Hämatit – Wikipedia

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Gemeinsames Eisenoxidmineral

Hematit
WLA hmns Hämatit.jpg
Kategorie Oxidmineralien
Formel
(Wiederholungseinheit)		 Eisen(III)-oxid, Fe2Ö3, α-Fe2Ö3[1]
Strunz-Klassifikation 4.CB.05
Dana-Klassifizierung 4.3.1.2
Kristallsystem Trigonal
Kristallklasse Hexagonal skalenoedrisch (3m)
H–M-Symbol: (3 2/m)
Raumgruppe R3C
Einheitszelle ein = 5,038(2) ;
C = 13,772(12) ; Z = 6
Farbe Metallgrau, matt bis leuchtend „rostrot“ in erdig-kompaktem, feinkörnigem Material, stahlgrau bis schwarz in Kristallen und massiv kristallinen Erzen
Kristallgewohnheit Tafelförmige bis dicke Kristalle; glimmerig oder plattig, gewöhnlich in Rosetten; strahlende faserige, nierenförmige, botryoidale oder stalaktitische Massen, säulenförmig; erdig, körnig, oolithisch
Partnerschaften Penetration und Lamellen
Dekollete Keine, kann Trennungen auf {0001} und {10 . zeigen11}
Fraktur Ungleichmäßig bis subconchoidal
Beharrlichkeit Spröde
Mohs-Skala Härte 5,5–6,5
Lüster Metallisch bis glanzvoll
Strähne Hellrot bis Dunkelrot
Durchsichtigkeit Undurchsichtig
Spezifisches Gewicht 5,26
Dichte 5.3
Optische Eigenschaften Einachsig (−)
Brechungsindex nω = 3,150–3,220, nε = 2.870–2.940
Doppelbrechung δ = 0,280
Pleochroismus O = bräunlich-rot; E = gelblich-rot
Verweise [2][3][4]

Hematit (), auch geschrieben als Hämatit, ist eine häufige Eisenoxidverbindung mit der Formel Fe2Ö3 und ist in Gesteinen und Böden weit verbreitet.[5] Hämatitkristalle gehören zum rhomboedrischen Gittersystem, das als Alpha-Polymorph von bezeichnet wird Fe
2Ö
3. Es hat die gleiche Kristallstruktur wie Korund (Al
2Ö
3) und Ilmenit (FeTiO
3). Damit bildet es bei Temperaturen über 950 °C (1.740 °F) eine vollständige feste Lösung.

Hämatit kommt von Natur aus in schwarzen bis stahl- oder silbergrauen, braunen bis rotbraunen oder roten Farben vor. Es wird als wichtiges Eisenerz abgebaut. Es ist elektrisch leitfähig.[6] Hämatit-Sorten umfassen Nierenerz, martit (Pseudomorphe nach Magnetit), Eisenrose und spiegelnd (Glanzhämatit). Obwohl diese Formen variieren, haben sie alle einen rostroten Streifen. Hämatit ist nicht nur härter als reines Eisen, sondern auch viel spröder. Maghemit ist eine Polymorphie von Hämatit (γ-Fe
2Ö
3) mit der gleichen chemischen Formel, aber mit einer Spinellstruktur wie Magnetit.

Große Hämatitvorkommen finden sich in gebänderten Eisenformationen. Grauer Hämatit wird normalerweise an Orten gefunden, die stilles, stehendes Wasser oder heiße Mineralquellen haben, wie zum Beispiel im Yellowstone-Nationalpark in Nordamerika. Das Mineral kann im Wasser ausfallen und sich in Schichten am Grund des Sees, der Quelle oder eines anderen stehenden Wassers ansammeln. Hämatit kann auch in Abwesenheit von Wasser vorkommen, normalerweise als Folge vulkanischer Aktivität.

Tongroße Hämatitkristalle können auch als sekundäres Mineral auftreten, das durch Verwitterungsprozesse im Boden gebildet wird, und zusammen mit anderen Eisenoxiden oder Oxyhydroxiden wie Goethit, das für die rote Farbe vieler tropischer, alter oder anderweitig stark verwitterter Böden verantwortlich ist.

Etymologie und Geschichte[edit]

Der Name Hämatit leitet sich vom griechischen Wort für Blut ab αἷμα (haima), aufgrund der Rotfärbung einiger Hämatitsorten.[5] Als Pigment wird häufig die Farbe Hämatit verwendet. Der englische Name des Steins leitet sich aus dem Mittelfranzösischen ab Hämatit Pierre, das aus dem Lateinischen stammt lapis hämatit C. das 15. Jahrhundert, das aus dem Altgriechischen stammt αἱματίτης (haimatitē lithos, “blutroter Stein”).

Ocker ist ein Ton, der durch unterschiedliche Mengen an Hämatit gefärbt wird, die zwischen 20% und 70% variieren.[7] Roter Ocker enthält unhydratisierten Hämatit, während gelber Ocker hydratisierten Hämatit (Fe2Ö3 · H2Ö). Ocker wird hauptsächlich zum Abtönen mit einer dauerhaften Farbe verwendet.[7]

Die Rötelschrift dieses Minerals war eine der frühesten in der Menschheitsgeschichte. Das pulverförmige Mineral wurde erstmals vor 164.000 Jahren vom Pinnacle-Point-Mann verwendet, möglicherweise für soziale Zwecke.[8] Hämatitreste finden sich auch in Gräbern vor 80.000 Jahren. Bei Rydno in Polen und Lovas in Ungarn wurden Rötelbergwerke aus der Zeit um 5000 v. Chr. gefunden, die zur Bandkeramik-Kultur am Oberrhein gehören.[9]

Auf der Insel Elba wurden reiche Hämatitvorkommen gefunden, die seit der Zeit der Etrusker abgebaut wurden.[10]

Magnetismus[edit]

Hämatit reagiert nur sehr schwach auf ein Magnetfeld. Im Gegensatz zu Magnetit wird es von einem gewöhnlichen Magneten nicht merklich angezogen. Hämatit ist ein antiferromagnetisches Material unterhalb des Morin-Übergangs bei 250 K (−23 °C) und ein geneigter Antiferromagnet oder schwach ferromagnetisch oberhalb des Morin-Übergangs und unterhalb seiner Néel-Temperatur bei 948 K (675 °C), oberhalb dessen es paramagnetisch ist.

Die magnetische Struktur von α-Hämatit war in den 1950er Jahren Gegenstand beträchtlicher Diskussionen und Debatten, da es mit einer Curie-Temperatur von etwa 1.000 K (730 °C) ferromagnetisch zu sein schien, jedoch mit einem extrem kleinen magnetischen Moment (0,002 Bohr-Magnetons ). Überraschend war ein Übergang mit Temperaturabnahme bei etwa 260 K (−13 °C) zu einer Phase ohne magnetisches Nettomoment. Es wurde gezeigt, dass das System im Wesentlichen antiferromagnetisch ist, dass jedoch die geringe Symmetrie der Kationenzentren eine Spin-Bahn-Kopplung ermöglicht, um ein Verkanten der Momente zu verursachen, wenn sie in der Ebene senkrecht zum . liegen C Achse. Das Verschwinden des Moments bei einer Temperaturabnahme bei 260 K (−13 °C) wird durch eine Änderung der Anisotropie verursacht, die dazu führt, dass sich die Momente entlang der C Achse. In dieser Konfiguration reduziert Spin-Canting die Energie nicht.[11][12] Die magnetischen Eigenschaften von Bulk-Hämatit unterscheiden sich von denen ihrer nanoskaligen Gegenstücke. Zum Beispiel nimmt die Morin-Übergangstemperatur von Hämatit mit einer Abnahme der Partikelgröße ab. Die Unterdrückung dieses Übergangs wurde bei Hämatit-Nanopartikeln beobachtet und wird auf das Vorhandensein von Verunreinigungen, Wassermolekülen und Defekten im Kristallgitter zurückgeführt. Hämatit ist Teil eines komplexen Oxyhydroxid-Mischkristallsystems mit verschiedenen Gehalten an Wasser, Hydroxylgruppen und Leerstellensubstitutionen, die die magnetischen und kristallchemischen Eigenschaften des Minerals beeinflussen.[13] Zwei weitere Endglieder werden als Protohämatit und Hydrohämatit bezeichnet.

Erhöhte magnetische Koerzitivfelder für Hämatit wurden durch Trockenerhitzen eines aus Lösung hergestellten Zweilinien-Ferrihydrit-Vorläufers erreicht. Hämatit zeigte temperaturabhängige magnetische Koerzitivfeldstärken im Bereich von 289 bis 5.027 Oersted (23–400 kA/m). Der Ursprung dieser hohen Koerzitivfeldstärkewerte wurde als Folge der Subpartikelstruktur interpretiert, die durch die unterschiedlichen Wachstumsraten der Partikel- und Kristallitgröße bei steigender Glühtemperatur induziert wird. Diese Unterschiede in den Wachstumsraten werden in eine fortschreitende Entwicklung einer Subpartikelstruktur im Nanobereich übersetzt. Bei niedrigeren Temperaturen (350–600 °C) kristallisieren einzelne Partikel. Jedoch; bei höheren Temperaturen (600–1000 °C) wird das Wachstum von kristallinen Aggregaten und einer subpartikulären Struktur begünstigt.[14]

  • Ein mikroskopisches Bild von Hämatit

  • Kristallstruktur von Hämatit

Minenabraum[edit]

Hämatit kommt in den Abraumhalden von Eisenminen vor. Ein kürzlich entwickeltes Verfahren, die Magnetisierung, verwendet Magnete, um Abfallhämatit aus alten Minenrückständen in Minnesotas riesigem Eisengebiet Mesabi Range aufzulesen.[15]Falurot ist ein Pigment, das in traditionellen schwedischen Hausfarben verwendet wird. Ursprünglich wurde es aus Abraum der Falu-Mine hergestellt.[16]

Das Bildmosaik des Mars Exploration Rover Microscopic Imager zeigt Hämatitkügelchen, die teilweise in Gestein am Landeplatz Opportunity eingebettet sind. Das Bild hat einen Durchmesser von etwa 5 cm.

Die spektrale Signatur von Hämatit wurde auf dem Planeten Mars mit dem Infrarotspektrometer der NASA beobachtet Mars Global Surveyor[17] und 2001 Mars-Odyssee[18] Raumschiff im Orbit um den Mars. Das Mineral wurde an zwei Stellen im Überfluss gesehen[19] auf dem Planeten die Stätte Terra Meridiani in der Nähe des Mars-Äquators auf 0° Länge und die Stätte Aram Chaos in der Nähe der Valles Marineris.[20] Mehrere andere Fundstellen zeigten ebenfalls Hämatit, wie beispielsweise Aureum Chaos.[21] Da terrestrischer Hämatit typischerweise ein Mineral ist, das in wässrigen Umgebungen oder durch wässrige Alteration gebildet wird, war diese Entdeckung wissenschaftlich so interessant, dass der zweite der beiden Mars Exploration Rovers an einen Standort in der Region Terra Meridiani namens Meridiani Planum geschickt wurde. In-situ-Untersuchungen durch die Gelegenheit Rover zeigte eine beträchtliche Menge an Hämatit, ein Großteil davon in Form kleiner Kügelchen, die vom Wissenschaftsteam informell “Blaubeeren” genannt wurden. Die Analyse zeigt, dass diese Kügelchen offensichtlich aus einer wässrigen Lösung gebildete Konkretionen sind. “Wenn wir wissen, wie der Hämatit auf dem Mars gebildet wurde, können wir die vergangene Umgebung charakterisieren und feststellen, ob diese Umgebung für das Leben günstig war.”[22]

Schmuck[edit]

Hämatit wurde einst als Trauerschmuck verwendet.[23] Eine Referenz aus dem Jahr 1923 beschreibt “Hämatit wird manchmal als Fassung in Trauerschmuck verwendet”.[6] Bestimmte Arten von hämatit- oder eisenoxidreichem Ton, insbesondere armenischer Stamm, wurden zum Vergolden verwendet. Hämatit wird auch in der Kunst verwendet, z. B. bei der Herstellung von Edelsteinen mit Intaglio-Gravur. Hämatin ist ein synthetisches Material, das als magnetischer Hämatit.[24]

Galerie[edit]

  • Ein seltener pseudo-skalenoedrischer Kristallhabitus

  • Drei Edelstein-Quarzkristalle mit leuchtend rostroten Hämatit-Einschlüssen auf einem Feld aus glitzernd schwarzem Spiegelhämatit

  • Goldene nadelförmige Rutilkristalle, die von einem Zentrum aus plättchenförmigem Hämatit ausstrahlen

  • Eine Ansammlung parallel wachsender, spiegelheller, metallgrauer Hämatitklingen aus Brasilien

  • Hämatitschnitzerei, 5 cm lang

  • Hämatit, Variante Specularit (Spiegelhämatit), mit feiner Körnung abgebildet

  • Hämatit auf dem Mars in Form von “Heidelbeeren” (benannt von der NASA)

  • Streifenplatte, die zeigt, dass Hämatit durchweg einen rostroten Streifen hinterlässt.

  • Hämatit im Rasterelektronenmikroskop, Vergrößerung 100x.

  • Glimmerhämatit mit Genehmigung von Kelly’s Mine, Lustleigh, Devon UK

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ Dunlop, David J.; Özdemir, Özden (2001). Felsmagnetismus: Grundlagen und Grenzen. Cambridge: Cambridge University Press. P. 73. ISBN 9780521000987.
  2. ^ Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C. (Hrsg.). “Hematit” (PDF). Handbuch der Mineralogie. III. Chantilly, VA: Mineralogische Gesellschaft von Amerika. ISBN 978-0962209727. Abgerufen 22. Dezember 2018.
  3. ^ “Hämatit-Mineraldaten”. WebMineral.com. Abgerufen 22. Dezember 2018.
  4. ^ “Hematit”. Mindat.org. Abgerufen 22. Dezember 2018.
  5. ^ ein B Cornell, RochelleM.; Schwertmann, Udo (1996). Die Eisenoxide. Deutschland: Wiley. S. 4, 26. ISBN 9783527285761. LCCN 96031931. Abgerufen 22. Dezember 2018.
  6. ^ ein B Morgenthau, Mengo L. (1923). Mineralien und geschliffene Steine: Nachschlagewerk mit komprimierten und vereinfachten Beschreibungen aus Standardwerken zur Mineralogie. P. 23.
  7. ^ ein B “Ocker”. Industriemineralien. Mineralienzone. Archiviert von das Original am 15. November 2016. Abgerufen 22. Dezember 2018.
  8. ^ “Forscher finden in Südafrika früheste Beweise für modernes menschliches Verhalten” (Pressemitteilung). AAAS. ASU-Nachrichten. 17. Oktober 2007. Abgerufen 22. Dezember 2018.
  9. ^ Levato, Chiara (2016). “Prähistorische Eisenoxidminen: Ein europäischer Überblick” (PDF). Anthropologica und Præhistorica. 126: 9–23. Abgerufen 22. Dezember 2018.
  10. ^ Benvenuti, M.; Dini, A.; D’Orazio, M.; Chiarantini, L.; Corretti, A.; Costagliola, P. (Juni 2013). “Die Wolfram- und Zinnsignatur von Eisenerzen von der Insel Elba (Italien)”. Archäometrie. 55 (3): 479–506. mach:10.1111/j.1475-4754.2012.00692.x.
  11. ^ Dzyaloshinsky, IE (1958). „Eine thermodynamische Theorie des „schwachen“ Ferromagnetismus von Antiferromagneten“. Zeitschrift für Physik und Chemie fester Stoffe. 4 (4): 241–255. Bibcode:1958JPCS….4..241D. mach:10.1016/0022-3697(58)90076-3.
  12. ^ Moriya, Tōru (1960). “Anisotrope Superaustausch-Wechselwirkung und schwacher Ferromagnetismus” (PDF). Physische Überprüfung. 120 (1): 91. Bibcode:1960PhRv..120…91M. mach:10.1103/PhysRev.120.91.
  13. ^ Dang, M.-Z.; Rancourt, GD; Dutrizac, JE; Lamarche, G.; Provencher, R. (1998). „Zusammenspiel von Oberflächenbedingungen, Partikelgröße, Stöchiometrie, Zellparameter und Magnetismus in synthetischen Hämatit-ähnlichen Materialien“. Hyperfeine Interaktionen. 117 (1–4): 271–319. Bibcode:1998HyInt.117..271D. mach:10.1023/A: 1012655729417. S2CID 94031594.
  14. ^ Vallina, B.; Rodriguez-Blanco, JD; Braun, AP; Benning, LG; Blanco, JA (2014). “Erhöhte magnetische Koerzitivfeldstärke von α-Fe2Ö3 gewonnen aus karbonisiertem 2-Leiter Ferrihydrit” (PDF). Zeitschrift für Nanopartikelforschung. 16 (3): 2322. Bibcode:2014JNR….16.2322V. mach:10.1007/s11051-014-2322-5. S2CID 137598876.
  15. ^ Redman, Chris (20. Mai 2009). “Der nächste eiserne Ansturm”. Money.cnn.com. Abgerufen 22. Dezember 2018.
  16. ^ “Sveriges mest beprövade husfärg” [Sweden’s most proven house color] (auf Nordsamisch). Abgerufen 22. Dezember 2018.
  17. ^ “Mars Global Surveyor TES Instrument Identification of Hematite on Mars” (Pressemitteilung). NASA. 27. Mai 1998. Archiviert von das Original am 13. Mai 2007. Abgerufen 22. Dezember 2018.
  18. ^ Christensen, Philip R. (2004). “Bildung der hämatithaltigen Einheit in Meridiani Planum: Hinweise auf Ablagerung in stehendem Wasser”. Zeitschrift für geophysikalische Forschung. 109 (E8): E08003. mach:10.1029/2003JE002233.
  19. ^ Bandfield, Joshua L. (2002). “Globale Mineralverteilungen auf dem Mars” (PDF). Zeitschrift für geophysikalische Forschung. 107 (E6): E65042. Bibcode:2002JGRE..107.5042B. mach:10.1029/2001JE001510.
  20. ^ Glotch, Timothy D.; Christensen, Philip R. (2005). “Geologische und mineralogische Kartierung von Aram Chaos: Beweise für eine wasserreiche Geschichte”. Zeitschrift für geophysikalische Forschung. 110 (E9): E09006. Bibcode:2005JGRE..110.9006G. mach:10.1029/2004JE002389. S2CID 53489327.
  21. ^ Glotch, Timothy D.; Rogers, D.; Christensen, Philip R. (2005). „Eine neu entdeckte hämatitreiche Einheit im Aureum Chaos: Vergleich von Hämatit und assoziierten Einheiten mit denen im Aram Chaos“ (PDF). Mond- und Planetenwissenschaft. 36: 2159. Bibcode:2005LPI….36,2159G.
  22. ^ “Hematit”. NASA. Abgerufen 22. Dezember 2018.
  23. ^ Oldershaw, Cally (2003). Firefly Guide zu Edelsteinen. Glühwürmchen Bücher. P. 53. ISBN 978-1-55297-814-6.
  24. ^ “Magnetischer Hämatit”. Mindat.org. Abgerufen 22. Dezember 2018.

Externe Links[edit]


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