Samarium (nach dem Mineral Samarskit, das vom deutschen Mineralogen Heinrich Rose nach dem russischen Bergbauingenieur Wassili Samarski-Bychowez benannt wurde)Chemistry in Its Element – Samarium, Royal Society of Chemistry. ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Sm und der Ordnungszahl 62. Im Periodensystem steht das silbrig glänzende Element in der Gruppe der Lanthanoide und zählt damit auch zu den Metallen der Seltenen Erden. Samarium ist das erste natürlich vorkommende Element, das nach einer Person benannt wurde.
Geschichte mini|links|Paul Émile Lecoq de Boisbaudran Gustav Rose beschrieb 1839 ein Mineral aus dem Ilmengebirge in Russland, das er nach der angenommenen Zusammensetzung mit hohen Uran- und Tantalgehalten Uranotantal nannte. 1847 konnte sein Bruder Heinrich Rose größere Mengen des Minerals untersuchen. Dieser fand eine andere chemische Zusammensetzung des Minerals, so enthielt das Mineral Niob anstatt von Tantal. Zudem erkannte er, dass das Mineral identisch mit einem von Hans Rudolph Hermann beschriebenen und Ytteroilmenit benannten Mineral ist.Heinrich Rose: Ueber die Zusammensetzung des Uranotantals und des Columbits vom Ilmengebirge in Sibirien. In: Annalen der Physik. 1847, Band 147, Nummer 5, S. 157–169 . Daraufhin benannte Heinrich Rose das Mineral zu Ehren von Wassili Jewgrafowitsch Samarski-Bychowez, einem Mitarbeiter der russischen Bergbauhörde, der ihm Proben des Minerals verschafft hatte, in Samarskit um.Ferdinand Damaschun, Ralf Thomas Schmitt (Hrsg.): Alexander von Humboldt Minerale und Gesteine im Museum für Naturkunde Berlin. 1. Auflage, Wallstein Verlag, 2019, ISBN 978-3-8353-3582-0, S. 293.
Ab 1878 wurde die chemische Zusammensetzung des Samarskits intensiv erforscht. So behauptete 1878 John Lawrence Smith, in Samarskit ein neues Element gefunden zu haben, das er zu Ehren von Carl Gustav Mosander Mosandrium nannte. Dieses stellte sich jedoch bald darauf als eine überwiegend terbiumhaltige Mischung verschiedener Seltener Erden heraus.Marco Fontani, Mariagrazia Costa, Mary Virginia Orna: The Lost Elements. Oxford University Press, 2015, ISBN 978-0-19-938334-4, S. 121–122. Ebenfalls 1878 beschrieb Marc Delafontaine ein bislang unbekanntes Element im Samarskit, das er nach dem lateinischen decipiens ‚trügerisch‘ Decipium nannte. Er beschrieb ein gelbes, beim Erhitzen im Wasserstoffstrom weiß werdendes Oxid und charakteristische Absorptionsbanden bei 416 und 478 nm.Marc Delafontaine: Sur le décipium, métal nouveau de la samarskite. In: Comptes Rendus. Band 87, 1878, S. 632–634 (). 1879 untersuchte Paul Émile Lecoq de Boisbaudran Samarskit mittels fraktionierter Kristallisation mit Ammoniakwasser und bemerkte dabei, dass vor dem Didym eine weitere, unbekannte Erde ausfiel. Als er diese spektroskopisch untersuchte, fand er unter anderem zwei bislang unbekannte Absorptionsbanden im blauen Spektralbereich. Er ging daher davon aus, ein neues Element gefunden zu haben und nannte dieses nach dem Mineral Samarskit Samarium.Paul Émile Lecoq de Boisbaudran: Recherches sur le samarium, radical d’une terre nouvelle extraite de la samarskite. In: Comptes Rendus. Band 89, 1879, S. 212–214 ().Marco Fontani, Mariagrazia Costa, Mary Virginia Orna: The Lost Elements. Oxford University Press, 2015, ISBN 978-0-19-938334-4, S. 122–124. Auch Jean Charles Galissard de Marignac untersuchte 1880 Samarskit und fand bei der Zerlegung in verschiedenen Fraktionen unbekannte Spektrallinien, die er provisorisch Yα und Yβ nannte.Jean Charles Galissard de Marignac: Sur les terres de la samarskite. In: Comptes Rendus. 1880, 90, S. 899–903 (). Yα sollte später Gadolinium genannt werden. Paul Émile Lecoq de Boisbaudran: Le Yα de Marignac est définitevement nomme Gadolinium. In: Comptes Rendus. 1886, 102, S. 902 ().
1880 stellte Jacques-Louis Soret fest, dass es sich bei Decipium, Samarium und Yβ um das gleiche Element handelteJacques-Louis Soret: Sur les spectres d'absorption des métaux fraisant partie des groupes de l'yttria et de la cérite. In: Comptes Rendus. Band 91, 1880, S. 378–382 (). und 1881 plädierte Delafontaine dafür, dass das neue Element den Namen Samarium bekommen sollte, da Lecoq de Boisbaudran eine bessere Beschreibung des Absorptionsspektrums des Elements geliefert habe als er.Marc Delafontaine: Sur le décipium et de la samarium. In: Comptes Rendus. Band 93, 1881, S. 63–64 (). Es wird davon ausgegangen, dass Delafontaine kein reines Samarium untersucht hatte.
Lecoq de Boisbaudran untersuchte ebenso wie William Crookes das Samarium genauer und fand Spektrallinien, die auf ein weiteres, unbekanntes Element hindeuteten. Dies konnte 1901 Eugène-Anatole Demarçay bestätigen, der das neue Element Europium nannte.Eugène-Anatole Demarçay: Sur un nouvel élément, europium. In: Comptes rendus. Band 132, 1901, S. 1484–1486 ().Marco Fontani, Mariagrazia Costa, Mary Virginia Orna: The Lost Elements. Oxford University Press, 2015, ISBN 978-0-19-938334-4, S. 210–213.
Wilhelm Muthmann stellte 1903 erstmals metallisches Samarium her. Dazu musste er zunächst durch fraktionierte Kristallisation Samarium von den anderen Seltenen Erden trennen. Nachdem Muthmann reines Samariumsalz erhalten hatte, konnte er ein Atomgewicht des Elementes von 151,39 (heutiger Wert: 150,36) bestimmen. Anschließend versuchte er, metallisches Samarium zu gewinnen, was durch den hohen Schmelzpunkt des Metalls erschwert wurde. Dies gelang schließlich durch Schmelzflusselektrolyse einer Mischung von Samarium- und Bariumchlorid mit Kohleelektroden bei 100 A Stromstärke. Das Metall, für das Muthmann eine Dichte von 7,7 bis 7,8 bestimmte, war allerdings nicht rein, sondern enthielt noch Kohlenstoff und 0,6 % Magnesium, das wahrscheinlich aus dem verwendeten Tiegel stammte.W. Muthmann, L. Weiss: I. Untersuchungen über die Metalle der Cergruppe. In: Justus Liebig s Annalen der Chemie. 1904, Band 331, Nummer 1, S. 1–46 .
Vorkommen Samarium ist auf der Erde ein nicht sehr häufiges Element, seine Häufigkeit in der kontinentalen Erdkruste beträgt etwa 7,5 ppm. Es liegt damit in seiner Häufigkeit hinter den meisten leichten Seltenen Erden wie Cer, Neodym oder Praseodym, aber vor den meisten schweren wie Gadolinium, Ytterbium oder Erbium. Unter den Seltenen Erden steht es im Übergangsbereich zwischen den leichten Seltenen Erden (Light Rare Earth Elements, LREE) wie Cer oder Praseoym und den schweren Seltenen Erden (Heavy Rare Earth Elements, HREE) wie Yttrium oder Gadolinium.Michael Bizimis, Howie D. Scher: Samarium. In: William White (Hrsg.): Encyclopedia of Geochemistry. Springer, 2018, ISBN 978-3-319-39311-7, S. 1321–1322. Es wird häufig noch zu den LREE gezählt, teilweise aber auch mit Europium, Gadolinium und Terbium als mittlere Seltene Erde (middle rare earths, MREE) bezeichnet.Scott M. McLennan: Lanthanide Rare Earths. In: William White (Hrsg.): Encyclopedia of Geochemistry. Springer, 2018, ISBN 978-3-319-39311-7, S. 792–799.
Wie alle Seltenen Erden ist Samarium lithophil und daher vor allem in der kontinentalen Erdkruste zu finden, nur wenig im Erdmantel. Seltene Erden werden zudem zu den inkompatiblen Elementen gezählt, jedoch ist es bei verschiedenen Gesteinen und Lanthanoiden unterschiedlich ausgeprägt. Während leichte Lanthanoide stark inkompatibel sind, ist dies bei schweren weniger der Fall. Samarium ist dabei moderat bis stark inkompatibel, eingebaut wird das Element vor allem in Hornblende und Granat.Martin Okrusch, Hartwig E. Frimmel: Mineralogie. 10. Auflage, Springer, 2022, ISBN 978-3-662-64064-7, S. 765–769.
Samarium kommt in Mineralen stets zusammen mit den anderen Lanthanoiden vor. Die wichtigsten samariumhaltigen Minerale sind Monazit und XenotimJoaquim Sanz, Oriol Tomasa, Abigail Jimenez-Franco, Nor Sidki-Rius: Elements and Mineral Resources. Springer, 2022, ISBN 978-3-030-85889-6, S. 307–310., aber auch Gadolinit und Allanit können hohe Gehalte aufweisen. So enthält Monazit je nach Lagerstätte bis zu 3 % Samarium, Xenotim 1,9 %. Der Gehalt in Bastnäsit ist mit etwa 0,8 % deutlich geringer.Ian McGill: Rear Earth Elements. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2012, doi:10.1002/14356007.a22_607. In einer Probe Gadolinit-(Y) aus Yokkaichi in Japan wurden 2,82 % Samarium gefunden.Gadolinite-(Y). In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (online, pdf).
Es sind mehrere seltene Minerale bekannt, in denen Samarium das häufigste Seltenerdmetall ist. Dabei handelt es sich jeweils um die samariumreichen Mitglieder der Mischkristallreihen von Monazit, Allanit und Florencit. Alle drei sind sehr selten, wobei nur Monazit-(Sm) (SmPO4) an mehr als einem Ort gefunden wurde. Von Allanit-(Sm) ((CaSm)(AlAlFe2+)O[Si2O7][SiO4](OH)) und Florencit-(Sm) (SmAl3(PO4)2(OH)6) sind nur die Funde aus den Typlokalitäten bei Gmina Jordanów Śląski in Polen bzw. dem Maldynyrd-Gebirge in der Republik Komi (Russland) bekannt. Monazit-(Sm) wurde außer seiner Typlokalität bei Lac du Bonnet in Kanada noch in Argentinien, Polen, Russland, der Slowakei und den Vereinigten Staaten gefunden.Samarium. In: mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 10. September 2026.
Die kommerziell wichtigste Quelle für Samarium sind ionenadsorbierende Tonminerale (Regolith-hosted ion-adsorption deposits, IADs). Diese entstehen bei der Verwitterung von Muttergesteinen vor allem in den Subtropen und adsorbieren die in den Ausgangsgesteinen enthaltenen Seltenerdmetalle. IAD-Vorkommen besitzen zwar nur einen relativ geringen Anteil an Seltenerdelementen von 0,05 bis 0,2 %, diese lassen sich jedoch relativ einfach durch Auslaugen aus den Tonmineralen lösen.Charles D. Beard, Eva Marquis, Martin P. Smith, Martin Yan Hei Li, Guillaume Estrade, Kathryn M. Goodenough: Ion Adsorption Mineralisation in Regolith-Hosted REE Deposits. In: Rob J. Bowell, Charles R. M. Butt (Hrsg.): Geology, Geochemistry and Formation of Supergene Mineral Deposits in Deeply Weathered Terrain. Springer, 2025, ISBN 978-3-031-75732-7, S. 365–367.
Die wichtigsten Vorkommen von ionenadsorbierenden Tonmineralen liegen im Süden Chinas, aber auch in Myanmar, Vietnam, Malawi, Brasilien, den Philippinen und den Vereinigten Staaten sind Vorkommen bekannt. Kommerziell ausgebeutet werden vor allem die Vorkommen in Südchina und Myanmar.A. Borst, Martin Smith, Adrian A. Finch, Guillaume Estrade, Cristina Villanova-de-Benavent, Peter Nason, Eva Marquis, Nicola J. Horsburgh, Kathryn Goodenough, Cheng Xu, Jindřích Kynický, Kalotina Geraki: Adsorption of rare earth elements in regolith-hosted clay deposits. In: Nature Communications. 2020, Band 11, Nr. 1, Artikel 4386, . Die chinesischen Tonmineral-Vorkommen enthalten etwa 8,3 ppm Saamrium, es sind noch einige Vorkommen mit höheren Gehalten von bis zu 131 ppm in der Colossus-Lagerstätte bei Poços de Caldas in Brasilien bekannt.Kenneth D. Collerson, Roussos Dimitrakopoulos, Guy Greville: A Meaningful metric to compare the value and Prospectivity of Clay-Hosted regolith rare earth element deposits. In: Ore Geology Reviews. Band 180, 2025, Artikel 106582, .
Gewinnung Samarium wird derzeit fast ausschließlich in der VR China gewonnen. In den USA ist der größte Nutzer von Samarium das Rüstungsunternehmen Lockheed Martin. Ab den 1970er Jahren bezog der Westen Samarium vor allem von einer Fabrik in La Rochelle, Frankreich. Diese Fabrik schloss 1994, auch weil sie mit der günstigeren Konkurrenz aus China nicht mithalten konnte. In China wird es vor allem in Baotou in der Inneren Mongolei gewonnen.
Das auf Seltene Erden spezialisierte australische Bergbauunternehmen fördert seit 2011 im Bergwerk Mount Weld in Western Australia seltene Erden und hat eine Aufbereitungsanlage in Kuantan (Malaysia). Lynas sieht sich als das einzige Unternehmen „außerhalb von China“, das Seltene Erden nicht nur fördern, sondern diese auch verarbeiten kann.