Witherit
| Witherit | |
|---|---|
| Allgemeines und Klassifikation | |
| IMA-Symbol |
Wth<ref name="Warr" /> |
| Andere Namen |
|
| Chemische Formel | Ba[CO3] |
| Mineralklasse (und ggf. Abteilung) |
Carbonate und Nitrate – Carbonate ohne zusätzliche Anionen; ohne H2O |
| System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana |
Vb/A.04 V/B.04-030<ref name="Lapis" /> 5.AB.15 14.01.03.02 |
| Ähnliche Minerale | Cerussit, Quarz<ref name="Klockmann" /> |
| Kristallographische Daten | |
| Kristallsystem | orthorhombisch |
| Kristallklasse; Symbol | orthorhombisch-dipyramidal; 2/m2/m2/m<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
| Raumgruppe | Pmcn (Nr. 62, Stellung 5)<ref name="StrunzNickel" /> |
| Gitterparameter | a = 5,312 Å; b = 8,896 Å; c = 6,428 Å<ref name="Chang et al 1996" /> |
| Formeleinheiten | Z = 4<ref name="Chang et al 1996" /> |
| Häufige Kristallflächen | {110}, {021}, {001}, {111}<ref name="Klockmann" /> |
| Zwillingsbildung | Durchdringungsdrillinge nach (110)<ref name="Klockmann" /> |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mohshärte | 3 bis 3,5<ref name="Palache et al 1951" /> |
| Dichte (g/cm3) | 4,22 bis 4,31 (gemessen); 4,24 bis 4,29 (berechnet)<ref name="Handbookofmineralogy" /> |
| Spaltbarkeit | deutlich nach {010}, undeutlich nach {110} und {112}<ref name="Palache et al 1951" /> |
| Bruch; Tenazität | uneben<ref name="Palache et al 1951" />; spröde<ref name="Klockmann" /> |
| Farbe | farblos, weiß, grau mit gelegentlich blassgelbem, blassbraunem oder blassgrünem Stich; im Durchlicht farblos<ref name="Palache et al 1951" /> |
| Strichfarbe | weiß<ref name="Palache et al 1951" /> |
| Transparenz | durchscheinend bis durchsichtig<ref name="Palache et al 1951" /> |
| Glanz | Glasglanz oder matt, auf Bruchflächen Harzglanz oder Fettglanz<ref name="Palache et al 1951" /><ref name="Klockmann" /> |
| Kristalloptik | |
| Brechungsindizes | nα 1,529<ref name="Chang et al 1996" /> nβ 1,676<ref name="Chang et al 1996" /> nγ 1,677<ref name="Chang et al 1996" /> |
| Doppelbrechung | δ 0,148<ref name="Chang et al 1996" /> |
| Optischer Charakter | zweiachsig negativ<ref name="Chang et al 1996" /> |
| Achsenwinkel | 2V = 16°<ref name="Chang et al 1996" /> |
| Weitere Eigenschaften | |
| Chemisches Verhalten | in verd. HCl unter Sprudeln gut löslich |
| Besondere Merkmale | gesundheitsschädlich<ref name="Klockmann" />; fluoresziert und phosphoresziert unter UV-, Elektronen- und Röntgenstrahlung<ref name="Palache et al 1951" /> |
Witherit ist ein eher selten vorkommendes Bariumcarbonat-Mineral aus der Mineralklasse „Carbonate und Nitrate“ (ehemals Carbonate, Nitrate und Borate). Es kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung Ba[CO3],<ref name="StrunzNickel" /> ist also chemisch gesehen ein Barium-Carbonat.
Witherit entwickelt aufgrund von Zwillingsbildung überwiegend dipyramidale, pseudohexagonale Kristalle bis zu 12 cm Größe, seltener auch traubige bis kugelige, säulig-faserige, körnige oder massige Mineral-Aggregate, die entweder farblos oder durch Verunreinigungen weiß, grau oder gelblich gefärbt sein können.
Die Typlokalität des Witherits ist das „Bloomsberry Horse Level“ der „Brownley Hill Mine“ (Koordinaten der Brownley Hill Mine
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|region=GB-ENG
|type=landmark
}}) bei Nenthead in der Civil Parish Alston Moor, Unitary Authority Westmorland and Furness, Grafschaft Cumbria in England im Vereinigten Königreich.
Etymologie und Geschichte
Das Mineral wurde erstmals 1783 von William Withering, einem britischen Botaniker und Arzt, in einer Fußnote seiner Übersetzung der „Sciagraphia Regni Mineralis“ von Torbern Olof Bergman als Terra Ponderosa aërata genannt: „I have lately discovered a specimen of terra ponderosa aerata got out of a mine in this kingdom. It is very pure and in a large mass.“<ref name="Withering 1783" />
Erstmals beschrieben wurde der Witherit 1784 ebenfalls von William Withering in den Philosophical Transactions of the Royal Society of London:<ref name="Withering Kirwan 1784" />
“This substance was got out of a lead-mine at Alston-Moor, in Cumberland. I first saw it in the valuable collection of my worthy and ingenious friend Matthew Boulton, Esq. at Soho; who, when he picked it up; conjectured from its weight that it contained something metallic. About two years ago I saw it in his possession; and partly from its appearance, being different from that of any calcareous spar I had seen, and partly from its great weight, I suspected it to be the spatum ponderosum.”
„Diese Substanz wurde aus einer Bleigrube in Alston-Moor in Cumberland gewonnen. Ich sah sie zum ersten Mal in der wertvollen Sammlung meines würdigen und genialen Freundes Matthew Boulton, Esq., in Soho, der, als er sie aufhob, aufgrund des Gewichts vermutete, dass sie etwas Metallisches enthielt. Vor ungefähr zwei Jahren habe ich sie in seinem Besitz gesehen und teils aufgrund ihres Aussehens, das sich von jedem je von mir gesehenen kalkhaltigen Spat unterschied, und teils aufgrund ihres großen Gewichts vermutete ich, dass es sich um das Spatum Ponderosum handelte.“
Die Ansicht, dass Witherings Stufe nicht aus Alston Moore, sondern aus Anglezarke in Lancashire kommt, stammt von James Watt Jr. Dieser nannte es Aerated Barytes und schrieb: „Er [Withering] wurde jedoch hinsichtlich des Ortes, von dem die Stufe stammt, falsch informiert. Seiner Vermutung zufolge war das Alston Moore – nach meinem Wissen wurde solches Material dort aber nie gefunden. Seitdem hat er mir mitgeteilt, dass er glaubt, dass die Stufe aus der gleichen Mine von Anglezark stammt, die Gegenstand des vorliegenden Berichts ist.“<ref name="Watt 1790" /> Die Autorität von Watt, das Vorkommen von Witherit in Alston Moor anzuzweifeln, ist fraglich, da dessen dortiges Vorkommen seit langem bekannt ist. Der Sinneswandel von Withering selbst bezüglich der Herkunft seines Materials scheint nur ein Glaubenswandel gewesen zu sein. Eine endgültige Lösung des Problems ist offensichtlich nicht möglich – die Annahme von Anglezark(e) als Typlokalität des Witherits ist jedoch deutlich fraglicher als die von Alston Moor.<ref name="Turner 1963" />
Bereits im Jahre 1789 hatte Abraham Gottlob Werner diese Substanz William Withering zu Ehren als Witherit bezeichnet.<ref name="Hoffmann 1789" /> Ein Jahr später führte er dazu aus: „Ich habe auch in neuerer Zeit […] die vom Herrn Dr. Withering in England entdeckte neue Gattung des Schwererdengeschlechts, nämlich die mit Luftsäure gesättigte Schwererde, ihm als Erfinder und Untersucher zu Ehren, Witherit genannt …“<ref name="Werner 1790" /> Der irische Chemiker Richard Kirwan hatte das Mineral 1794 als Barolith<ref name="Kirwan 1794" /> bezeichnet, der schottische Chemiker Thomas Thomson beschrieb es 1836 – ohne auf den längst bekannten und als eigenständiges Mineral etablierten „Witherit“ einzugehen – als Sulphato-Carbonate of Barytes.<ref name="Thomson 1836" />
Typmaterial des Minerals ist ungeachtet der Erstbeschreibung durch Werner weder in der „Werner-Sammlung“ innerhalb der „Geowissenschaftlichen Sammlungen“ an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg in Freiberg, Sachsen, Deutschland, enthalten noch definiert, wie auch ein Blick in den „Typmineralkatalog Deutschland“ zeigt.<ref name="Typkatalog" />
Klassifikation
In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Witherit zur gemeinsamen Mineralklasse der „Carbonate, Nitrate und Borate“ und dort zur Abteilung der „Carbonate“, wo er zusammen mit Alstonit, Aragonit, Cerussit und Strontianit die „Aragonit-Reihe“ mit der Systemnummer Vb/A.04 innerhalb der Unterabteilung „Wasserfreie Carbonate ohne fremde Anionen“ bildete.
In der zuletzt 2018 überarbeiteten Lapis-Systematik nach Stefan Weiß, die formal auf der alten Systematik von Karl Hugo Strunz in der 8. Auflage basiert, erhielt das Mineral die System- und Mineralnummer V/B.04-030. Dies entspricht der Abteilung „Wasserfreie Carbonate [CO3]2−, ohne fremde Anionen“, wo Witherit zusammen mit Alstonit, Aragonit, Barytocalcit, Cerussit, Olekminskit, Paralstonit und Strontianit die „Aragonitgruppe“ mit der Systemnummer V/B.04 bildet.<ref name="Lapis" />
Die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte<ref name="IMA-Liste-2009" /> 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Witherit in die um die Borate reduzierte Klasse der „Carbonate und Nitrate“ und dort in die Abteilung „Carbonate ohne zusätzliche Anionen; ohne H2O“ ein. Diese ist weiter unterteilt nach der Gruppenzugehörigkeit der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Erdalkali- (und andere M2+) Carbonate“ zu finden ist, wo es nur noch zusammen mit Aragonit, Cerussit und Strontianit die „Aragonitgruppe“ mit der System-Nr. 5.AB.15 bildet.
In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana hat MineralName die System- und Mineralnummer 14.01.03.02. Dies entspricht wie in der alten Strunz-Systematik der gemeinsamen Klasse der „Carbonate, Nitrate und Borate“ und dort der Abteilung „Wasserfreie Carbonate“, wo das Mineral zusammen mit Aragonit, Cerussit und Strontianit in der „Aragonitgruppe (Orthorhombisch: Pmcn)“ mit der Systemnummer 14.01.03 innerhalb der Unterabteilung „Wasserfreie Carbonate mit einfacher Formel A+CO3“ zu finden ist.
Chemismus
Mikrosondenanalysen an Witherit von Anglezarke in Lancashire lieferten 77,15 % BaO; 0,08 % CaO; 0,68 % SrO; 22,50 % CO2 (aus der Stöchiometrie berechnet) sowie 0,0 % PbO (Summe 100,41 %).<ref name="Baldasari Speer 1979" /> Auf der Basis von 3 Sauerstoff-Atomen errechnet sich daraus die empirische Formel (Ba0,99Sr0,01)Σ=1,00CO3, die sich zu BaCO3 idealisieren lässt.<ref name="Handbookofmineralogy" /> Diese idealisierte Formel erfordert 77,70 % BaO und 22,30 % CO2.<ref name="Handbookofmineralogy" />
Andere Analysen (z. B. in Arthur Baldasari & J. Alexander Speer 1979<ref name="Baldasari Speer 1979" />) zeigen, dass Witherit zumeist reines BaCO3 ist. In signifikanten Mengen wird Barium lediglich von Strontium (maximal 6,06 % SrO<ref name="Baldasari Speer 1979" />) substituiert, Calcium kann ebenfalls vorhanden sein, allerdings in nur sehr untergeordnetem Maße.<ref name="Baldasari Speer 1979" /><ref name="Chang et al 1996" /> Gelegentlich sind geringe Eisen- und Sulfatgehalte nachgewiesen worden.<ref name="Weiner Hochleitner 1987" /> Blei und Magnesium ist in den vorhandenen Analysen nicht enthalten.<ref name="Baldasari Speer 1979" /><ref name="Chang et al 1996" />
Die alleinige Elementkombination Ba–C–O weist unter den derzeit bekannten Mineralen lediglich Witherit auf. Chemisch ähnlich sind Alstonit, Paralstonit und Barytocalcit, alle BaCa(CO3)2; sowie Norsethit, BaMg(CO3)2.<ref name="Mindat Chemie" /> Aus chemischer Sicht ist Witherit das Barium-dominante Analogon zum Ca-dominierten Aragonit, zum Sr-dominierten Strontianit und zum Pb-dominierten Cerussit. Experimentell wurden vollständige Mischkristallreihen zwischen BaCO3 und PbCO3 nachgewiesen – jedoch erst oberhalb relativ hoher Temperaturen.<ref name="Chang et al 1996" /> Auch im System CaCO3-SrCO3-BaCO3 bildet der Aragonit-Strukturtyp bei 15 kbar und 550 °C eine vollständige Mischkristallreihe, beginnend von BaCO3 über SrCO3 zu CaCO3.<ref name="Chang et al 1996" /> In der Natur existiert keine vollständige Mischkristallreihe zwischen Witherit und Strontinanit. Diese Mischungslücke resultiert entweder aus der Differenz zwischen den Ionenradien von Barium (135 pm) und Strontium (118 pm) oder aber aus der Tatsache, dass Fluide, aus denen sowohl Sr als auch Ba gemeinsam ausgefällt werden können, nicht existent sind.<ref name="Speer 1983" />
Kristallstruktur
Witherit kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem in der Raumgruppe Pmcn (Raumgruppen-Nr. 62, Stellung 5)<ref name="StrunzNickel" /> mit den Gitterparametern a = 5,312 Å, b = 8,896 Å und c = 6,428 Å sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle.<ref name="Chang et al 1996" /> Die Kristallstruktur des Witherits wurde erstmals 1935<ref name="Colby LaCoste 1935" /> bestimmt und seitdem mehrere Male verfeinert. Die modernste Arbeit stammt von Yu Ye, Joseph R. Smyth und Paul Boni<ref name="Ye et al 2012" /> – nach ihren Daten wurde die nebenstehende räumliche Darstellung der Witherit-Struktur gezeichnet. BaCO3 ist polymorph. Der rhombische Witherit wandelt sich bei 802 °C in hexagonales BaCO3 und dieses bei 975 °C in kubisches BaCO3 um.<ref name="Chang et al 1996" /> Die Zersetzung von Witherit bzw. BaCO3 bei hohen Temperaturen zu entweder einer Schmelze oder aber zu BaO + CO2 hängt vom Druck des Kohlenstoffdioxids ab. Bei Temperaturen von 1060 °C und CO2-Partialdrucken von rund 670 Pa wird die Dissoziation des BaCO3 von der Aufschmelzung des entstehenden Oxids mit dem verbleibenden Carbonat zu einer Schmelze begleitet. Unterhalb dieser Temperatur zersetzt sich das BaCO3 zu BaO und CO2.<ref name="Baker 1964" /><ref name="Speer 1983" />
In der Kristallstruktur des Witherits, die der des Aragonits entspricht und der des Calcits ähnelt, liegen in der (001)-Ebene paarweise übereinander angeordnete dreieckige, um 60° gedrehte CO3-Gruppen, die durch M[9]-Kationen miteinander verbunden sind,<ref name="StrunzNickel" /> im Falle des Witherits also durch neunfach koordinierte Ba2+-Kationen. Anders ausgedrückt folgen in Richtung der c-Achse [001] auf Schichten mit Ba2+-Ionen Schichten mit nahezu planaren, dreieckigen [CO3]2−-Gruppen. Vergleicht man die Aragonit- mit der Calcit-Struktur zeigt sich, dass Verschiebungen der zweiwertig positiven Ionen wie Ba2+ gegenüber den Gitterplätzen der Calcit-Struktur sowie die Aufspaltung der [CO3]2−-Schichten zu Doppelschichten im Aragonit und den mit ihm isotypen Verbindungen zu einer Veränderung der Koordinationsverhältnisse führen. Während in der Calcit-Struktur jedes Ca2+-Ion oktaedrisch von sechs Sauerstoff-Ionen umgeben ist, finden sich in der Aragonit-Struktur unregelmäßige Koordinations-Polyeder aus neun O2−-Ionen.<ref name="Weiner Hochleitner 1987" />
Witherit ist isotyp (isostrukturell) mit seinen Ca-, Sr- und Pb-Analoga Aragonit, Strontianit und Cerussit.<ref name="StrunzNickel" />
Eigenschaften
Morphologie
Witherit bildet nur selten einfache, nach der c-Achse [001] kurz- bis langprismatische Kristalle, zu deren Tracht die Prismen {110}, {011}, {012} und {021}, das Basispinakoid {001} und das Pinakoid {010} sowie die rhombische Dipyramide {111} gehören.<ref name="Klockmann" /><ref name="Hochleitner et al 1996" /> Viel häufiger sind die durch die nahezu ständig vorhandene Zwillingsbildung nach (110) entstehenden, an Quarz-Dipyramiden (Hochquarz, Quarz-beta) erinnernden Durchdringungsdrillinge, die Größen bis zu 15 cm erreichen.<ref name="Handbookofmineralogy" /> Die Zwillinge bestehen aus zahllosen feinen Lamellen, stellen also polysynthetische Zwillinge dar.<ref name="Weiner Hochleitner 1987" /> Diese pseudohexagonalen Zwillinge variieren im Habitus ebenfalls von kurz- bis langprismatisch nach der c-Achse, wobei bei ersteren ein Prisma parallel der a-Achse wie {012} oder {021}, bei letzteren das Pinakoid {010} trachbestimmend ist. Schließlich existieren auch tafelige, spindel- bis tönnchenförmige und durch eine konvexe Basis sogar linsenförmige Zwillingskristalle. Die Morphologie der Witherit-Zwillingskristalle ist häufig „complex and obskur“.<ref name="Palache et al 1951" /> Die Kristallflächen sind durch Anätzung rau und horizontal gestreift.<ref name="Palache et al 1951" />
- Tracht und Habitus von Witherit-Kristallen
-
kurzprismatisch-flachtafelig
-
flachtafelig, nahezu linsenförmig
-
langprismatisch und stark glasglänzend
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kurzprismatisch, mit großem Basispinakoid und stark getreppt
-
quarzähnliche Drillinge
-
divergentstrahliges Aggregat, Grünfärbung durch Nickel
-
tönnchenförmiger Kristall
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nahezu kugeliges Aggregat mit stark gebogenen Flächen
Bekannt sind epitaktische (orientierte) Verwachsungen mit Baryt derart, dass Baryt mit [010]{102} parallel auf Witherit [100]{011} und {031} zu liegen kommt.<ref name="Palache et al 1951" />
Ferner kommt Witherit auch derb vor und entwickelt traubig-nierige bis kugelige (kollomorphe), strahlig-grobfaserige, körnige oder massige Mineral-Aggregate.<ref name="Palache et al 1951" /><ref name="Klockmann" />
Physikalische und chemische Eigenschaften
<templatestyles src="Mehrere Bilder/styles.css" />
Die Kristalle des Witherits sind farblos, (milchig)weiß oder grau mit gelegentlich blassgelbem, blassbraunem oder blassgrünem Stich.<ref name="Palache et al 1951" /> Ihre Strichfarbe ist hingegen immer weiß.<ref name="Palache et al 1951" /> Die Oberflächen der durchscheinenden bis durchsichtigen<ref name="Palache et al 1951" /> Kristalle zeigen einen charakteristischen glasartigen Glanz<ref name="Palache et al 1951" /> oder sind infolge von Anätzung matt<ref name="Machatschki 1953" />. Auf Bruchflächen ist Witherit harz- oder fettglänzend.<ref name="Palache et al 1951" /><ref name="Klockmann" /> Witherit besitzt entsprechend diesem Glasglanz eine mittelhohe Lichtbrechung (nα = 1,529; nβ = 1,676; nγ = 1,677) und eine sehr hohe Doppelbrechung (δ = 0,148).<ref name="Chang et al 1996" /> Im durchfallenden Licht ist der zweiachsig negative<ref name="Chang et al 1996" /> Witherit farblos und zeigt keinen Pleochroismus.<ref name="Chang et al 1996" />
Witherit weist eine deutliche Spaltbarkeit nach {010} und zwei undeutliche Spaltbarkeiten nach {110} und {112} auf.<ref name="Handbookofmineralogy" /> Aufgrund seiner Sprödigkeit<ref name="Klockmann" /> bricht das Mineral aber ähnlich wie Amblygonit, wobei die Bruchflächen uneben<ref name="Palache et al 1951" /> ausgebildet sind. Witherit besitzt eine Mohshärte von 3 bis 3,5<ref name="Palache et al 1951" /> und gehört damit zu den mittelharten Mineralen, die sich wie das Referenzmineral Calcit (Härte 3) mehr oder weniger leicht mit einer Kupfermünze ritzen lassen. Die gemessene Dichte für Witherit beträgt je nach Autor 4,22 bis 4,31 g/cm³<ref name="Handbookofmineralogy" />, die berechnete Dichte 4,24 bis 4,29 g/cm³<ref name="Handbookofmineralogy" />.
Witherit zeigt im langwelligen UV-Licht (365 nm) eine starke bläulichweiße Fluoreszenz, im kurzwelligen UV-Licht (254 nm) tritt eine mittelstarke bläulichweiße oder violettblaue Fluoreszenz auf.<ref name="Mineralienatlas" /><ref name="Database of luminescent minerals" /> Zumindest ein Teil der Aktivität wird durch den Aktivator Eu2+ verursacht, der für das Ba2+ in das Kristallgitter eintritt. Die Phosphoreszenz des Minerals wurde bereits 1903 beschrieben.<ref name="Kunz and Baskerville 1903" /> Sowohl im kurz- als auch im langwelligen UV-Licht ist eine starke bläulichweiße Phosphoreszenz zu erkennen.<ref name="Mineralienatlas" /><ref name="Database of luminescent minerals" /> Witherit fluoresziert und phosphoresziert ebenfalls unter Röntgenstrahlung und Elektronenstrahlung (z. B. unter dem Elektronenstrahl der Mikrosonde).<ref name="Palache et al 1951" /> Das Mineral ist ferner auch thermolumineszent.<ref name="Palache et al 1951" />
Das Mineral löst sich bereits in verdünnter Salzsäure, HCl, unter lebhaftem Brausen vollständig auf, nicht jedoch in konzentrierter HCl.<ref name="Kolbeck 1907" /> In verdünnter Schwefelsäure, H2SO4, ebenfalls leicht löslich unter sofortiger Ausfällung von Bariumsulfat. Witherit ist nur gering wasserlöslich und nicht hygroskopisch (wasseranziehend).<ref name="Sicherheit" /> Vor dem Lötrohr schmilzt Witherit zur Perle, brennt sich alkalisch und färbt die Flamme deutlich gelblichgrün. Mit Soda gemengt schmilzt er ebenfalls sehr leicht und zieht sich in die Kohle. Diese eingedrungene Masse gibt, auf Silberblech mit Wasser befeuchtet, keine Heparreaktion, sobald das Mineral und die Soda frei von Schwefelsäure sind.<ref name="Kolbeck 1907" />
Bildung und Fundorte
Bildungsbedingungen
<templatestyles src="Mehrere Bilder/styles.css" />
Witherit bildet sich in tiefthermalen, also niedrigtemperierten, Ganglagerstätten sowie hydrothermalen Verdrängungslagerstätten von Kalksteinen, typischerweise als Alterationsprodukt von Baryt. Insbesondere in den Lagerstätten im Norden Englands setzen diese Gänge durch kohlenstoffhaltige Gesteine. Begleitminerale sind hier unter anderem Baryt, Fluorit und Calcit sowie Galenit und Sphalerit. Daneben entsteht er auch kontaktmetasomatisch bei der Intrusion großer Plutone, wobei im Bereich des Kontakthofes des Plutons das Nebengestein durch Aufheizung und Wechselwirkungen mit heißen, wässrigen fluiden Phasen überprägt wird, wobei durch Lösungs- und Fällungsreaktionen neue Minerale wie z. B. Witherit gebildet werden. Die wichtigste dieser Lagerstätten ist die in den 1880er-Jahren entdeckte Barium-Lagerstätte der „El Portal Mine“ bei El Portal im Mariposa County in Kalifornien/USA.<ref name="Fitch 1931" /> Kann auch unter anoxischen Bedingungen sedimentär gebildet werden, wobei das Barium durch vulkanische heiße Quellen geliefert wird, selten aber auch in Kohleflözen.<ref name="Handbookofmineralogy" />
Neben den bereits genannten Mineralen kann Witherit auch von Alstonit, Barytocalcit, Siderit, Paralstonit und Strontianit begleitet werden.<ref name="Mindat" />
Als eher selten vorkommende Mineralbildung, die an verschiedenen Fundorten zum Teil reichlich vorhanden sein kann, insgesamt aber wenig verbreitet ist, wurde der Witherit bisher (Stand 2019) von rund 250 Fundpunkten beschrieben.<ref name="MindatAnzahl" /><ref name="Fundorte" /> Die Typlokalität des Witherits ist das „Bloomsberry Horse Level“ der „Brownley Hill Mine“ bei Nenthead in der Gemeinde (Civil Parish) Alston Moor, Unitary Authority Westmorland and Furness, Grafschaft Cumbria in England im Vereinigten Königreich.<ref name="Green et al 2000" /> Diese Grube ist ferner auch Typlokalität für Alstonit (1841) und Brianyoungit (1993).<ref name="Mindat Lokalität Brownley Hill Mine" />
Fundorte
Angesichts der großen Anzahl an Fundorten für Witherit können hier nur einige wenige, vor allem schöne Kristalle liefernde Lokalitäten erwähnt werden. Die schönsten Witherit-Stufen wurden in verschiedenen Lokalitäten in England („Rampgill Mine“ und andere Gruben im Alston Moor District) und Wales (Straßeneinschnitt bei Llantrisant), in der Rosebery Mine auf Tasmanien und insbesondere der „Minerva #2 Mine“ bei Rosiclare unweit Cave-in-Rock im Hardin Co. in Illinois/USA geborgen.<ref name="Mindat" />
Die besten Witherite Deutschlands stammen aus dem Gang Beryll, −1305-m-Sohle des Schachts 371, Revier Schlema-Hartenstein, Erzgebirgskreis, Sachsen. In Sachsen ferner aus der „Himmelsfürst Fundgrube“ bei Brand-Erbisdorf, Revier Freiberg, beide im Erzgebirge, sowie der „Grube Ludwig-Vereinigt Feld“ bei Schönbrunn unweit Oelsnitz im Vogtland und dem Cu-Pb-Ag-Bergbaubezirk Wolkenburg bei Limbach-Oberfrohna im Landkreis Zwickau. In Niedersachsen aus der Grube „Prinz Maximilian“ bei Sankt Andreasberg im gleichnamigen Bergbaurevier sowie der Grube „Glückauf“ (Hüttschentaler Gang) im Hüttschental bei Wildemann, Bad Grund unweit Clausthal-Zellerfeld, beide im Harz. Ferner von Schlackenhalden an der Richelsdorfer Hütte bei Süß unweit Nentershausen im Revier Richelsdorf (Richelsdorfer Gebirge), Hessen.
In Österreich wurde Witherit auf Schlackenhalden bei Waitschach unweit Hüttenberg, Region Friesach-Hüttenberg; bei Strabaleben in der Wurten, Innerfragant, Goldberggruppe in den Hohen Tauern; sowie im Steinbruch „Paule“, Mairist am Nordwestabhang des Magdalensberg-Massivs unweit Klagenfurt, alle in Kärnten, gefunden. Auch auf Schlackenhalden bei Kolm-Saigurn wie z. B. der „Astenschmiede“ im Gebiet Alteck-Hoher Sonnblick, Hüttwinkltal, Raurisertal, Hohe Tauern, und aus dem Schwarzleograben im Revier Schwarzleo, Hütten bei Leogang unweit Saalfelden, beide in Salzburg. Aus dem Eisenbergbau und der Grube „Sommerhalt“ (Schüttereck), Gollrad, sowie der „Sohlen Alp“ im Niederalpl, alle unweit Mariazell, der „Steinbauergrube“ bei Neuberg an der Mürz sowie dem Pb-Zn-Bergbaubezirk „Elisabeth“ bei Deutschfeistritz und dem Arzwaldgraben bei Waldstein, beide unweit Peggau, alle in der Steiermark. In Tirol von „St Gertraudi“, Brixlegg-Rattenberg, sowie im „Revier Ringenwechsel“ bei Schwaz, beide im Gebiet Brixlegg-Schwaz, Inntal in Nordtirol. Fundorte aus der Schweiz sind unbekannt.
Neben der Typlokalität für Witherit, der „Brownley Hill Mine“ (Bloomsberry Horse Level), liegen auch eine Reihe weiterer Fundorte für dieses Mineral in Großbritannien. Dazu zählen:
- in Westmorland and Furness, Cumbria, England:
- die „Rampgill Mine“ bei Nenthead; die „Blagill Mine“, die „Ayle Burn Vein“ und die „Nentsberry Haggs Mine“, alle bei Alston Moor; die „Dufton Fell Mine“ bei Dufton; das „Loppysike Level“ am Dun Fell bei Milburn; die „Bannerdale Graphite Mine“ bei Mungrisdale; die „Hilton Mine“ und die „Murton Mine“ bei Scordale unweit Murton sowie die „Greenside Mine“ bei Patterdale
- die „Old Potts Gill Mine“, Potts Gill, Caldbeck, Cumberland, Cumbria, England
- die „Settlingstones Mine“ bei Newbrough und die „Fallowfield Mine“, Acomb bei Hexham, beide in Northumberland, England
- die „Anglezarke Mines“ bei Chorley in Lancashire, England
- verschiedene Gruben bei Arkengarthdale, Richmondshire, North Yorkshire, England
- die „Morrison Mine“ bei Stanley, Co. Durham, England
- die „Snailbeach Mine“ bei Snailbeach, District Callow Hill-Bog, Shropshire, England
- ein Straßeneinschnitt der A4119 bei Llantrisant, Rhondda Cynon Taf, Wales
Weitere bekannte Fundstellen für Witherit sind:
- die Grube „Vojtěch“ (Grube „Adalbert“) der Lagerstätte Březové Hory in der Erzregion Březové Hory (Birkenberg) im Lagerstättenbezirk Příbram, Mittelböhmische Region, Tschechien
- der Galenit führende Barytgang von Château Thinières-en-Beaulieu, Lanobre, Département Cantal, Auvergne-Rhône-Alpes, Frankreich
- Brioude, Département Haute-Loire, Auvergne-Rhône-Alpes, Frankreich
- in Barytgängen in den Lagerstätten „Arkhyz“ und „Djalankol“ am Nordabhang des Kaukasus, Karatschai-Tscherkessien, Föderationskreis Nordkaukasus, Russland
- die Lagerstätte „Arpaklen“ bei Magtymguly (früher Garrygala, Kara-Kala) am Bergmassiv Kopet-Dag, Balkan welaýaty, Turkmenistan (radialstrahliger Witherit)
- mehrere Gruben um Rosiclare im Hardin Co., Illinois, Vereinigte Staaten, wie z. B. die zur Ozark-Mahoning Group gehörende „Minerva #2 Mine“ (Ozark-Mahoning No. 1 Mine) bei Cave-in-Rock
- die „Pigeon Roost Mine“ (bzw. das „Pigeon Roost Mountain Prospect“) bei Glenwood, Montgomery Co., Arkansas
- die Baryt-Lagerstätte Lexington, Fayette Co., Kentucky
- Hohlraumausfüllungen von Kalksteinen im „Many Glacier National Park“, Glacier County, Montana
- die „El Portal Mine“ bei El Portal im Mariposa County in Kalifornien
- der „Beegum Creek“ bei Platina im „Harrison Gulch District“, Klamath Mountains, Shasta County, Kalifornien
- der „Castle Dome Mining District“, Castle Dome Mts, Yuma Co., Arizona
- die stratiforme Pb–Zn-Lagerstätte „Jason“ am MacMillan-Pass, Yukon Territory, Kanada
- silberführende Gänge der „Porcupine Mine“ (Twin Cities Mine), Gillies Township, Thunder Bay District, Ontario, Kanada
- die Rosebery Mine (EZ Mine) bei Rosebery im gleichnamigen District, West Coast Municipality, Tasmanien, Australien
- die Kohlelagerstätten des Hunter Valley, New South Wales, Australien
- Mehrere große Lagerstätten in einem Bogen von Ziyang in der Provinz Sichuan bis Chengkou im äußersten Norden der Regierungsunmittelbaren StadtChongqing an der Grenze der Provinzen Sichuan und Shaanxi, Volksrepublik China. Dazu zählen z. B. die Barium-Lagerstätte „Huangbaishuwan“, Kreis Ziyang, Ankang, Shaanxi, und die Barium-Lagerstätten „Miaozi“ und „Pujiaba“ bei der kreisfreie Stadt Wanyuan in der bezirksfreien Stadt Dazhou in Sichuan.
- das Silber-Bergwerk „Hasei“ („Tsubaki Mine“) bei Hinshu, Hachimori, Präfektur Akita, Region Tōhoku, historische Provinz Ugo, Honshū Japan (radiale Aggregate)
Weitere Fundorte befinden sich in South Australia in Australien; Chongqing, Hubei, Shaanxi und Sichuan in China; Sardinien in Italien; Katanga in der Demokratischen Republik Kongo; Baja California in Mexiko; Sibirien in Russland; Banská Bystrica, Košice und Žilina in der Slowakei; Limpopo in Südafrika; Namibia (die Tsumeb Mine); Mähren in Tschechien sowie in den USA.<ref name="Mindat" /><ref name="Fundorte" />
Vorsichtsmaßnahmen
Witherit, insbesondere Witheritstaub, ist wie alle wasser- oder säurelöslichen Bariumverbindungen giftig. Aufgrund der Freisetzung von Bariumionen in Säuren, und damit auch in Magensäure, besteht bei Witherit vor allem durch versehentliches Verschlucken die Gefahr von gesundheitlichen Schäden. In der Folge kann es zu Muskellähmungen sowie zu Schädigungen von Herz, Zentralnervensystem und Magen-Darm-Kanal kommen. Das Einatmen von Witheritstaub führt zu Reizungen der Atemwege. Eine Aufnahme in den Körper (Inkorporation bzw. Ingestion) sollte daher auf jeden Fall verhindert und die entsprechenden Sicherheitshinweise beim Umgang mit Witherit beachtet werden.<ref name="Sicherheit" /> Dazu gehört die Vermeidung des Einatmens von beim Schleifen, Sägen oder Schneiden von Witheritstufen entstehendem Staub und die Reinigung der Hände nach der Handhabung von Witherit-Proben. Aufgrund seiner Giftigkeit ist Bariumcarbonat als Rattengift verwendet worden.<ref name="Mindat" />
Verwendung
Witherit ist ein Barium-Rohstoff und wird in vielen Lagerstätten zusammen mit Baryt als Bariumerz abgebaut. Mengenmäßig tritt er aber gegenüber Baryt stark zurück. Barium wird als hochreaktives Gettermaterial (Ba-Al-Legierung mit 55 % Barium und 45 % Aluminium in z. B. in Röntgen- und Senderöhren verwendet, wo es letzte Spuren der Luftgase Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf bindet.<ref name="Trueb 1996" /> Durch Reaktion von Bariumcarbonat mit Schwefelsäure gefälltes Bariumsulfat wird „Blanc fixe“ genannt, ist inert, licht- und ulraviolettfest und dient in der Farben- und Kunststoffindustrie als Weißpigment und als preiswerter Extender des Titandioxids. Anwendung findet es bei der Herstellung hochwertiger Kunstdruck-, Zeichnungs- und Fotopapiere.<ref name="Trueb 1996" /> Bariumtitanat ist ferro- und piezoelektrisch, weist eine hohe Dielektrizitätskonstante auf und wird daher als Transducer für Ultraschallsender, als Dielektrikum in Kondensatoren und als Material für Elektrete verwendet.<ref name="Trueb 1996" /> Mit Bismut dotiertes Bariumtitanat ist ein Kaltleiter, der in kaltem Zustand ein guter elektrischer Leiter ist, erwärmt aber einen wesentlich höheren spezifischen Widerstand aufweist und deshalb als Strombegrenzer Verwendung findet.<ref name="Trueb 1996" /> Bariumferrite stellen wichtige dauermagnetische Werkstoffe dar und werden u. a. in Lautsprechern und magnetischen Haftleisten verwendet.<ref name="Trueb 1996" /> Barium-Verbindungen wie Barium-Cuprate des Lanthans und des Yttriums gehörten zu den ersten Hochtemperatur-Supraleitern. Im Jahre 1988 wurde mit einem Supraleiter aus Thallium-Calcium-Barium-Cuprat eine bis dahin Rekord-Sprungtemperatur von 125 K (−148 °C) erreicht, die erst 1993 überboten wurde.<ref name="Trueb 1996" />
Aufgrund seiner gemmologischen Charakteristika (Farbe, Transparenz, Brechungsindizes, Härte und Größe der Kristalle) wird Witherit nur selten verschliffen. Facettierte Steine sind eher Liebhaberstücke, wobei selbst Steine unter 5 Karat eher durchscheinend als durchsichtig sind.<ref name="gemsociety.org" /> Einer der größeren geschliffenen Witherite ist ein 8,36 ct schwerer Stein mit den Ausmaßen 1,38 mm × 0,91 mm × 0,66 cm.<ref name="Realgems" /> Witherit wird bevorzugt in den Schliffformen „Achteck“, „Dreieck“ („Trilliant cut“) und „Quadrat“ („Cushion-Cut“) geschliffen. Bilder verschliffener Witherite sind bei RealGems.org<ref name="Realgems" /> und bei gemdat.org<ref name="Gemdat.org" /> zu sehen. Darüber hinaus ist Witherit ein bei Mineralsammlern begehrtes Mineral.
Siehe auch
Literatur
- Witherite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 67 kB; abgerufen am 17. September 2019]).
- Friedrich Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.: Paul Ramdohr, Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 575 (Erstausgabe: 1891).
- Hans Jürgen Rösler: Lehrbuch der Mineralogie. 4. durchgesehene und erweiterte Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie (VEB), Leipzig 1987, ISBN 3-342-00288-3, S. 709–710.
- Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie : Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 8. vollständig überarbeitete, erweiterte und aktualisierte Auflage. Springer, Berlin 2005, ISBN 978-3-540-78200-1, S. 101.
- Petr Korbel, Milan Novák: Mineralien Enzyklopädie. Nebel, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0, S. 120.
Weblinks
- Witherit. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung
- Witherite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- David Barthelmy: Whitherite Mineral Data. In: webmineral.com. (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- IMA Database of Mineral Properties – Witherite. In: rruff.info. RRUFF Project (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- Whitherite search results. In: rruff.info. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF) (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Whitherite. In: rruff.geo.arizona.edu. (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- Diagnostic Pathology Database – Witherite. In: www.diagnosticpathology.eu. DiagnomX GmbH (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- Realgems Database – Whitherite. In: www.realgems.org. (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
Einzelnachweise
<references> <ref name="Baker 1964"> E. H. Baker: The barium oxide–carbon dioxide system in the pressure range 0.01—450 atmospheres. In: Journal of the Chemical Society. Band 1964, 1964, S. 699–704, doi:10.1039/JR9640000699. </ref> <ref name="Baldasari Speer 1979"> Arthur Baldasari, J. Alexander Speer: Witherite composition, physical properties, and genesis. In: The American Mineralogist. Band 64, Nr. 7/8, 1979, S. 742–747 (minsocam.org [PDF; 642 kB; abgerufen am 17. September 2019]). </ref> <ref name="Chang et al 1996"> </ref> <ref name="Colby LaCoste 1935"> </ref> <ref name="Database of luminescent minerals"> Gerard Barmarin: Whiterite. In: fluomin.org. Luminescent Mineral Database, abgerufen am 23. September 2019 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value), Fluoreszenzdaten für Witherit). </ref> <ref name="Fitch 1931"> A. A. Fitch: Barite and witherite from near El Portal, Mariposa County, California. In: The American Mineralogist. Band 16, Nr. 10, 1931, S. 461–468 (minsocam.org [PDF; 453 kB; abgerufen am 17. September 2019]). </ref> <ref name="Fundorte"> Fundortliste für Witherit beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 9. Mai 2025. </ref> <ref name="Gemdat.org"> Whiterite. In: gemdat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 23. September 2019 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value), mit Bildbeispielen geschliffener Witherite). </ref> <ref name="gemsociety.org"> Whiterite. In: gemsociety.org. International Gem Seciety, abgerufen am 23. September 2019 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value), mit Bildbeispielen geschliffener Witherite). </ref> <ref name="Green et al 2000"> David I. Green, David McCallum, Mike Wood: Famous mineral localities: The Brownley Hill Mine, Alston Moor District, Cumbria, England. In: Mineralogical Record. Band 31, Nr. 3, 2000, S. 231–250. </ref> <ref name="Handbookofmineralogy"> Witherite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 67 kB; abgerufen am 17. September 2019]). </ref> <ref name="Hochleitner et al 1996"> Rupert Hochleitner, Henning von Philipsborn, Karl-Ludwig Weiner: Minerale : Bestimmen nach äußeren Kennzeichen. 3. Auflage. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1996, ISBN 3-510-65164-2, S. 276–277. </ref> <ref name="Hoffmann 1789"> Christian August Siegfried Hoffmann: Mineralsystem des Herrn Inspektor Werners mit dessen Erlaubnis herausgegeben von C. A. S. Hoffmann. In: Bergmännisches Journal. Band 2, Nr. 1, 1790, S. 369–398 (rruff.info [PDF; 1,9 MB; abgerufen am 17. September 2019]). </ref> <ref name="IMA-Liste-2009"> Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,9 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Januar 2009, archiviert vom Vorlage:IconExternal am 29. Juli 2024; abgerufen am 30. Juli 2024 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)). </ref> <ref name="Kirwan 1794"> </ref> <ref name="Klockmann"> Friedrich Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. Hrsg.: Paul Ramdohr, Hugo Strunz. 16. Auflage. Enke, Stuttgart 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 575 (Erstausgabe: 1891). </ref> <ref name="Kolbeck 1907"> Friedrich Kolbeck: Karl Friedrich Plattners Probierkunst mit dem Lötrohre. 7. Auflage. Johann Ambrosius Barth, Leipzig 1907, S. 121–122 (Erstausgabe: 1835). </ref> <ref name="Kunz and Baskerville 1903"> </ref> <ref name="Lapis"> Stefan Weiß: Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018. 7., vollkommen neu bearbeitete und ergänzte Auflage. Weise, München 2018, ISBN 978-3-921656-83-9. </ref> <ref name="Leitmeier 1912"> Hans Leitmeier: Bariumcarbonat Ba(CO3). Witherit. 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Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 287–288. </ref> <ref name="Thomson 1836"> </ref> <ref name="Trueb 1996"> Lucien F. Trueb: Die chemischen Elemente : ein Streifzug durch das Periodensystem. 1. Auflage. S. Hirzel Verlag, Stuttgart Leipzig 1996, ISBN 3-7776-0674-X, S. 79–81. </ref> <ref name="Turner 1963"> </ref> <ref name="Typkatalog"> Typmineral-Katalog Deutschland – Aufbewahrung der Typstufe Witherit. In: typmineral.uni-hamburg.de. Mineralogisches Museum der Universität Hamburg, abgerufen am 23. September 2019. </ref> <ref name="Warr"> </ref> <ref name="Watt 1790"> </ref> <ref name="Weiner Hochleitner 1987"> Karl-Ludwig Weiner, Rupert Hochleitner: Steckbrief Witherit. In: Lapis. Band 12, Nr. 5, 1987, S. 7–9. </ref> <ref name="Werner 1790"> Abraham Gottlob Werner: Neuere Beschreibung des Prehnit nebst einiger Bemerkungen über die ihm beygelegten Bennung, so wie auch überhaupt über die Bildung einiger Benennungen natürlicher Körper nach Personen-Namen. In: Bergmännisches Journal. Band 3, Nr. 1, 1790, S. 99–112 (eingeschränkte Vorschau in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.). </ref> <ref name="Withering 1783"> William Withering: Outlines of mineralogy, translated from the original of Sir Torbern Bergman, Knight of the Order of Wasa, professor of chemistry at Upsal, &c. Cadell and Robinson, Birmingham 1783, S. 28. </ref> <ref name="Withering Kirwan 1784"> </ref> <ref name="Ye et al 2012"> </ref> </references>