Hämatit – Virtuelles Museum für Moleküle und Mineralien

Mineralbeschreibung

Hämatit ist ein Eisenoxidmineral der Oxide- und Hydroxidgruppe mit Strukturformel . Die Struktur ähnelt der von Korund und besteht im Wesentlichen aus einer dichten Anordnung von Fe3 + -Ionen in oktaedrischer Koordination mit Sauerstoffatomen in hexagonaler Dichtestpackung. Die Struktur kann auch als das Stapeln von Blättern aus oktaedrisch (sechsfach) koordinierten Fe3 + -Ionen zwischen zwei geschlossen gepackten Sauerstoffschichten beschrieben werden. Da Fe in einem dreiwertigen Zustand (Eisen-Fe) ist, ist jedes der Sauerstoffstoffe an nur zwei Fe-Ionen gebunden, und daher sind nur zwei von drei verfügbaren Sauerstoffoktaedern besetzt. Diese Anordnung macht die Struktur neutral ohne Ladungsüberschuss oder -defizit. Die Fe-O-Platten werden durch starke kovalente Bindungen zusammengehalten, was zu einer sehr harten und dichten Struktur führt.

Der meiste Hämatit ist relativ rein, mit nur sehr geringen Einschlüssen von Fe2+, Ti, Al und/oder Mn. Sehr begrenzte feste Lösungen wurden mit Magnetit , Ilmenit und Bixbyit berichtet .

Das Kristallsystem von Hämatit ist hexagonal, aber Kristalle erscheinen in einer Vielzahl von Formen. Gut kristallisierte Formen, auch Specularit genannt, neigen dazu, sich als flache trigonale Kristalle zu entwickeln. Reniforme (Nierenerz) oder botryoidale Formen sind als dehydrierter Geothit üblich und zerfallen zu Fasern oder Splittern. Oolitischer und fossiler Hämatit wird häufig als Ersatz für Carbonatfossilien gefunden. Kristalle können auch massiv oder weich und erdig sein. Hämatit ist normalerweise undurchsichtig, stahlgrau bis leuchtend rot oder braun. Der Glanz ist hellmetallisch bis submetallisch.

Der Name „Hämatit“ stammt aus dem Griechischen „Haimatite“, was blutähnlich in Bezug auf die hellrote Farbe des Pulvers Hämatit bedeutet. Die Kristallstruktur basiert auf einer röntgenbeugungsstrukturellen Verfeinerung der ursprünglichen Strukturdaten von Linus Pauling aus dem Jahr 1925.

Vorkommen und Verwendung

Hämatit ist das Alterationsprodukt vieler Fe-tragender Mineralien, insbesondere Magnetit, Siderit und Pyrit, und wird in Meeren und Seen durch chemische oder organische Prozesse gefällt. Sein Auftreten kann zugeschrieben werden, aber nicht beschränkt auf intensive Verwitterung unter normalen und oxidierenden Umgebungen. Sedimentäre Ablagerungen von Hämatit können ausgedehnt sein und wichtige Eisenerze darstellen. Hämatitablagerungen können als gemischte Schichten mit Chert und Quarz auftreten, insbesondere in kambrischen Sedimenten, die mäßig metamorphosiert wurden. Die gebänderten Eisenformationen, die im Mesabi-Eisenbereich üblich sind, sind ein gutes Beispiel.

Hämatit kommt in Oberflächenumgebungen und Böden infolge der Verwitterung Fe-haltiger Mineralien äußerst häufig vor und ist für die rote und rotbraune Färbung von Böden und Oberflächengesteinen verantwortlich. Teilweise hydratisierter Hämatit kann eine gelb-braune Färbung hervorrufen. In den USA gibt es mehrere Eisenerzorte, hauptsächlich entlang des Lake Superior, New York und Arizona. Andere große Minen befinden sich in tropischen und subtropischen Zonen in Afrika, Asien und Südamerika.Magmatische Gesteine wie Granit, Rhyolith und ähnliche Gesteine können primäre Zusatzkörner von Hämatit enthalten, was auf sauerstoffreiche Magmen hindeutet. Die Specularit-Form von Hämatit wird üblicherweise als euedrische oder plättchenförmige Kristalle mit Quarz in Venen und Hohlräumen durch vulkanische Gase und in Quarzadern durch hydrothermale Hochtemperaturflüssigkeiten abgelagert. Verwachsungen von Ilmenit sind häufig mit Hämatit.

Bedeutung in Bodenumgebungen

Hämatit kann in vielen Böden als Verwitterungsprodukt oder als vererbtes Mineral von Muttergesteinen oder beidem vorkommen. Es ist häufiger in tropischen und warm-gemäßigten Regionen als in kälteren Gebieten, wo Goethit in der Regel überwiegt. Außerdem findet sich unter gut durchlässigen Böden mehr Hämatit als in Böden mit begrenzter Drainage. Hämatit ist häufig Bestandteil von Konkretionen und Knötchen sowie von Plinthit. Hämatit ist verantwortlich für die roten, ockerroten und rotbraunen Farben vieler Böden, insbesondere solcher, die sich unter stark kontrastierenden abwechselnden nassen und trockenen Jahreszeiten entwickeln, wie in mediterranen Umgebungen. Hämatite können als dehydrierte Form von Goethit und Lepidocrocit vorliegen. Letztere Mineralien können unter trockenen Bedingungen zu Hämatit umkehren. Fein strukturierter Hämatit spielt eine wichtige Rolle als Zementierungsmittel für Bodenaggregate.

Kristallographische Daten

Zusammensetzung

Fe2O3

Klassifizierung

Oxid

Strukturparameter

a=5.038, b=5.038, c=13,772 Å
alpha=90, beta=90, gamma=120°
Raumgruppe=R-3c