Schacht Alwine
Einst tiefster Stollen im Münsterland
Auf Initiative des Heimatvereins Vorhelm ist jene Erinnerungsstation im Jahr 2016 am Ort des ehemaligen Schachts „Alwine“ als Erlebbarmachung des vor 125 Jahren beendeten Strontianitabbaus in Vorhelm entstanden. Die Grube war von Juni 1880 bis Oktober 1891 gerade mal elf Jahre in Betrieb und erreichte eine dafür beachtliche Teufe von 112 Metern. Der Schacht Alwine war damit das tiefste Strontianitbergwerk im Münsterland.
Strontianit , ein Mineral aus Strontiumcarbonat (SrCO3) , entstand im Münsterland durch geochemische Prozesse , die vor allem in der späten Kreidezeit und im Tertiär stattfanden. Das Münsterland ist geologisch geprägt von einer Schicht aus Kreidekalken , die reich an Kalziumkarbonat sind. In diesen Kalksteinformationen entwickelten sich unter spezifischen Bedingungen Hohlräume und Risse , in denen Strontianit kristallisierte.
Bildung von Strontianit im Münsterland:
1.) Strontiumquelle:
Strontium stammt aus dem Abbau von Strontium-reichen Mineralien in umliegenden Gesteinen oder aus Lösungen , die durch die Kalksteinformationen zirkulierten. Es wurde durch Verwitterung freigesetzt und durch Grundwasser transportiert.
2.) Chemische Bedingungen:
In den Rissen und Hohlräumen der Kalksteinschichten konnte Strontium durch Reaktionen mit gelöstem Kohlendioxyd(CO2) und Calciumionen zu Strontianit auskristallisieren. Dies geschah bevorzugt in einem alkalischen Milieu , das durch den Kalkstein gefördert wurde.
3.) Hydrothermale Aktivität:
Im Münsterland gab es keine vulkanischen Prozesse , aber die Migration von leicht erhitztem Grundwasser könnte eine Rolle gespielt haben. Diese hydrothermalen Wässer brachten gelöste Stoffe , darunter Strontium , in die Kalksteinformationen und trugen zur Mineralbildung bei.
4.) Kristallisation in Hohlräumen:
Strontianit kristallisierte in vorhandenen Hohlräumen oder Klüften , die durch tektonische Spannungen oder Lösungsprozesse entstanden. Die Bedingungen für die Bildung waren lokal begrenzt , was erklärt , warum Strontianit-Vorkommen oft unregelmäßig verteilt sind.
5.) Bedeutung der Strontianitvorkommen:
Im 19. Jahrhundert war Strontianit ein wichtiger Rohstoff im Münsterland , insbesondere für die Zuckerindustrie , da Strontiumverbindungen für die Raffination von Zucker aus Rüben verwendet wurden. Mit dem Strontianverfahren konnte erstmalig Restzucker auch aus der Melasse gewonnen werden.
6.) Kristallbildung:
Strontianit ist ein eher selten vorkommendes Mineral der Mineralklasse der "Carbonate und Nitrate" . Es kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem mit der Zusammensetzung Sr(CO3) , ist also chemisch gesehen ein Strontiumcarbonat.
Strontianit entwickelt meist prismatische bis nadelige Kristalle und durch zyklische Drillingsbildung auch pseudohexagonale Prismen aus. Daneben kommen aber auch büschelige bis kugelige , faserige oder massige bis erdige Aggregate vor. Als Mineralaggregat wird eine beliebige , auch räumlich eng begrenzte , natürliche Vergesellschaftung gleicher oder verschiedener Mineralarten bezeichnet. Auf den Oberflächen unverletzter Kristalle zeigt sich ein glasähnlicher Glanz. Bruchflächen schimmern dagegen harz - oder fettähnlich.
In reiner Form ist Strontianit farblos und durchsichtig. Er kann allerdings durch Fremdbeimengungen eine graue , braune , grünliche , gelbliche oder rötliche Farbe annehmen. Seine Strichfarbe ist allerdings immer weiß.
7.) Färbung:
Die unterschiedliche Färbung von Stontianit wird durch mehrere Faktoren beeinflusst, darunter chemische Verunreinigungen, Spurenelemente, Gitterdefekte und Umweltbedingungen. Hier sind die Hauptursachen im Detail:
7.1 Spurenelemente
Strontianit kann durch das Vorhandensein von Spurenelementen, die das Kristallgitter stören, verschiedene Farben annehmen:
Gelblich-grün: Durch Spuren von Eisen oder Uranverbindungen.
Grau-bräunlich: Wenn Eisen (Fe2 / Fe3) in geringen Mengen eingebaut ist, kann es je nach Oxidationszustand und Konzentration graue bis bräunliche Farben verursachen.
Rosa bis Rot: Durch Mangan, das häufig in Strontianit als Substitution für Strontium eingebaut wird.
Bläulich: Möglich durch geringe Mengen von Kupfer.
Spurenelemente verändern die Lichtabsorption und erzeugen charakteristische Farben im sichtbaren Spektrum.
7.2 Kristallgitterdefekte
Defekte im Kristallgitter können Farbzentren erzeugen, die spezifische Wellenlängen des Lichts absorbieren und damit zur Farbgebung beitragen. Solch Defekte entstehen häufig durch:
Strahlungseinwirkung: Radioaktive Elemente (wie Uran oder Thorium) können Farbzentren durch Elektronenausfälle oder -verschiebungen erzeugen.
Mechanische Beanspruchung: Brüche oder Verzerrungen im Gitter können ebenfalls Farbzentren begünstigen.
7.3 Einschluss von Fremdstoffen
Strontianit kann Einschlüsse anderer Minerale enthalten, die die Farbe beeinflussen:
Eisenoxide (z.B. Hämatit oder Limonit) verursachen gelbe , braune oder rötliche Farbtöne. Feine Partikel von Eisenverbindungen können graue bis schwärzliche Töne hervorrufen.
Tonminerale oder organische Verunreinigungen: Organische Substanzen aus der Umgebung, wie Huminstoffe, können in den Kristall eindringen und eine graue oder trübe Färbung verursachen. Feine Einschlüsse von Ton oder Silikatmineralen tragen ebenfalls zur Graufärbung bei.
7.4 Oxidationszustand der Elemente
Der Oxidationszustand der Spurenelemente spielt eine entscheidende Rolle für die Färbung:
Eisen: Fe2 erzeugt oft grünliche Töne, während Fe3 gelbliche oder bräunliche Farben hervorruft.
Mangan: Mn2 erzeugt zarte rosa oder violette Farbtöne.
7.5 Umweltbedingungen bei der Bildung
Die Färbung von Strontianit kann auch durch die chemische Zusammensetzung des umgebenden Milieus während der Bildung beeinflusst werden:
pH-Wert und Redox-Bedingungen: Beeinflussen, welche Spurenelemente eingebaut werden und in welchem Oxidationszustand sie vorliegen.
Temperatur: Kann die Einlagerung von Elementen wie Mangan oder Eisen in das Kristallgitter beeinflussen.
Fazit
Die unterschiedliche Färbung von Strontianit wird durch eine Kombination aus Spurenelementen, Kristallgitterdefekten, Fremdstoffeinschlüssen, Oxidationszuständen und Umweltbedingungen bestimmt. Die häufigsten farbgebenden Elemente sind Eisen und Mangan, während Farbzentren und Verunreinigungen die Farbe weiter modifizieren können.
Bild : Strontianit- pseudoprismatische Kristalle- Quelle: Mineralienatlas
Bild: Quelle: Mineralien und Fossilien / Stadt Beckum
Bild: Stontianit -Kristallaggregat- Quelle: Mineralienatlas
Quellen:
Heimatverein Vorhelm , LWL , Institut für seltene Erden und Metalle , Geopark Ruhrgebiet , mineralienatlas.de , chemie.de , SEILNACHT , Geologischer Dienst NRW , Freie Universität Berlin
Logbedingungen:
Betrachtet das große Fundstück im Schaukasten und beantwortet bitte folgende Fragen.
1.) Welche Textur hat das Fundstück? Beschreibe das Exponat mit eigenen Worten in Bezug auf seine Zusammensetzung.
2.) Welche verschiedenen Kristallformen bzw. Kristallarten sind hier zu erkennen?
3.) In reiner Form ist Strontianit farblos und durchsichtig. Das große Schaustück weist eine deutliche Verfärbung auf. Welche Farben kannst Du hier entdecken und wodurch kann dann gerade diese Färbung Deiner Meinung nach entstanden sein?
Füge dem Log bitte ein Foto bei, das Dich mit dem Stolleneingang in Verbindung bringt.
Nach dem Absenden der korrekten Antworten unter der Option "Antworten senden" könnt Ihr gleich loggen. Falls etwas nicht in Ordnung ist , melde ich mich. Ihr braucht keine Logfreigabe abwarten.