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

VILLIAUMIET

Koashva Open Pit (Vostochnyi Mine), Koashva Mt, Khibiny Massif, Murmansk Oblast, Rusland


Foto1


Foto 2



Schijn bedriegt. Villiaumiet is weer een van die mineralen met een uiterst eenvoudige chemische formule (NaF – natriumfluoride, het kan moeilijk nog simpeler), waaruit je zou kunnen besluiten dat het in de natuur wel veelvuldig zal voorkomen maar niets is minder waar. Het is zeldzaam, met weliswaar redelijk wat vindplaatsen, maar daar komt het meestal enkel in kleine hoeveelheden en als kleine korreltjes voor. Voor iets grotere deeltjes moet je naar het bekende Mont Saint Hilaire in Quebec, Canada of naar de Aris phonolietgroeve bezuiden Windhoek in Namibia (waar MKA’ers het zelf kapten op de MKA reizen daarheen). Maar voor het echt grotere werk heb je geen keuze: dat wordt óf het Khibyni óf het Lovozero massief, beide op het Russische Kola schiereiland. Nochtans kan fluor zelf absoluut niet als zeldzaam worden beschouwd: op de CRC Handbook of Chemistry and Physics lijst van elementen in de aardkorst volgens abundantie staat het op de dertiende plaats met een gemiddelde concentratie van 585 ppm. In de natuur gaat het leeuwendeel daarvan echter naar de wateronoplosbare vormen fluoriet en fluorapatiet.

Villiaumiet werd genoemd naar de Franse koloniale artillerieofficier Maxime Villiaume. Die verzamelde rond het begin van de twintigste eeuw tijdens zijn dienst nogal wat mineralen (hij had daarvoor beroepsmatig de nodige springstof tot zijn beschikking) in zowel Noord Madagascar als op het Rouma eiland voor de kust van het toenmalige Frans Guinea (de type locality voor villiaumiet!). Hij bezorgde zijn ontdekkingen aan de Franse mineraloog Alfred Lacroix, die een van de nieuwe species naar hem vernoemde. Het is goed wateroplosbaar (40 gram per liter bij 20 C°) – reinigen van specimens in een ultrasoonbad is dus bepaald geen goed idee, tenzij je wilt weten hoe een matrix zonder villiaumiet er uitziet. Om dezelfde reden komt het mineraal dan ook enkel voor op diepere niveaus, waar het minder werd blootgesteld aan verwering. De kleur varieert van oranje over roze, karmijnrood en dieprood naar bijna zwart. Zuiver natriumfluoride is nochtans kleurloos: er wordt aangenomen dat de kleur veroorzaakt wordt door structurele defecten, zelf ontstaan door natuurlijke bestraling. Volgens recente studies zou de rode kleur te wijten zijn aan het voorkomen van metallische natrium-nanopartikels met een diameter van 2,5 tot 3 nanometer. Op een analoge manier wordt de kleur van sommige halietspecimens (uit bijvoorbeeld Wintershall in Heringen, Duitsland) verklaard: vervangen van fluor door chloor resulteert daar in een blauwe tot paarse in plaats van een rode kleur.

Villiaumiet vind je op Kola zowel in de Khibiny als de Lovozero bergmassieven – beide liggen op amper 50 km van elkaar. De Koashva open pit situeert zich in het Khibiny gebergte, op een twintigtal km ten oosten van Kirovsk en 150 km ten zuiden van de havenstad Moermansk aan de Noordelijke IJszee. De naam is afkomstig uit het Sami - de taal van de inheemse bewoners van Noord Scandinavië en Kola, de vroegere Lappen dus maar dat mag (ook al) niet meer vanwege beledigend - en betekent “de berg aan het moeras”. In de regio komen uitgebreide en buitengewoon rijke (tot 45-50%) apatietafzettingen voor - een derde daarvan bestaat uit rijk erts (tot 27%). Een en ander werd al rond 1930 ontdekt maar oorspronkelijk werd gedacht dat uitbating – boven de poolcirkel, in een toendra die in het korte zomerseizoen behoorlijk moerassig kan worden - niet economisch te verrechtvaardigen was. Latere meer uitgebreide prospecties leidden echter tot het herzien van die mening: in 1960 werden de eerste boringen uitgevoerd en in 1978 startte de commerciële exploitatie. Toen kwam alles in een stroomversnelling: tegen 2013 was “de put” al 3800 m lang bij 1300 m breed en tot 500 m diep en was er in totaal al 120 000 000 ton erts gewonnen. De jaarproductie bedroeg toen 3 000 000 ton erts en is nu in handen van Apatit JSC (Joint Stock Company), op zowel Russisch als op wereldniveau een van de grootste producenten van fosfaat voor de kunstmestproductie.

De lijst met mineralen van Koashva is op zijn minst indrukwekkend: in october 2021 stond de teller al op 114 en voor 29 daarvan was het type locality. Villiaumiet is een daarvan maar het wordt er echter maar zeer uitzonderlijk gevonden, in “nesten” tot 50 cm diameter gevuld met grote monokristallijne blokken met een perfecte kubische splijting -de meeste specimens in omloop zijn dan ook splijtstukken. Het komt ook sporadisch voor in de afzettingen van Lovozero, maar daar zijn de kristallen van een duidelijk mindere kwaliteit. Hier vind je vooral elatoliet: een villiaumiet variëteit die in het matrixgesteente een speciale skeletvormige groei vertoont die ietwat op gestileerde naaldboompjes lijkt.

Het specimen van de foto’s (80 x 65 x 55 mm) kocht ik in 1999 van Georges Claeys die rond die tijd blijkbaar zelf goede Russische contacten had. Je moest toen specimens bij hem bestellen zonder dat je die ooit had gezien want een goed draaiende commerciële internethandel bestond toen nog niet. Het is afkomstig van de Koashva Open Pit ontginning, waar zowel in het begin als op het einde van de negentiger jaren goede villiaumietvondsten werden gedaan – met de timing zit het dus wel OK. Villiaumiet kristalliseert in het kubisch stelsel: de kristalhabitus van het specimen bestaat uitsluitend uit goedgevormde donkerrode kubussen met ribben tot maximaal 15 mm en de drie splijtrichtingen zijn goed waar te nemen. Aan de geparketteerde structuur van de meeste vlakken is duidelijk te zien dat het hier wel degelijk om gave kristallen en niet om splijtstukken gaat, wat het specimen vrij uitzonderlijk maakt. Tussen en rond de kristallen zit een laagje witgeel materiaal: dat zou een mengsel zijn van waterhoudende natriumcarbonaten die zich vormen wanneer het natriumfluoride reageert met het CO₂ uit de lucht. Dat is weliswaar een trage reactie maar toch wordt in de literatuur aangeraden om villiaumiet specimens onder paraffineolie te bewaren. Ik verkies zelf luchtdicht afgesloten plastic dozen, een praktijk die zich tot nog toe als afdoende heeft bewezen.

Minstens even interessant als de villiaumiet zelf is de matrix, die bijna integraal uit langgerekte witgrijze kristallen bestaat. Aangezien natroliet op de vindplaats vrij frequent voorkomt – zelfs in uitermate grote kristallen – nam ik dat dan ook als een eerste beredeneerde gok aan. Groot was echter mijn verrassing toen via het onvolprezen MKA externe analyseprogramma (SEM/EDX en XRD – Raman werkt hier niet vanwege de overmatige fluorescentie onder de gebruikte laser) bleek dat het hier zonder enige twijfel om pectoliet gaat: weliswaar geen onbekende in Koashva, maar dan ook weer niet zo frequent als matrixvormend mineraal. Verder vertoont de matrix diverse spots met een stevige fluorescentie – zowel onder SW (roodachtig) als LW/UV (blauwviolet en sterk oranje): hier is duidelijk nog werk aan de winkel voor zowel fluo-fanaten als micromounters.

Natriumfluoride (en dus ook villiaumiet) zijn vrij giftig: de LD₅₀ (de dosis voldoende om de helft van een proefpopulatie om zeep te helpen) bedraagt ongeveer 50mg/kg, dus zowat 3 tot 4 gram per persoon. Ter vergelijking: een hard klontje van onze goede oude Tiense suiker weegt er 4,25. Het gif wordt door het lichaam snel en uitgebreid geadsorbeerd. Nochtans is fluor tegelijk ook onontbeerlijk voor het menselijk leven, maar dan enkel in kleine dosissen. Een gemiddeld volwassen lichaam bevat er tussen de 3 à 6 gram van (dus ruim voldoende om het te doden moesten die in éénmaal worden ingenomen), voornamelijk in tanden en beenderen. Daar reageert het met het aanwezige calciumfosfaat tot het veel hardere fluorapatiet, het hoofdbestanddeel van het beschermende glazuur dat tanden zo sterk maakt. Normaal volstaat een gebalanceerde voeding voor een voldoende fluoropname, maar om op veilig te spelen wordt het in veel landen (zoals Canada, VS, Australië, GB maar niet meer in België of Nederland) ook nog eens toegediend – weliswaar in uitermate kleine concentraties - als additief in drinkwater en in sommige voedingswaren. Gaatjes in het tandglazuur (het bekende cariës) die ontstaan door de werking van zuren – zelf gevormd door bacteriën - kunnen zo tijdig gedicht worden, voordat de hele tand eraan gaat. Bepaalde individuen vinden in dergelijke overheidsacties dan snel weer een dankbaar onderwerp voor allerhande samenzweringstheorieën, de ene al idioter dan de andere – maar met het COVID19 vaccin hebben velen daarvan ondertussen een ander been gevonden om op te knagen.

Maar “trop, c’est trop” – om een gewezen Belgische eerste minister/charcutier nog eens te citeren. Boeren in vulkanische streken weten al sinds eeuwen dat vee dat wordt gegraasd op weiden waarop (fluoriderijke) vulkanische as terechtkwam, kreupel en ziek wordt. En toen in 1943 in de grootkeuken van een Amerikaans hospitaal natriumfluoride werd gebruikt om roereieren op smaak te brengen werden 163 patiënten ernstig ziek terwijl er uiteindelijk 47 het niet meer konden navertellen. Het dodelijke goedje – een insecticide tegen ratten, mieren en kakkerlakken op basis van 80% fluoride, dat toen nog in de VS vrij verkrijgbaar was - werd per vergissing omgewisseld met het keukenzout en had zo zijn weg naar de keuken gevonden.

Villiaumiet specimens horen bijgevolg absoluut niet thuis in kinderhanden: de aantrekkelijke rozerode kleur kan aan snoepgoed herinneren en de verleiding om er aan te likken kan groot zijn. En hou ze veiligheidshalve ook maar weg uit de keuken zodat ze niet per vergissing worden gebruikt om je omelet of je frieten mee te zouten.
alfabetische index