium dat toen nog zeer duur was. Het spreekt vanzelf dat ze daarbij voor de grote massa’s gingen – reden waarom grotere stukken uit die tijd zo goed als verdwenen zijn. Kleinere kristallen van enkele centimeter waren economisch niet interessant en belandden op de storthopen. Daarnaast werden er ook nog enkele honderden kilo’s aeschiniet-(Y) – een complex yttrium-lanthaan-calcium-thorium-titanium-niobium oxide – ontgonnen.

Kristallografisch gezien behoort gadoliniet-(Y) tot het monoklien kristalstelsel, prismatische 2/m klasse. Met een beta-hoek van 90,31° leunt het echter wel heel sterk tegen het orthorombisch stelsel aan. Figuur 2 illustreert een typisch kristal.


Figuur 2 : gadoliniet-(Y) VESTA kristaltekening

Het specimen van foto 1 is afkomstig uit de verzameling van André Debrun (†), een gereputeerde verzamelaar uit Seilles, waar het fungeerde als een pièce de résistance. Het is een cluster van (minstens) vier kristallen waarop diverse kristalvlakken zeer goed waar te nemen zijn. Zijn claim to fame heeft het vooral aan zijn grootte te danken: 160 x 110 x 85 mm bij een gewicht van 2370 gram is eerder uitzonderlijk. Ofwel is het één van de (uiterst) zeldzame overlevenden die in de commerciële ontginningsperiode over het hoofd werd gezien, ofwel was het na de openstelling van de groeve voor het publiek in 2002 ooit een supervondst. Matrixmateriaal is nagenoeg afwezig en de densiteit laat zich bij een volume van 550 ml (bepaald door onderdompeling in een gegradueerde beker water) berekenen op 4,3: zeer dicht bij de 4,36 – 4,77 uit de literatuur, wat alvast wijst in de richting van vrij zuiver gadoliniet-(Y). Ter verdere controle van deze identificatie werd een SEM/EDX analyse uitgevoerd (figuur 3). Daaruit blijkt duidelijk dat het hier wel degelijk om gadoliniet-(Y) gaat: naast het overwegende yttrium (Y – 25 at%) zijn ook de zeldzame aarden cerium (Ce- 3 at%) , neodymium (Nd – 4 at%)), Samarium (Sm – 3 at%) en Gadolinium (Gd – 3 at%) in goed aantoonbare hoeveelheden aanwezig. Verder kloppen ook de vereiste verhoudingen Y + zeldzame aarden/Si /Fe (in at%), die goed in de buurt van de theoretische waarden 2/2/1 komen – dit alles uiteraard rekening houdend dat SEM/EDX een semi-kwantitatieve techniek is en dat de lichte elementen zuurstof en beryllium hiermee niet kunnen worden aangetoond.


Figuur 3: SEM/EDX analyse

De kleur aan de buitenkant van het specimen is lichtbruin met glinsterende restanten mica. Inwendig variëren de kristallen van diep groenzwart/bruinzwart naar glinsterend zwart in de kern (waarneembaar op de achterkant van het specimen). Het is licht radioactief wat wijst op een gering uranium en/of thoriumgehalte, wat niet uitzonderlijk is voor deze vindplaats. De inwendige structuur van de kristalkernen is mogelijks metamict: door langdurige bestraling van het ingesloten uranium/thorium is schade aan de kristalstructuur ontstaan.

In de herfst van 2002 werd de toen al sinds geruime tijd inactieve Slobrekka-groeve – na enkele aanpassingswerken zoals het verstevigen van de wanden uit veiligheidsoverwegingen – geopend voor het mineralenverzamelend publiek. Een toegangsticket – inclusief een folder met kaartje van de regio – kostte omgerekend ongeveer 5 Euro, een familieticket het dubbele. Sindsdien werden zowel op de voormalige storthopen als in de groeve herhaaldelijk goedgevormde en vlakkenrijke gadoliniet-(Y) kristallen gevonden tot zelfs 4 - 6 centimeter groot. Grote massa’s daarentegen waren niet meer aan de orde van de dag: blijkbaar hadden de boeren hun zoekwerk grondig uitgevoerd. Daarnaast werden er ook goede specimens gevonden van aeschiniet-(Y), magnetiet, muscoviet, albiet en een spessartien/almandien mengvorm. Het originele plan was om op regelmatige tijdstippen met behulp van springstoffen nieuw materiaal bloot te leggen ten behoeve van de verzamelaars. Momenteel (begin 2024) is - volgens informatie verstrekt door Ron Werner van het Evje en Hornnes Geomuseum in het naburige Fennefoss - de groeve helaas officieel gesloten voor bezoekers.

Met dank aan Paul Tambuyser voor de VESTA kristaltekening
alfabetische index