Ishikawa: Ruhm und Schatten einer Mineralien-Schatzkammer

Ishikawa ist eine ländliche Kleinstadt mit knapp 14.000 Einwohnern im Südosten der Präfektur Fukushima. Rund 175 km Luftlinie nord-nordöstlich der Metropole Tokio gelegen und etwa dreieinhalb Autostunden entfernt, bildet Ishikawa einen ruhigen Gegenpol zur Hauptstadt. Die Landschaft wird geprägt von Reisfeldern, bewaldeten Hügeln und sanften Tälern. Wer heute zum ersten Mal hierher kommt, würde kaum vermuten, dass dieser Ort so eng mit der Geschichte der japanischen Mineralogie, der Radiochemie und sogar der Kernwaffenforschung im Zweiten Weltkrieg verknüpft ist.

Geographie und Geologie

Ishikawa liegt am Westfuß des Abukuma-Gebirges, eines ausgedehnten Gebirgszuges, der sich in Nord-Süd-Richtung durch den Osten der Präfektur Fukushima erstreckt. Mit knapp 1200 Metern Höhe ist das Gebirge im japanischen Vergleich weder besonders hoch noch besonders schroff. Vielmehr handelt es sich um ein sanftes, hügeliges Hochland, weshalb es auch als Abukuma-Hochland bezeichnet wird.

Das Abukuma-Gebirge besteht überwiegend aus granitischen Gesteinen (Granitoiden), den sogenannten Abukuma-Graniten. Diese setzen sich aus Granodioriten und Tonaliten sowie aus alkalifeldspatreichen „echten" Graniten zusammen, durchsetzt von weiteren intrusiven und metamorphen Begleitgesteinen. Diese Gesteine entstanden in der Unteren Kreide, im Apt bis Alb (ca. 100 – 120 Ma) [2]. Entlang dieses über 100 km langen Nord-Süd-Gürtels finden sich zahlreiche bedeutende Granit-Pegmatit-Lagerstätten, insbesondere hier in Ishikawa und Umgebung.

Pegmatite sind besonders grobkörnige Intrusivgesteine; ihre Einzelkristalle messen mehr als einen Zentimeter, häufig ein Vielfaches davon. Da Granitoide überwiegend aus Quarz und Feldspat bestehen, liefern Granit-Pegmatite diese beiden Minerale in industriell nutzbaren Mengen: Quarz für die Glasherstellung, Feldspat für die Keramik- und Porzellanproduktion. Hinzu kommen häufig große, gut ausgebildete Quarzkristalle sowie weitere edelsteintaugliche Minerale. Auch deshalb werden Pegmatite gezielt erkundet. Hinzu kommt ihre häufige Anreicherung mit besonderen, vergleichsweise seltenen und wertvollen chemischen Elementen. Den sogenannten Seltenelementen. All dies macht Pegmatite geologisch wie wirtschaftlich besonders interessant und zugleich zu einer Fundgrube mineralogischer Wunder.

Die Anfänge des Pegmatitbergbaus in Ishikawa

Die frühesten Aufzeichnungen über den modernen Pegmatitbergbau in Ishikawa reichen in die Meiji-Ära (1868–1912) [1] zurück. Also in jene Zeit der raschen Modernisierung und Industrialisierung des Kaiserreichs Japan nach dem Sturz der feudalen Herrschaft des Tokugawa-Shōgunats. Die Bergbauaktivitäten der Meiji-Zeit waren in Ishikawa noch begrenzt und beschränkten sich auf bestimmte Ortsteile, namentlich Iriyama und Wagu. Ein formaler Eintrag bezeugt, dass ein Pegmatit in Wagu vor etwa 1907 zunächst auf Muskovit und später auf Quarz für die Glasherstellung abgebaut wurde, bevor der Betrieb eingestellt wurde [1].

Anfang der Taishō-Zeit (etwa ab Ende der 1910er Jahre) war die Region bereits landesweit für ihren Feldspat bekannt. Die Regierung förderte den Abbau, um den Export keramischer Produkte zu steigern. In der zweiten Hälfte der Taishō-Zeit (ca. 1920er Jahre) nahmen Zahl der Gruben und Bergleute deutlich zu, da wirtschaftlicher Abschwung und schlechte Ernten die bäuerlichen Gemeinden belasteten. Der Wert des Quarz-Feldspat-Bergbaus war im Zuge der fortschreitenden Industrialisierung so hoch wie nie zuvor [1].

In dieselbe Zeit fielen zahlreiche mineralogische Funde und wissenschaftliche Beiträge aus Ishikawa, darunter 1922 die Entdeckung des Ishikawait. Diese Funde festigten den Ruf der Region als eine der bekanntesten Fundstellen für Seltenelementminerale. Eine Bedeutung, die durch die veränderte geopolitische Lage später noch zunehmen sollte.

DiE Seltenelementminerale von Ishikawa

Der Begriff Seltenelementminerale (japanisch 稀元素鉱物, kigenso-kōbutsu) ist unscharf definiert und keine streng wissenschaftliche Bezeichnung. Im historischen Sprachgebrauch der japanischen Mineralogie des 20. Jahrhunderts bezeichnet er relativ seltene, lithophile und inkompatible Elemente, die sich bevorzugt in Granit-Pegmatiten anreichern. Etwa Lithium, Beryllium, Seltene Erden (REE), Zirconium, Niob, Caesium, Tantal, Thorium und Uran. Ishikawa beherbergt zahlreiche Pegmatit-Lagerstätten vom NYF-Typ (Niob-Yttrium-Fluor) und gehört damit zu den ergiebigsten Fundregionen für Seltenelementminerale in Japan.

Laut dem Buch „Nogisawa — Land der Minerale", benannt nach einem ehemaligen Dorf im Nordwesten des heutigen Ishikawa, wurden Seltenelementminerale aus Ishikawa bereits 1904 beschrieben, beginnend mit Columbit (dem wichtigsten Niob-Erzmineral) und Beryll (einem Berylliumerz und Edelstein, der etwa als Aquamarin geschätzt wird). Im Jahr 1908 folgten Berichte über Monazit (das wichtigste Erzmineral der Seltenen Erden) sowie Minerale der Turmalingruppe, mit hoher Wahrscheinlichkeit Schörl, die Bor enthalten [1].

1915 wurde im Ortsteil Wagu und am Ōhashi-Fluss (beide in Ishikawa) ein Yttriumphosphat-Mineral entdeckt, Xenotim, und vom Mineralogen Hideyuki Awazu (1886–1945) anhand seiner Kristallgeometrie und des analytischen Phosphornachweises identifiziert. Awazu beschrieb von denselben Fundstellen auch Samarskit, ein komplexes niobhaltiges Oxid, als pechschwarze, tetragonal-prismatische Kristalle mit submetallischem bis diamantartigem Glanz, dunkelrotbraunem Strich und intensiver Radioaktivität [3].

1921 veröffentlichten die beiden Chemiker Yūji Shibata und Kenjirō Kimura eine detaillierte Studie mit nasschemischen Analysen, in der sie die Zusammensetzung von eisendominantem Columbit und von Monazit aus Ishikawa bestimmten [4].

Die Entdeckung des Ishikawait

Im März 1922 veröffentlichten dieselben Autoren eine weitere Arbeit, diesmal zu samarskitähnlichen Mineralen aus Ishikawa. Darin identifizierten sie ein zuvor beschriebenes, aber umstrittenes Material eindeutig als Samarskit und nicht, wie bis dahin vermutet, als Yttrotantalit. Zugleich beschrieben sie ein wahrscheinlich neues Mineral, das in der Zusammensetzung Samarskit ähnelte, aber einen deutlich höheren Urangehalt aufwies. Die Fundorte waren „Tomaki-Kannonyama" und erneut der Ōhashi-Fluss [5].

Im Juni desselben Jahres formalisierte Kimura die Beschreibung und führte das neue Mineral unter dem Namen Ishikawait ein. Es lässt sich von Samarskit durch seinen uranreichen, REE-armen Charakter sowie durch höhere Dichte und Unterschiede in der Kristallgeometrie unterscheiden [6].

Der Schatten des Zweiten Weltkriegs

Ab den 1930er Jahren bewegte sich das Kaiserreich Japan in Richtung Faschismus und Zweitem Weltkrieg. Mit dem sich hinziehenden Zweiten Japanisch-Chinesischen Krieg (1937–1945) und der Eröffnung des Pazifikkriegs 1941 geriet Japan in den Strudel eines immer intensiveren Krieges. Das Staatliche Generalmobilmachungsgesetz verlangte von allen Bürgerinnen und Bürgern einen Beitrag zur Kriegsanstrengung; zivile Industrien und Ressourcen wurden umgewidmet und dem Militär zugeführt.

Auch die mineralischen Ressourcen Ishikawas wurden für Kriegszwecke abgebaut und verarbeitet. Quarz lieferte beispielsweise Silicium für die Herstellung von Ferrosilicium-Legierungen sowie Glas und Linsen für militärische Anwendungen und Quarzfasern für Feuerwehrschutzanzüge [1]. Zirkon wurde wegen seines Zirconiums abgebaut, das eine entscheidende Rolle bei der Produktion gehärteter Spezialstähle spielte. Hinzu kamen viele weitere Minerale wie Beryll (Beryllium), Turmaline (Bor) und Glimmer (wegen seiner physikalischen Eigenschaften), die für die japanische Kriegsindustrie ausgebeutet wurden [1][7].

Nukleare Ambitionen

Die Entdeckung der Kernspaltung durch Otto Hahn, Fritz Straßmann, Lise Meitner und Otto Frisch im Jahr 1938 hatte erhebliche Auswirkungen auf den weiteren Verlauf des Zweiten Weltkriegs. Mit der Eskalation der Kampfhandlungen auf mehreren Kriegsschauplätzen entstand auf beiden Seiten der Gedanke an spaltungsbasierte Kernwaffen. Während heute vor allem das US-amerikanische Manhattan-Projekt als das einzige erfolgreiche bekannt ist, gab es konkurrierende, deutlich kleinere und letztlich erfolglose Programme sowohl in Japan als auch in Deutschland.

In Japan liefen zwei voneinander unabhängige Forschungsprojekte zum militärischen Potenzial der Kernspaltung. Das eine war das Ni-gō-Projekt der Armee unter Leitung des Pionierphysikers Yoshio Nishina; das Projekt war nach dem ersten Teil seines Nachnamens („Ni-shina") benannt. Das andere war das F-Projekt der Marine, dessen Name wahrscheinlich auf den Anfangsbuchstaben des englischen Wortes „fission" (Spaltung) zurückgeht, oder nach anderen Vermutungen auf das Fluor in Uranhexafluorid (UF6). Aus heutiger Sicht waren beide Projekte von Anfang an zum Scheitern verurteilt: Japan fehlte es an Rohstoffen, Technologie, Finanzmitteln und industrieller Kapazität, um tatsächlich eine Spaltbombe zu entwickeln. Hinzu kam, dass die beiden Programme, und damit Armee und Marine, kaum zusammenarbeiteten. Am Ende blieben beide Konzeptstudien, die zu dem Schluss kamen, dass die Entwicklung einer Spaltbombe unrealistisch und in absehbarer Zeit nicht möglich sei. Eine Fehleinschätzung, die unglücklicherweise auch für die Vereinigten Staaten gelten sollte.

Obwohl beide Projekte keine greifbaren Ergebnisse hervorbrachten, hatten ihre Abläufe sehr reale Folgen für die Zivilbevölkerung. Insbesondere die Menschen in Ishikawa gerieten in den Sog der staatlichen Bemühungen, Uran für die aussichtslose Kernforschung zu beschaffen.

Uranbergbau aus Verzweiflung

Als sich die Kriegslage für Japan zuspitzte, drängte das Militär verzweifelt auf die Entwicklung einer Spaltbombe in der Hoffnung auf eine schnelle Wende. Doch der Import von Rohuran wurde zunehmend schwieriger, vor allem als Japan seine Seeherrschaft verlor und durch die Alliierten effektiv blockiert wurde. So musste Japan auf seinem rohstoffarmen Festland nach heimischen Uranquellen suchen und konzentrierte sich auf Ishikawa, das für seine pegmatitischen radioaktiven Minerale bekannt war.

Auf Anweisung der Armee wurde die Bevölkerung von Ishikawa beauftragt, Samarskit, ein uranhaltiges Seltenelementmineral, für das Ni-gō-Projekt abzubauen. Das Ziel lautete 10 Tonnen abzubauen. Was aus heutiger Sicht angesichts der geringen Größe der Ishikawa-Pegmatite absurd unrealistisch war [1][7]. Im Februar 1945 erkannte die Armee, dass dieses Ziel allein mit der Pegmatit-Lagerstätte Shionohira nicht zu erreichen sein würde, und plante eine Ausweitung des Abbaus auf die Lagerstätten Ōuchi, Maenouchi und Wagu. Geschätzt wurden 1 Tonne Samarskit, ein Zehntel des ursprünglichen Ziels, innerhalb von zwei Monaten (März und April) abgebaut. Dafür waren monatlich 5000 Arbeiter eingesetzt [7]. Der Uranbergbau in Ishikawa wurde bis zum Tag der japanischen Kapitulation am 15. August 1945 fortgeführt [1][7].

Im letzten Kriegsjahr 1945, als viele Männer an der Front eingesetzt waren, herrschte Arbeitskräftemangel in den Gruben. Diese Lücke musste durch Frauen und Schulkinder aus der Region gefüllt werden. Ab April wurden Drittklässler der Mittelschule Ishikawa (heute Oberschule Gakuhō-Ishikawa) in Gruppen von 20 bis 30 Personen zu den Gruben geschickt. Berichten zufolge mussten sie aus dem Aushubmaterial der Halden gezielt jene Erzminerale heraussuchen, die ihnen zuvor gezeigt worden waren: Samarskit, Columbit und Beryll. In einem überlieferten Bericht ermutigte ein Armeeoffizier die Schüler mit den Worten, „eine Bombe von der Größe einer Streichholzschachtel" könne den Krieg gewinnen, und ihre Arbeit beim Sammeln der Uranminerale sei dabei entscheidend. In einem anderen Bericht erklärte ein Lehrer den Schülern in der Pause Atome, Neutronen und die Spaltung von Atomkernen. Und dass ihre Arbeit dem Bau einer Bombe diene, die zigmillionenmal stärker sei als herkömmliche Bomben [1]. Man kann durchaus sagen: Die Kinder von Ishikawa wurden unter der Vorspiegelung einer Atombombe zur Grubenarbeit gezwungen, geködert mit übertriebenen Erzählungen von Uranmineralen und deren Wirkung, so ungenau und unrealistisch diese auch waren.

Nach Kriegsende gerieten die Opfer und die Beiträge dieser Menschen und Minerale aus Ishikawa in Vergessenheit und blieben selbst innerhalb Japans weitgehend unerzählt.

Nachkriegszeit

Nach dem Krieg, als Japan sich auf den Weg des Wiederaufbaus machte, kehrten auch die Menschen von Ishikawa in die Gruben zurück. Diesmal jedoch wieder für Feldspat und Quarz, nicht mehr für Uran. In dieser Wiederaufbauphase entwickelten sich die Gruben in ganz Ishikawa rasch weiter, von den Ortsteilen Nakano, Shiozawa und Magaki bis zur Gegend von Ishikawa-yama. Ihren Höhepunkt erlebte die Bergbauindustrie nahe Nogisawa, nördlich von Ishikawa, etwa zwischen 1952 und 1962 [1].

In den 1950er Jahren, als sich der weltpolitische Diskurs in Richtung friedlicher Nutzung der Kernenergie verlagerte, prüfte auch Japan erneut sein Uranpotenzial. Ishikawa rückte selbstverständlich wieder in den Fokus der Wissenschaft, die die uranhaltigen Pegmatite der Region eingehend untersuchte. Doch keiner der Funde erwies sich als wirtschaftlich tragfähig, und der „Uran-Rausch" verflachte rasch [7]. Das ist vermutlich auch der Grund, weshalb es zahlreiche wissenschaftliche Arbeiten zu den Seltenelement-Pegmatiten der Region aus den 1950er Jahren gibt — und ab den 1960er Jahren kaum noch welche.

Ab den späten 1950er Jahren ging der Bergbau in Ishikawa allmählich zurück, bedingt durch steigende Kosten, Erschöpfung der Erze und den durch den freien Welthandel ermöglichten Import günstigerer ausländischer Rohstoffe. Bis etwa 1965 waren alle Gruben geschlossen, und viele Standorte gingen durch spätere Flächennutzung und Umwandlung in Felder und landwirtschaftliche Nutzflächen verloren. Lediglich kleinere Betriebe hielten sich bis in die 1980er Jahre, um hochwertigen Feldspat für spezialisierte Töpferkünstler zu liefern [7].

Ishikawa heute

Heute sind bis auf eine Ausnahme alle Gruben in Ishikawa stillgelegt, viele für immer verloren. Zwar lassen sich noch einige Überreste ehemaliger Gruben und Steinbrüche ausmachen, doch ist es vermutlich nur eine Frage der Zeit, bis ihre Spuren und das Wissen der zunehmend alternden Bevölkerung, die die Bergbauära Ishikawas noch erlebt hat, verschwinden werden. So bedauerlich das ist: Es gibt Hoffnung. Eine Gruppe lokaler Heimatschützer setzt sich dafür ein, die Relikte dieser Bergbaustandorte zu erhalten und Besucher sowie Schulkinder der Region darüber aufzuklären. Heute wird nur noch eine einzige Stätte aktiv betreut: die Kannonyama-Grube. Sie zählt zu den beiden Typlokalitäten, an denen Kimura 1922 den Ishikawait erstmals beschrieb. Mit Sondergenehmigung kann eine Führung in den Stollen gebucht werden. Weitere Informationen erteilt das Ishikawa Town Museum of History and Folklore.

Hinzu kommen Amateur-Mineralogen und Sammler, die selbst längst aufgegebene, teils vergessene Bergbaustandorte dokumentieren und so ihr Vermächtnis bis heute lebendig halten. Ich selbst habe in und um Ishikawa mindestens acht Pegmatit-Aufschlüsse besucht und kann ihre Existenz bestätigen. Nach wie vor finden sich dort, wenn auch in kleinen Mengen, Minerale wie Almandin (Granat), Beryll, Columbit-(Fe), Euxenit-(Y), Fergusonit-(Y), Ishikawait, Monazit-(Ce), Samarskit-(Y), Schörl (Turmalin), Xenotim-(Y) und Zirkon. Auch heute noch zählt Ishikawa zu den reichsten Refugien für verschiedenste Seltenelementminerale in Japan, eine kostbare geologische Schatzkammer, durch 100 Millionen Jahre Erdgeschichte bewahrt.