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Lumineszierende Mineralien

Deutschland ist ein Geologisch reich strukturiertes Land mit einer großartigen Bergbautradition. In vielen Gegenden finden sich geologische Sehenswürdigkeiten, Schaubergwerke, Mineralien- und Fossilienfundstellen die nur auf einen Besuch warten. Die Museen vieler Städte und Universitäten besitzen Mineraliensammlungen mit zum Teil einmalig schönen Fundstücken. Eine Besonderheit einiger Mineralien zeigen die sogenannten UV-Kabinette, in denen man bestimmte Mineralien mit Ultraviolettem Licht bestrahlt, wodurch sie zur Emission von Lumineszenzlicht angeregt werden. Die Lumineszenz von Mineralien kann entweder durch die Baugruppen der Mineralien selbst (intrinsische Lumineszenz) oder durch eingebaute Fremdionen (extrinsische Lumineszenz) verursacht werden. Im Gegensatz zu organischen Lumineszenzfarbstoffen ist es bei Mineralien schwierig zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz zu unterscheiden. Mineralien wie der Aragonit zeigen mitunter ein deutliches, für die Phosphoreszenz typisches, Nachleuchten. Zusätzlich gibt es bei verschiedenen Proben auch noch unterschiedliche Emissionsfarben je nach dem ob man mit kurzwelligen oder langwelligen UV Licht anregt. Die abgebildete Probe zeigt bei kurzwelliger Anregung nicht nur eine Blaue Emission, sie leuchtet auch noch etwa 20 s nach. Man erkennt auch, dass die blaue Emission an anderen Stellen der Probe erfolgt als die rosa Emission.
Calcit bestrahlt bei 254 nm Calcit bestrahlt bei 254 nm, ca. 10 s Nachleuchten
In den Lewis and Clark caverns im US Bundesstaat Montana gibt es einen ganzen Höhlenabschnitt der aus durchscheinenden Aragonit besteht. Wird das Licht gelöscht, ist die Caverne ausschließlich durch das geisterhafte rosa Phosphoreszenzlicht des Aragonits erleuchtet, ein Traum ! Ebenfalls in den USA liegt eine der bekanntesten Fundstellen für fluoreszierende Mineralien, der Franklin Distrikt im US- Bundesstaat New Jersey. Von hier kommen wundervolle Mineralstufen, teiweise mit zwei oder gar drei verschiedenen Emissionsfarben.
Willemit unter UV Licht Willemit unter UV Licht
Ein nur 2 cm großer Micromount aus meiner Sammlung mit einer Zweifarbenemission basierend auf Sphalerit

Das wohl in Deutschland häufigste Lumineszierende Mineral ist Fluorit (CaF2). Fluorit wird als sogenannter Flußspat abgebaut und in der Metallurgie als Fliessmittel verwendet. Wichtige Flußspatreviere befinden sich im Erzgebirge, im Vogtland und in der Oberpfalz. Fluorit kommt in den Unterschiedlichsten Farbvariationen vor. Die Palette reicht von fast farblos, über schwach grün, violett in unterschiedlichen Intensitäten, bis zu schwarz. Die Farbe und möglicherweise auch die Fluoreszenz des Minerals werden durch Verunreinigungen mit anderen Ionen (Y3+, Ce4+, Mn2+, Eu2+) hervorgerufen. Der Fundort in Wiedersberg (Vogtl.) liefert Handstücke in den Farben hellgrün bis violett, meist mit einer schönen Fluoreszenz.

Fluorit, Grube Fluorit, Grube "Hertha" Wiedersberg, Vogtl.

Fluorit zeigt neben seiner Fluoreszenz auch eine schöne und leicht zu beobachtende Thermolumineszenz. Dabei wird ausgenutzt, dass sich im Verlauf langer erdgeschichtlicher Zeiträume, durch die natürliche Radioaktivität oder durch Höhenstrahlung, Gitterstörungen im Mineral anreichern. Erhitzt man eine solche Mineralprobe über seine Sprungtemperatur hinaus, so wird die in den Gitterstörungen enthaltene Energie freigesetzt, oft unter Lichtemission. Erhitzt man z. B. ein Stück Fluorit mit einem Gasbrenner in einem Reagenzglas, so fängt es an zu zerspringen und wandelt sich unter Lichtaussendung in ein relativ farbloses Pulver um. Das Pulver ist immer noch Fluorit zeigt aber keine Lumineszenz mehr. Diese Thermolumineszenz kann zur Altersbestimmung von gebrannten Materialien verwendet werden.

Thermolumineszenz von Fluorit Thermolumineszenz von Fluorit auf der Heizplatte bei über 300C
Meine kleine Sammlung an UV - Mineralien enthält noch weitere Stücke die durch Zukauf, als Geschenk oder als Urlaubsmitbringsel dazugekommen sind. Letztlich gehören auch lumineszierende Gläser und Metallsalze dazu.
Aragonit aus Sizilien Aragonit aus Sizilien
fluoreszierender Bernstein aus der Dominikanischen Republik fluoreszierender Bernstein aus der Dominikanischen Republik
Die Friedrich-Schiller-Universität hat eine sehr schöne, öffentlich zugängliche Mineraliensammlung. Das UV-Kabinett beinhaltet wirklich sehenswerte lumineszierende Mineralien aus aller Welt und natürlich auch aus Thüringen. Die wohl schönste Mineraliensammlung in Europa und wahrscheinlich auch in der Welt befindet sich in Freiberg (Sachsen). Im restaurierten Schloss bietet die Ausstellung terra mineralia über 3500 Mineralienstufen von ausgesprochen hoher Qualität und einmaliger Schönheit. Bemerkenswert für mich waren die vielen Fluorite, mit allen möglichen Farben und Formen und Einzelkristallen mit unglaublichen Kantenlängen. Natürlich gibt es auch ein UV Kabinett mit vielen schönen, fluoreszierenden Mineralien.

1. E. Klein, F. Höhle, H.-Lorenz, Neue Holzopale vom Wintermühlenhof im Siebengebirge, Mineralien-Welt 4 (2006) 38-42