IV. Oxide und Hydroxide
Chromit (Fe2+Cr2O4)
Allgemein: Chromit, auch Chromeisenerz genannt, gehört zur Klasse der Oxide bzw. zur Spinell-Gruppe (Chromitspinell).
Ausbildung: Chromit-Erze sind meist körnig-kompakt, sehr selten treten kleine kubische Kristalle nach {111} auf.
Chemismus und Struktur: Chromit liegt in der Spinell-Struktur vor, wobei die Zusammensetzung schwankend ist, bis 58 % Cr2O3. Es liegt eine Mischkristallbeziehung zu Picotit (Mg,Fe2+)(Cr,Al,Fe3+)2O4 vor.
Vorkommen: Chromit tritt häufig als magmatisches Differentiat in Bändern oder Nestern ultramafischer Gesteine auf. Sekundär kann Chromit auch als Seifenmineral z.T. zusammen mit gediegenem Platin auftreten.
Nutzung: Chromit ist das einzige wirtschaftlich relevante Cr-Erzmineral. Cr wird vor allem für die Stahlveredelung gebraucht, findet aber u.a. auch Verwendung als Pigment für Farben und Lacke.
Columbit ((Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6)
Allgemein: Columbit gehört zur Klasse der Oxide, ist aber im eigentlichen Sinne kein eigenständiges Mineral, sondern eine Sammelbezeichnung des nicht eindeutig definierten Mischkristalls der Reihe Columbit-(Fe), Columbit-(Mn) und Columbit-(Mg). Die Mischkristall-Reihe mit dem Mineral Tantalit wird als Coltan bezeichnet.
Chemismus und Struktur: Alle Mischkristalle kristallisieren im orthorhombischen Kristallsystem.
Vorkommen: Columbit tritt meist in Pegmatiten auf.
Nutzung: Columbit ist ein wichtiges Erz zur Gewinnung von Niob und Tantal. Zudem wird er bei der Stahl-Legierung beigefügt, um die Festigkeit des Stahls zu erhöhen.
Goethit (α-Fe3+O(OH))
Allgemein: Goethit, auch Nadeleisenerz oder brauner Glaskopf genannt, gehört zur Klasse der Oxide.
Ausbildung: Die Kristalle des Goethit bilden häufig prismatisch-nadelförmige Formen nach c gestreckt, die eine Längsstreifung aufweisen. Diese sind häufig kugelig-strahlig ausgebildet und werden dann als "brauner Glaskopf" bezeichnet. Goethit kann aber auch derbe, dichte und poröse Massen ausbilden.
Chemismus und Struktur: Goethit kristallisiert in der Diaspor-Struktur und besteht zu ca. 62 % aus Fe, mit wechselnden H2O-Gehalten. Ist der Goethit aus Gelen kristallisiert, treten erhöhte H2O-Gehalte durch absorbiertes oder kapillares Wasser auf. Der Fe-Gehalt sinkt dementsprechend. Es können Verunreinigungen wie z.B. Si, P, Mn, etc. aus den Gelen aufgenommen werden.
Vorkommen: Goethit tritt klassischerweise als Verwitterungslagerstätte auf, vor allem im "Eisernen Hut" primärer Sulfid-Lagerstätten. Limonit ist eine Sammelbezeichnung für amorphe bis kryptokristalline Gemenge, die vorwiegend aus Goethit und Lepidokrokit und etwas Hämatit bestehen. Die Eisengehalte reichen im Regelfall nicht über 40 %.
Nutzung: Goethit hat einen wirtschaftlichen Nutzen als Eisenerz, allerdings meist nur als "arme" Lagerstätte.
Hämatit (Fe2O3)
Allgemein: Hämatit, auch Blutstein, Eisenglanz, Specularit, Roteisenstein, Roteisenerz und roter Glaskopf genannt, gehört zur Klasse der Oxide.
Ausbildung: Kristalle des Hämatit liegen häufig in rhomboedrischer, bipyramidaler und tafeliger Form vor. Die Kristalle sind sehr formenreich, da unterschiedliche Bildungstemperaturen und -drücke zur Ausbildung diverser Formen führen. Bei sehr niedrigen Temperaturen bilden sich die radialstrahligen "roten Glasköpfe". Sind die Temperaturen etwas höher (aber immer noch niedrig), entstehen dünne, tafelige Kristalle. Ansonsten treten auch häufig derbe, körnige Massen auf. Aufgrund von polysynthetischer Verzwillingung nach dem Rhomboeder {1011} weisen die Basisflächen {0001} meist eine Dreiecksstreifung auf.
Chemismus und Struktur: Der Strukturtyp von Hämatit entspricht dem von Korund, wobei keine Mischkristallreihe zwischen den beiden vorliegt. Eine lückenlose Mischkristallreihe besteht hingegen zwischen Hämatit und Ilmenit bei Temperaturen von mehr als 950 °C. Bei Erniedrigung der Temperatur entstehen Entmischungslamellen von Ilmenit im Hämatit.
Vorkommen: Hämatit tritt in hydrothermalen Gängen oder als Hauptanteil in gebänderten Eisensteinen (Itabiriten) auf. Untergeordnet tritt Hämatit zudem in metamorphen und magmatischen Gesteinen auf. Sekundär kann sich Hämatit auch aus der Umwandlung von Magnetit bilden.
Nutzung: Hämatit ist ein wichtiges Eisenerz zur Gewinnung von Gusseisen und Stahl. Er findet auch Verwendung als Pigment für Farben und Lacke.
Hausmannit (Mn2+Mn3+2O4)
Allgemein: Hausmannit, auch Schwarzmanganerz genannt, gehört zur Klasse der Oxide.
Ausbildung: Hausmannit bildet zumeist pseudooktaedrische Kristalle aus, es können aber auch körnige bis massige Aggregate auftreten. Die Kristalle zeigen häufig interne Relektionen und horizontale Streifungen, die auf die Zwillingsbildung verweisen.
Vorkommen: Hausmannit tritt meist in hydrothermalen Mn-haltigen Eisenerzgängen auf. Ein anderer Entstehungsweg ist die Kontaktmetamorphose.
Nutzung: Hausmannit ist ein wichtiges Erz zur Gewinnung von Mangan.
Ilmenit (FeTiO3)
Allgemein: Ilmenit, auch Titaneisenerz genannt, gehört zur Klasse der Oxide.
Ausbildung: Ilmenit liegt im Regelfall derb in körnigen Massen vor. Ausgebildete Kristalle zeigen wechselnde Ausbildung, die von rhomboedrisch bis tafelig reichen. Polysynthetische Verzwillingungen sind ausgebildet nach {1011}.
Chemismus und Struktur: Die Kristallstrukturen von Ilmenit und Korund sind sich sehr ähnlich. Bei Ilmenit wird statt Al3+ wechselnd Fe2+ und Ti4+ eingelagert. Wenn die Abkühlung langsam fortschreitet, bilden sich im Ilmenit Entmischungslamellen von Hämatit // (0001).
Vorkommen: Ilmenit tritt als Differentiationsprodukt basischer magmatischer Gesteine auf und auch generell als Nebengemengteil in zahlreichen magmatischen und metamorphen Gesteinen. Sekundär treten Ilmenit-Sande entlang von Meeresküsten auf.
Nutzung: Ilmenit ist ein wichtiges Ti-Erzmineral. Ti wird u.a. für Spezialstähle und in der Herstellung von deckkräftigem Titanweiß benötigt.
Kassiterit (SnO2)
Allgemein: Kassiterit, auch Zinnstein genannt, gehört zur Klasse der Oxide.
Ausbildung: Die Ausbildung des Kassiterits steht in enger Verbindung zur jeweiligen Bildungstemperatur. Während bei hohen Bildungstemperaturen ein nadeliger, prismatischer Habitus vorherrscht, entwickeln sich bei niedrigeren Temperaturen häufig glaskopfartige Strukturen mit konzentrischem Lagenbau. Generell sind Prismen und Dipyramiden 1. und 2. Stellung am häufigsten vertreten.
Chemismus und Struktur: Die Kristallstruktur von Kassiterit und Rutil sind identisch. Dementsprechend sind die Sn-Atome im Kassiterit oktaedrisch koordiniert. Der Sn-Gehalt im Kassiterit ist meist geringer als theoretisch angenommen. Dies hängt mit dem diadochen Austausch von Sn4+ durch Fremdionen zusammen (Fe2+, Fe3+, Ti, etc.).
Vorkommen: Kassiterit tritt vorallem in hydrothermalen Imprägnationen und Gängen bzw. auch in Pegmatitgängen auf. Zudem tritt Kassiterit auch in Assoziation mit Sn-Sulfiden wie Stannin (Cu2FeSnS4) auf. Wirtschaftlich relevant ist auch die Anreicherung von Kassiterit als Schwermineral in Zinnseifen.
Nutzung: Kassiterit repräsentiert das einzige wirtschaftlich relevante Zinnerzmineral. Zinn ist ein wichtiger Rohstoff für die Herstellung von u.a. Weißblech, Legierungen wie Bronze, oder ist ein Hauptbestandteil von Lötzinn.
Magnetit (Fe2+(Fe3+)2O4)
Allgemein: Magnetit, auch Magneteisenerz genannt, gehört zur Klasse der Oxide. Es besitzt stark ferromagnetische Eigenschaften und gehört zudem zur Spinell-Gruppe (Ferritspinell).
Ausbildung: Die Kristalle des Magnetit bilden primär Oktaeder {111} aus, untergeordnet aber auch {110}. Die Kristalle zeigen Verzwillingungen, die dem Spinellgesetz folgen. Magnetit tritt häufig auch in derben, körnigen Massen auf.
Chemismus und Struktur: Magnetit enthält sowohl Fe2+ als auch Fe3+. Dabei wird Fe2+ häufig durch Mg oder Mn2+ ersetzt und Fe3+ durch u.a. Al, Cr, Mn3+ oder Ti4+. Magnetit bildet eine Mischkristallreihe mit Ulvospinell (Fe2TiO4). Das Zwischenglied dieser Mischkristallreihe ist Titanomagnetit. Im Zuge der allmählichen Abkühlung von Ti-reichen Magnetiten kommt es z.T. zur Entmischung der Ulvospinell-Komponente. Dieser Prozess führt in vielen Fällen zur Abscheidung von Ilmenit-Lamellen.
Vorkommen: Magnetit ist ein Differentiationsprodukt basischer Magmatite und tritt zudem akzessorisch in vielen weiteren Gesteinsarten auf. Magnetit kann u.a. auch im Zuge von Metamorphosen aus anderen Fe-reichen Mineralen hervorgehen.
Nutzung: Wirtschaftlich ist Magnetit das weltweit bedeutenste Eisenerzmineral. Zudem kommt Magnetit eine bedeutende Rolle in der Untersuchung von magmatischen bzw. metamorphen Gesteinen mittels paläomagnetischer Methoden zu.
Manganit (γ-MnOOH)
Allgemein: Manganit, auch Braunmanganerz, Glanzmanganerz oder Braunstein genannt, gehört zur Klasse der Oxide.
Ausbildung: Die Kristalle des Manganit sind meist prismatisch entwickelt und weisen eine Streifung entlang der c-Achse auf. Knie- oder Kreuzförmige Verzwillingungen von Manganit sind häufig. Zum Teil treten auch nadelige und körnige bis massige Mineral-Aggregate auf.
Chemismus und Struktur: Die Verbindung γ-MnO(OH) ist trimorph und tritt neben dem monoklinen Manganit auch als trigonaler Feitknechtit und als orthorhombischer Groutit auf. Durch Verwitterung geht Manganit allmählich zu Pyrolusit über.
Vorkommen: Manganit bildet sich durch hydrothermale Abscheidung bei Temperatur zwischen 100 und 200 °C, tritt aber auch sekundär in manganhaltigen Erz-Gängen auf. Untergeordnet entsteht Manganit durch sedimentäre Prozesse oder metamorphe Umwandlung in manganreichen Gesteinen.
Nutzung: Manganit ist aufgrund seines hohen Mn-Gehaltes von bis zu 62.5 % ein auch wirtschaftlich relevantes Mn-Erz.
Nsutit (γ-MnO2)
Allgemein: Nsutit, auch Yokosukait genannt, gehört zur Klasse der Oxide.
Vorkommen: Die Typ-Lokalität von Nsutit liegt im Westen von Ghana, in der Nsuta Mine.
Psilomelan ((Ba,H2O)2Mn5O10)
Allgemein: Psilomelan wird heute im engeren Sinne nicht mehr als eigenständiges Mineral angesehen, da es eine Mischung verschiedener Mn-Oxide repräsentiert. Da das am häufigsten auftretende Mineral Romanèchit (Schwarzer Glaskopf) ist, wird der Begriff Psilomelan z.T. synonym verwendet.
Ausbildung: Psilomelan tritt meist in kompakten, feinkörniger Massen auf, z.T. aber auch in Form stalaktitischer oder dendritischer Aggregate.
Vorkommen: Psilomelan tritt typischerweise in einem sedimentären Milieu auf, kann sich aber auch sekundär in der Oxidationszone anderer Manganmineralien ausbilden.
Nutzung: Wo Psilomelan regional in abbauwürdiger Menge auftritt, wird es zur Mangangewinnung genutzt.
Pyrolusit (β-MnO2)
Allgemein: Pyrolusit, auch Weichmanganerz genannt, gehört zur Klasse der Oxide.
Ausbildung: Pyrolusit liegt häufig in strahligen, aber auch körnig-erdigen Massen vor. Pyrolusit bildet z.T. auch krustenartige Überzüge oder dentritische Strukturen aus. Eine weitere Erscheinungsform sind traubig-nierenförmige Aggregate.
Chemismus und Struktur: Die Verbindung MnO2 ist trimorph. Sie kristallisiert neben der tetragonalen Symmetrie des Pyrolusits noch in hexagonaler (Akhtenskit) und orthorhombischer Symmetrie (Ramsdellit). Die Kristallstruktur von Pyrolusit ähnelt stark der des Rutils. Mn ist oktaedrisch mit O koordiniert. Pyrolusit enthält häufig Fremdbeimischungen und einen variablen Wasseranteil zwischen 1-2 %, der auch für die variierenden physikalischen Eigenschaften verantwortlich ist.
Vorkommen: Pyrolusit ist ein Verwitterungsprodukt von Manganit und häufig mit Limonit assoziiert. Die Bildungsbedingungen sind stark oxidativ und häufig hydrothermal geprägt.
Nutzung: Pyrolusit ist mit einem Mn-Gehalt von ca. 63 % das wirtschaftlich wichtigste Mn-Erz. Mn ist u.a. ein wichtiger Rohstoff für die Stahlveredelung und wird kombiniert mit weiteren Metallen als Legierungsmetall verwendet.
Rutil (TiO2)
Allgemein: Rutil gehört zur Klasse der Oxide.
Ausbildung: Rutil bildet häufig Kristalle mit dicksäuligem bis stängelig oder auch nadeligem Habitus. Er zeigt häufig Kniezwillinge, aber auch Drillinge bzw. Viellinge. Es treten auch kompakte und körnige Aggregate auf.
Chemismus und Struktur: Die Verbindung TiO2 ist trimorph. Sie liegt natürlich neben Rutil auch in Form der Minerale Anatas und Brookit vor.
Die Ti-Ionen der Rutilstruktur sind oktaedrisch von 6 O-Ionen umgeben. Die O-Oktaeder sind wiederum über diagonale Kanten verknüpft und bilden unendliche Ketten. Zwischen den Ketten befindet sich je eine Verknüpfung durch das O-Ion einer gemeinsamen Oktaederecke. Rutil kann höhere Gehalte an Fremdionen wie Fe2+ oder Fe3+ oder auch Nb und Ta aufweisen.
Vorkommen: Rutil bildet sich sowohl unter Hochdruck- als auch Hochtemperaturbedingungen und tritt in magmatischen und metamorphen Gesteinen auf. Sekundär tritt es als Gemengeteil in vielen weiteren Gesteine und u.a. auch zahlreichen Sanden auf.
Nutzung: Rutil wird in einigen Fällen als Rohstoff für die Ti-Gewinnung und zur Herstellung von TiN genutzt. Industriell hergestellte Rutile sind ein wichtiger Rohstoff als qualitativ hochwertiges Farbpigment.
Uraninit (UO2)
Allgemein: Uraninit, auch Uranin, Uranpecherz oder Pechblende genannt, gehört zur Klasse der Oxide und ist stark radioaktiv.
Ausbildung: Uraninit zeigt eher selten gut ausgebildete Kristalle, sondern meist derbe Massen mit stark glänzenden Oberflächen.
Chemismus und Struktur: Die Kristallstruktur des Uraninits entspricht dem Fluorittyp. Die Struktur ist durch den radioaktiven Zerfall meist allerdings stark angegriffen. Während der Kristallisation von UO2 wird Uraninit kontinuierlich aufoxidiert, wodurch sich eine variable Zusammensetzung zwischen UO2 und U3O8 ergibt.
Vorkommen: Uraninit tritt als Gemengeteil in Graniten, Pegmatiten und hydrothermalen Gängen auf. Es handelt sich um ein wenig verwitterungsresistentes Mineral.
Nutzung: Uraninit ist das wirtschaftlich wichtigste primäre U-Mineral zur Uran Gewinnung.