Hämatit
| Hämatit | |
|---|---|
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| Allgemeines und Klassifikation | |
| Andere Namen |
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| Chemische Formel | Fe2O3 |
| Mineralklasse (und ggf. Abteilung) |
Oxide und Hydroxide – Oxide mit Metall:Sauerstoff=2:3 |
| System-Nr.
nach Strunz und nach Dana |
4.CB.05 (8.
Auflage: IV/C.04) 04.03.01.02 |
| Ähnliche Minerale | Goethit, Lepidolith, Ilmenit |
| Kristallographische Daten | |
| Kristallsystem | trigonal |
| Kristallklasse; Symbol | ditrigonal-skalenoedrisch; 3 2/m |
| Raumgruppe | R3c (Nr. 167) |
| Gitterparameter | a = 5,03 Å; c = 13,75 Å |
| Formeleinheiten | Z = 6 |
| Häufige Kristallflächen | {1011}, {1012}, {0001}, seltener {1018}, {1123}, {0114}, {0111}, {1120 |
| Zwillingsbildung | Zwillingsgesetze nach {0001} und {1012}; Druck-Zwillingslamellen nach {1012} |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mohshärte | 5 bis 6 (VHN100 = 1000 bis 1100) |
| Dichte (g/cm3) | gemessen: 5,26; berechnet: 5,255 |
| Spaltbarkeit | keine |
| Bruch; Tenazität | uneben bis schwach muschelig; spröde, nur in dünnen Plättchen elastisch |
| Farbe | stahlgrau bis schwarz, rotbraun, bunt anlaufend, rot verwitternd |
| Strichfarbe | kirschrot bis rotbraun |
| Transparenz | undurchsichtig, kantendurchscheinend |
| Glanz | Metallglanz, matt |
| Magnetismus | schwach beim Erhitzen |
| Kristalloptik | |
| Brechungsindizes | nω = 3,150 bis 3,220 nε = 2,870 bis 2,940 |
| Doppelbrechung | δ = 0,280; starke Dispersion |
| Optischer Charakter | einachsig negativ |
| Pleochroismus | Dichroismus, gelbrot-braunrot |
| Weitere Eigenschaften | |
| Chemisches Verhalten | schwerlöslich in Salzsäure (HCl) |
Hämatit oder Blutstein, auch als Eisenglanz, Specularit, Roteisenstein und Roteisenerz bekannt, ist ein sehr häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der Oxide (und Hydroxide) mit der Summenformel Fe2O3 und die häufigste natürlich auftretende Modifikation des Eisen(III)-oxids.
Hämatit kristallisiert im trigonalen Kristallsystem und entwickelt verschiedene pyramidale, würfelähnliche, rhomboedrische oder tafelige bis säulige Kristallformen, die eine Größe von mehreren Zentimetern erreichen können. Daneben kommt er aber auch in Form von derben, traubigen und rosettenförmigen bis radialstrahligen Mineral-Aggregaten vor. Frische Proben sind von stahlgrauer bis schwarzer Farbe und starkem metallischem Glanz. Mit der Zeit können die Mineraloberflächen allerdings buntfarbig anlaufen oder durch Verwitterung eine mattrote Farbe annehmen.
Hämatit ist zusammen mit Ton und Kreide Bestandteil des Pigments Rötel.
Etymologie und Geschichte
Die Bezeichnung Hämatit leitet sich aus altgriechisch αἷμα haima „Blut, Blutvergießen, Blutsverwandter“ (Genitiv: αἵματος haimatos) ab, dessen Etymologie unklar ist.
Das Synonym Blutstein für Roteisen-Varietäten ist im deutschen Sprachraum seit dem 15. Jahrhundert belegt. Das im englischen Sprachraum gebräuchliche Synonym bloodstone (übersetzt „Blutstein“) steht allerdings für den Heliotrop (deutsches Synonym „Blutjaspis“) und ist damit ein irreführender falscher Freund.
Die inzwischen veraltete Bezeichnung Specularit (= „Spiegelstein“) weist darauf hin, dass Hämatit bereits in der Antike aufgrund seines starken Metallglanzes poliert und als Spiegel verwendet wurde.
Der Rötelabbau> war eine der frühesten Bergbauaktivitäten der Menschheit; das pulverförmige Mineral wurde schon vor 164.000 ± 12.000 Jahren in Pinnacle-Point in Südafrika genutzt. Man findet Hämatit-Pulver auch in ca. 80.000 Jahre alten Grabstätten. Bei Rydno in Polen und bei Lovas in Ungarn sind paläolithische Rötelgruben bekannt (60.000 v. Chr.).
Die ältesten Untertageabbaue Europas befinden sich in Tzines und Vaftochili auf der griechischen Insel Thasos (etwa 15.000 bis 20.000 v. Chr.). In Deutschland findet man zudem prähistorische Bergbauspuren bei Bad Sulzburg und im Münstertal (Schwarzwald) mit vergleichbarem Umfang aus der Zeit um 5000 v. Chr., die der Bandkeramischen Kultur am Oberrhein zuzuordnen sind.
Die Assyrer bezogen Hämatit (NA4KA.GI.NA, šadanu) unter anderem aus den Nairi-Ländern in der nordöstlichen Türkei. Unter Tiglat-pileser I. ist er als Tribut belegt.
Das ergiebige Vorkommen des Eisenglanzes der Insel Elba wurde schon von den Etruskern abgebaut.
Im Fichtelgebirge in Nordostbayern wurde urkundlich ab 1300 Bergbau auf Hämatit betrieben.
Klassifikation
Bereits in der veralteten, aber teilweise noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Hämatit zur Mineralklasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort zur Abteilung der „Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 2 : 3“, wo er als Namensgeber die „Hämatit-Gruppe“ mit der System-Nr. IV/C.04 und den weiteren Mitgliedern Eskolait, Karelianit und Korund bildete.
Die seit 2001 gültige und von der International Mineralogical Association (IMA) verwendete 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Hämatit in die erweiterte Abteilung der „Oxide mit dem Stoffmengenverhältnis Metall : Sauerstoff = 2 : 3, 3 : 5 und vergleichbare“ ein. Diese ist weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit mittelgroßen Katione“ zu finden ist, wo es zusammen mit Auroantimonat, Brizziit, Korund, Ecandrewsit, Eskolait, Geikielit, Ilmenit, Karelianit, Melanostibit, Pyrophanit und Romanit die „Korundgruppe“ mit der System-Nr. 4.CB.05 bildet.
Auch die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Hämatit in die Klasse der „Oxide und Hydroxide“ und dort in die Abteilung der „Oxide“ ein. Hier ist er zusammen mit Korund, Eskolait, Karelianit und Tistarit in der „Korund-Hämatit-Gruppe (Rhomboedrisch: R-3c)“ mit der System-Nr. 04.03.01 innerhalb der Unterabteilung „Einfache Oxide mit einer Kationenladung von 3+ (A2O3)“ zu finden.
Kristallstruktur
Hämatit kristallisiert in der sogenannten „Korundstruktur:“, d.h. isotyp mit Korund im trigonalen Kristallsystem in der Raumgruppe R3c (Raumgruppen-Nr. 167) mit den Gitterparametern a = 5,03 Å und c = 13,75 Å sowie 6 Formeleinheiten pro Elementarzelle.
Die Kristallstruktur kann als leicht verzerrte hexagonal-dichteste Packung von Sauerstoffatomen beschrieben werden, bei der nur jede sechste Sauerstoffschicht übereinander liegt. Die Fe3+-Kationen sitzen in den Oktaederlücken, wobei allerdings nur 2/3 dieser Lücken besetzt sind, was eine Symmetrieerniedrigung ins trigonale System bedeutet.
Eigenschaften
Hämatit ist normalerweise undurchsichtig und nur in sehr dünnen Blättchen rötlich durchscheinend. Nach einiger Zeit läuft er buntfarbig an und wird durch Verwitterung rot. Die Strichfarbe ist meist ein charakteristisches Blutrot; von ihr und vom blutrot gefärbten Schleifwasser beim Bearbeiten leitet sich der Name des Minerals ab.
Seine Mohssche Härte liegt zwischen 5 und 6 und seine Dichte beträgt gemessen durchschnittlich 5,26 g/cm³. Durch geringe, je nach Fundort veränderliche Fremdbeimengungen von Magnesium und Titan und andere Elemente kann die Dichte allerdings zwischen 5,2 und 5,3 g/cm³ schwanken.
Hämatit ist antiferromagnetisch. Seine Néel-Temperatur liegt bei 675 °C.
Vor dem Lötrohr ist Hämatit unschmelzbar und ist auch in gepulvertem Zustand nur langsam in Säuren löslich.
Modifikationen und Varietäten
Die Verbindung Fe2O3 ist dimorph und tritt in der Natur neben dem trigonalen Hämatit noch als kubisch kristallisierender Maghemit auf.
Mit Ilmenit bildet Hämatit bei Temperaturen über 950 °C eine lückenlose Mischreihe. Bei Abkühlung zerfallen allerdings die Mischkristalle, und es entsteht lamellarer Ilmenit.
Hämatit tritt in verschiedenen Ausbildungsvarianten auf, kristallisiert aber meist als Eisenglanz in stahlgrauen bis eisenschwarzen, metallglänzenden, oft irisierenden Kristallen, oder in blätterigschuppigen Kristallen als Eisenglimmer oder Eisenrahm.
Bisher sind folgende Varietäten von Hämatit bekannt:
- Blutstein: völlig dichtes Roteisenerz im Erzgebirge, nicht zu verwechseln mit Heliotrop
- Eisenglimmer, Eisenrahm: feinschuppig
- Eisenocker, Rotocker oder Rötel: mit Ton vermischt und daher weich
- Eisenrose: rosettenförmiges Kristall-Aggregat
- Minette-Erz: oolithisch-sedimentär
- Roter Glaskopf: mit nieriger Oberfläche und faseriger Struktur
Als Martit wird eine Pseudomorphose von Hämatit nach Magnetit bezeichnet.
Bildung und Fundorte
Hämatit kommt sowohl in sedimentären Lagerstätten als auch als Gangmineral vor. Er ist für die Rotfärbung vieler Gesteine verantwortlich – ein bedeutendes Beispiel sind die gebänderten Eisenerzformationen aus dem Erdzeitalter des Archaikums. Begleitminerale sind neben Magnetit, Pyrit und Rutil noch Ilmenit, Goethit, Siderit und in Sedimenten Lepidokrokit. Bekannte Riesenlagerstätten dieses Typs sind unter anderem das Krywyj-Rih-Eisenerzbecken (deutsch Krivoi Rog bzw. Kriwoi Rog) in der Ukraine (früher UdSSR), Minas Gerais in Brasilien sowie die Gegend um den Oberen See und der Mesabi Range in den USA.
Rote Sedimente, die in trocken-warmem (ariden) Klima entstanden sind, enthalten ebenso Hämatit wie Bändereisenerz bzw. Itabirite. Gangförmige Hämatit-Lagerstätten entstanden durch Ausscheidung in Wasser gelöster freier EisenIII-Ionen auf offenen Spalten und Klüften in diesen Gesteinen. In ihnen finden sich die verschiedenen Ausbildungsformen des Hämatits: Rot-Eisenrahm, Rot-Eisenglimmer, Rot-Eisenglanz, Rot-Eisenocker, Roter Glaskopf, Blutstein, Rötel und viele mehr.
Besonders reine Hämatitvorkommen waren die schon im Mittelalter abgebauten Gänge von Suhl im Thüringer Wald. Die Gänge verlaufen im Latit und Rhyolith (Porphyrit und Porphyr) und weisen als Gangarten nur Quarz, Kalk-, Fluss- und Schwerspat auf, aber keine Phosphor- und Schwefelminerale. Die Erze konnten deswegen zur Gewinnung weichen Eisens für die Büchsenrohrschmiede verwendet werden.
Weitere bekannte Gang-Lagerstätten liegen unter anderem im Siegerland (NRW) und bei Wölsendorf (Bayern) in Deutschland, bei Mitterberg (Gemeinde St. Johann im Pongau) in Österreich und Kutimsk im Ural in Russland.
Seltener ist Hämatit in Karbonatgesteinen zu finden. Er bildet in einigen Fällen einen Zement, beispielsweise in wenigen Riffkalken der Lahn-Mulde, aber auch in Spalten im ehemaligen Diabassteinbruch Kuhwald in Rachelshausen (Landkreis Marburg-Biedenkopf).
Mit Hämatit treten häufig auch andere Eisenerze wie Magnetit, Limonit oder Eisenspat auf. Das Ganggestein besteht hauptsächlich aus Calcit, Dolomit, Quarz oder Ton und die Verunreinigungen sind meist Pyrit und Apatit.
Als weit verbreitete Mineralbildung ist Hämatit an sehr vielen Fundorten weltweit anzutreffen, wobei bisher (Stand 2015) fast 14.000 Fundorte als bekannt gelten.
Auch in Mineralproben vom Meeresboden des Mittelatlantischen Rückens, des Zentralindischen Rückens und des Pazifischen Ozeans (u.a. Bismarcksee) sowie im Roten Meer fand man Hämatit.
Außerhalb der Erde gelang der Nachweis von Hämatit durch die Sonden Opportunity und Spirit auf dem Mars, genauer im Gale-Krater und im Gusev-Krater in der Region Aeolis quadrangle sowie in den Kratern Eagle, Endurance und Victoria in der Region Terra Meridiani. Die Hämatitfunde gelten als Nachweis für Wasservorkommen auf diesem Planeten.
Verwendung
Als Rohstoff
Hämatit enthält im reinen Zustand 70 Prozent Eisen und ist neben Magnetit (72 Prozent Eisen) das wichtigste Eisenerz.
Daneben findet Hämatit Anwendung als Poliermittel; die kristalline Form des Hämatits wurde zudem wegen ihrer hohen Reflektivität lange Zeit als Spiegel genutzt.
Beim Korrosionsschutz wird Hämatit in Form von feinen, flachen, kristallinen Plättchen in einer Lack-Matrix als Deckanstrich von feuerverzinkten Stahlteilen eingesetzt. Der Korrosionsschutz kann so bis zu 25 Jahre und mehr bei freier Bewitterung betragen. Einsatz u. a. bei Laternen, Brücken und Strommasten.
Als Pigment
Hämatit ist ein wichtiges und zudem ungiftiges Pigment. Schon in der Altsteinzeit wurde es für Höhlenmalereien und zur Körperbemalung eingesetzt; heute verwenden es unter anderem die Himba in Namibia für die Körperpflege.
Für den Einsatz im künstlerischen Bereich wird Hämatit oft gepresst. Die gepressten Stangen werden unbehandelt oder als Stiftminen verwendet. Rötelstifte sind weich, färben gut und werden von Künstlern für Zeichnungen und zum Skizzieren genutzt. Wichtige Künstlerfarben sind etwa Roter Bolus, eine stark tonhaltige Sorte, die vor allem als Grundiermaterial bei Vergoldungen verwendet wird, Ocker, Pompejanischrot, Englischrot, Venezianischrot, Terra di Pozzuoli und das violettstichige Caput mortuum.
Das Pigment eignet sich zudem zur Bemalung von Keramiken und zum Färben der Knüpffäden für Teppiche.
In der Analogfotografie wird Rötel zur Retusche von großformatigen Negativen und Positiven verwendet, da es lichtundurchlässig auftrocknet und wieder abwaschbar ist.
Als Schmuckstein
Hämatit ist ein beliebter Schmuckstein, der nach der Politur durch seinen starken metallischen Glanz auffällt. Er wird einerseits in facettierter Ausformung oder als Cabochon für Schmuck-Waren verwendet, andererseits aber auch zu kleinen Skulpturen verarbeitet.
Dabei ist jedoch zu beachten, dass Hämatit gegenüber Hitze, Salzen und Säuren (vor allem Borax und Borsäure) sehr empfindlich ist, der Stein also z.B. beim Tragen auf der Haut schnell zersetzt werden kann. Zudem bricht er aufgrund seiner Sprödigkeit leicht.
Im Schmuckhandel sind mehrere Manipulationen und Imitationen des Hämatits erhältlich. Der unter der Handelsbezeichnung erhältliche Hämatin oder Hematine ist eine „Rekonstruktion“ aus pulverisiertem und gesintertem Eisenoxid. Rekonstruierter Hämatit muss laut CIBJO als solcher bezeichnet werden. Ein Gestein aus Brasilien, das aus Hämatit und Magnetit besteht, darf dagegen als Hämatit angeboten werden, solange der Hämatitanteil höher als 50 % liegt. Im Gegensatz zu reinem Hämatit ist dieses Gestein trotz seines gleichen Aussehens von körniger Struktur, hat einen braunschwarzen Strich und ist zudem magnetisch. Eine einfache Kompassprobe genügt also bereits als Nachweis.
Durch optische Ähnlichkeit kann Hämatit außer mit Magnetit noch mit Davidit (Radioaktiv!), Kassiterit, Neptunit, Pyrolusit (bei massiger Ausbildung) und Wolframit verwechselt werden und diese werden auch gelegentlich zu Schmucksteinen verarbeitet, wenn auch üblicherweise nur für Sammler.
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Datum der letzten Änderung: Jena, den: 05.12. 2023