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Magnetit

Magnetit
Magnetit

Perfekter Oktaeder vom Cerro Huanaquino, Potosi, Bolivien

Rob Lavinsky

Englisch: Magnetite; Französisch: Magnetite; Spanisch: Magnetita


Geschichte

Die ersten konkreten Beschreibungen der magnetischen Eigenschaften des Magnetit stammen vom griechischen Philosophen und Wissenschaftler Thales von Miletus aus dem 6. Jh. v. Chr. 300 Jahre später waren diese Eigenschaften auch im alten China bekannt. Erste chinesische Kompasse sind im 1. Jh. verwendet worden. Chinesische Mediziner konnten mittels Magnetit winzige Eisenfragmente aus dem Auge entfernen.

Wenngleich die Eigenschaft des Magnetismus schon den Griechen (Stein Magnetis des Theophrast von Eresos: "Über die Steine)"), Römern (Stein Magnes von Plinius dem Älteren; Gaius Plinius Secundus: "Historia Naturalis") und den Chinesen bekannt waren, dauerte es bis zum Jahr 1088, dass der chinesische Enzyklopädist Shen Kua in seinem in diesem Jahr erschienenen "Buch Meng Ch'i Pi T'an" den ersten klaren Bericht über einen aufgehängten Magnetkompass schrieb. Etwa um 1180 erschien die Beschreibung einer Kompassnadel als Navigationsmittel für die Seefahrt durch den englischen Wissenschaftler und Lehrer Alexander Neckam. Im Jahr 1269 veröffentlichte Petrus Peregrinus von Maricourt (Peter der Reisende) eine detaillierte Beschreibung eines Kompasses, welche über viele Jahrzehnte Gültigkeit besaß. Aus der Zeit zwischen 1235-1250 stammt das indische Werk "Raghanighantu" (der König der Wörterbücher), verfasst von dem Kashmirer Arzt Narahari, in welchem dem Magneteisen "Ajaskanta", d.h. Eisen liebend oder anziehend, ein ganzes Kapitel gewidmet ist. Vom 14. bis Anfang des 16. Jh. wurde der Kompass in Italien und in Nürnberg verfeinert (u.a. beschreibt Agricola einen bereits technisch ausgereiften Bergkompass), gelangte danach in seiner entwickelten Form auch nach China, wo er sofort und voll adoptiert wurde. Dessen ungeachtet wird die Entdeckung des Kompasses den alten Chinesen zugeschrieben.

Ein bedeutender Fehler unterlief Georgius Agricola, welcher in seinem 1556 erschienenen Werk "De re metallica Libri XII" in seiner Abhandlung zur Glasmacherei schrieb: "Wie in früheren Zeiten glaubt man auch in unseren Tagen an die außerordentliche Fähigkeit des Magnetsteins, die flüssige Substanz an sich zu ziehen, wie er das Eisen anzieht". Agricola hat diese Stelle fast wortwörtlich von Plinius übernommen, wobei beide Herren Magnetstein (Magnetit) und Braunstein (Pyrolusit, ein Mangandioxid) verwechselten. Dabei unterschied Plinius zwischen dem Eisen anziehenden männlichen Magnetit und einem weiblichen (vermutlichen) Manganerz (z.B. Pyrolusit).

Zur Deutung des Namens gibt es unterschiedliche Erklärungen. Der Name Magnetit wird sowohl auf die thessalische Landschaft Magnesia, bzw. die Stadt Magnesia am Mäander (bei Smyrna), sowie auf andere griechische, bzw. kleinasiatische Orte gleichen Namens zurückgeführt, in welchen schon vor 500 v.Chr. Eisenerz mit magnetischen Eigenschaften gefunden wurde. Der antike Begriff Magnes, d.h. Magnet, ist die lateinische Akkusativform von Magnetem, d.h. Magnet. Eine weitere Deutung ist die Ableitung vom Namen eines griechischen Schäfers namens Magnes, welcher das Mineral am Berg Ida (in Kleinasien, heute Türkei) dadurch entdeckte, dass ihm beim Besteigen eines Felsens die Nägel aus seinen Schuhen gezogen wurden. Wahrscheinlicher jedoch ist, dass der Magnetstein das eiserne Ende seines Stockes anzog.

Der mittelalterliche Name war Magnetstein oder Magneteisenstein. Der bis heute gültige Name Magnetit wurde 1845 von Wilhelm Haidinger eingeführt.




Charakteristika und Ausbildungsformen

Eigenschaften

Magnetit ist ein Eisenoxid mit der der empirischen Formel Fe3+2Fe2+O4; die Zusammensetzung ist 72,36% Fe, 31,03% FeO, 68,97% Fe2O3 und 27,64% O. Er ist verhältnismäßig rein. Es gibt jedoch Abarten wie den Titanomagnetit mit TiO2-Gehalt, (bis zu einigen Prozent), der bei hohen Temperaturen mit Magnetit eine feste Lösung bildet; Chromomagnetit mitCr2O3-Gehalt sowie MgO-reiche (bis zu 10%) und Al2O3-reiche (bis zu 15%).

Das Kristallsystem ist kubisch, die Kristallklasse ist hexakisoktaedrisch. Die Kristallstruktur ist isotyp mit der von Spinell. Die nicht seltenen Kristalle sind oktaedrisch, seltener rhombendodekaedrisch, extrem selten hexaedrisch. Die Flächen {110} sind gewöhnlich gestreift, die Streifen verlaufen parallel zur Längsdiagonale der Rhomben. Magnetit bildet auch Zwillinge nach {111}.

Die Farbe ist eisenschwarz, manchmal bläulich als Anlauffarbe auf Kristalloberflächen. Auch der Strich ist schwarz. Das Mineral ist undurchsichtig, die Härte liegt bei 5,5-6. Er ist spröde und nicht spaltbar. Die Dichte beträgt 4,9 - 5,2, der Bruch ist muschelig, der Glanz metallisch. Er ist stark magnetisch, bisweilen polar. Bei Rotglut (580oC) verschwindet der Magnetismus plötzlich, tritt jedoch nach Abkühlung wieder auf. Der Schmelzpunkt ist 1527oC.

Kristallformen

Magnetit-Oktaeder
Magnetit-Oktaeder

Größe: 15 mm; Fundort: Itabira, Minas Gerais, Brasilien

Aletsch

Magnetit Hexaeder (Würfel), modifiziert
Magnetit Hexaeder (Würfel), modifiziert

ZCA Mine, Balmat, St. Lawrence County, New York, USA; Größe: 3,1 x 2,5 cm

Rob Lavinsky

Magnetit
Magnetit

Rhombendodekaeder, Irisierend auf massivem Magnetit; Grube Silberberg, Bodenmais, Oberpfalz; Größe 5 x 4,9 cm

Rob Lavinsky


Orbicular-und Spinifex-Magnetit

Orbicular-Magnetit

Magnetit mit Orbikulargefüge
Magnetit mit Orbikulargefüge

Korschunov, Irkutsk, Russland

Dieter Nickolay

Orbicularstrukturen sind häufig durch radialstrahliges Wachstum gekennzeichnet, wobei die Wachstumsgeschwindigkeit der Kristalle und die Diffusion der Komponenten in der Schmelze die Entstehung der teilweise alternierenden Schalen bestimmen (Meyer, H.P., Geowiss. 15, 385-391). Die Entstehung sogenannter Kugel- oder Orbikularmagnetite wird anhand verschiedener Modelle diskutiert. Eine generelle Auffassung zur Genese ist jedoch, dass Orbitalgefüge durch konzentrische Kristallisation an Kristallisationskeimen im Randbereich von Plutonen (bzw. am Intrusionskontakt) entstehen und durch Unterkühlung eines überhitzten Magmas erklärt werden. Die unterschiedlichen Modelle zur Bildung von orbicularem Magnetit gehen sowohl von liquider Entmischung der Schmelze (nicht immer, jedoch u.U. bei Schmelzen carbonatitischer Zusammensetzung anwendbar), von Unterkühlung mit heterogener Keimbildung und diffusionskontrolliertem Wachstum (wohl das gängigste Modell) oder raschem Wasserverlust im Magma (was zur Unterkühlung führt) bis hin zu turbulenten Bedingungen und als Reaktionsprodukt eines Magmas mit Xenolithen aus.

Spinifex-Magnetite

Magnetitkristalle, welche senkrecht zu den Schichtflächen gewachsen sind und ein sogenannten Spinifex-Gefüge haben. Dies sind gewöhnlich langgestreckte, strahlige Kristalle, welche wahrscheinlich durch sehr schnelle Abkühlung eines bereits unterkühlten Magmas gebildet wurde. Das Gefüge ist nach einer stacheligen Grasart aus Südafrika benannt.


Pseudomorphosen

Hämatit nach Magnetit

Pseudomorphosen von Hämatit nach Magnetit werden als Martit bezeichnet, die Bildung derselben als Martitisierung.

Martit kann durch unterschiedliche komplexe Oxidations- und Mineralisationsprozesse entstehen. Einer davon beruht auf der Bildung massiver magnetitreicher Erzkörper unter relativ reduzierenden Bedingungen und anschließender Oxidation (Martitisierung) im Laufe der Entwicklung poröser Hämatitkristalle. Es ist anzunehmen, dass sich während dieser Phase auch neue Hämatitkristalle aus niedrigtemperierten Flüssigkeiten geringer bis mittlerer Salinität bildeten. Martite treten in Gebieten mit heißem Klima auf. Lokal auftretende Martitisierung des Magnetits in hydrothermalen und metamorphen Lagerstätten müssen keinerlei Beziehung zu exogenen Vorgängen haben.

Martit kommt weltweit oft in sehr gut ausgebildeten und größeren Kristallen vor. Bekannte Fundorte sind die Bergbaureviere von Pilbara (Australien), Itabira (Brasilien) sowie von Gogebic und Marquette, das Carter County (Tennessee) und die Beaver und Millard Counties (Utah). Des Weiteren das Tarraaouadj-Massiv in Niger, die Waterfall Mine bei Johore Bahru in Malaysia, Nizh Tagil (Nizhne Tagil, Nizhne Tagil'sk) bei Swerdlovsk im Ural und die Eisenerzreviere von Banská Bystrica und Kosice in der Tschechischen Republik. Martit kann in solch großen Mengen auftreten, dass es als Haupterz abgebaut wird, beispielweise Martit-mikroplattige Hämatiterze und Martit-Goethit-Erze in der Hamersley-Gruppe, Pilbara, West-Australien und im Quadrilátero Ferrífero in Brasilien. Die Typlokalität für Martit ist Itabira in Minas Gerais, Brasilien.

Magnetit nach Hämatit

1901 wurde aus dem Ural der sogenannte Mushketovit in Form von Pseudomorphosen des Magnetits nach Hämatit beschrieben. Sie kamen insbesondere in den Tur'insker Skarnen, auf der Lagerstätte Auerbashkij, auf den Bergen Vysokaja und Magnitnaja sowie in der Lagerstätte Kutimskoe mit metamorphisierten Eisenerzen vor. (zitiert: Kolesar,P., Tvrdy, J.; 2006; Zarenschätze)




Magnetismus von Festkörpern, von Mineralien und Biomagnetismus

Demonstration des Magnetismus an einem Magnetit-Erzsstück
Demonstration des Magnetismus an einem Magnetit-Erzsstück

Brewster, New York, USA; 7,5x7 cm; historisch

Rob Lavinsky
Magnetit
Magnetit

Veranschaulichung der magnetischen Eigenschaften des Minerals.; Fundort: Iron Springs District, Iron County, Utah, USA

Klinoklas

Magnetit hat den höchsten Eisenanteil unter allen Mineralien und ist der stärkste mineralische Magnet. Zur Bestimmung von Mineralien können deren magnetische Eigenschaften von Nutzen sein, wenngleich nur wenige Mineralien wie ein Magnet wirken.

Der Magnetismus von Festkörpern hat seinen Ursprung im Magnetismus der Atome/Ionen und Elektronen (Spin), aus denen die Festkörper aufgebaut sind. Im engeren Sinne spricht man nur dann von einem magnetischen Material, wenn die elementaren (mikroskopischen) magnetischen Momente so ausgerichtet sind, dass sie sich zumindest nicht vollständig gegenseitig kompensieren, der Stoff also eine remanente Magnetisierung aufweist in Abwesenheit eines äußeren Magnetfeldes. Solche Stoffe heißen ferromagnetisch, antiferromagnetisch oder ferrimagnetisch, je nach Ordnung der magnetischen Momente. Ferromagnetismus tritt auf bei den Elementen Eisen, Kobalt, Nickel, Dysprosium, Holmium, Erbium, Terbium und Gadolinium, und einigen Verbindungen und Legierungen. Antiferromagnetische Minerale sind selten, z.B. Manganosit. Ferrimagnetische Minerale sind Magnetit und Pyrrhotin, daher sein deutscher Name Magnetkies. Kristalle dieser Stoffe zeigen bei einer Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur eine permanente Magnetisierung. Die Stärke des Magnetismus ist von Vorkommen zu Vorkommen unterschiedlich und hängt vom Gehalt der Elemente sowie der Bildungsbedingungen des Minerals ab.

Ferro-, Antiferro- und Ferrimagnetismus geht bei Erhitzen über in Paramagnetismus. Ab einer bestimmten Temperatur, der sogenannten Curie-Temperatur (nach Pierre Curie und Marie Curie, Nobelpreis Physik 1903), überwiegt die thermische Energie die Energie der Austauschwechselwirkung, und die magnetische Ordnung wird aufgebrochen. Der Festkörper geht dann in die paramagnetische Phase über. Dies bedeutet, dass der Stoff bzw. das Mineral die remanente Magnetisierung verliert, in einem Magnetfeld jedoch weiterhin selbst zu einem Magneten wird und daher angezogen wird.

Mit einfachen Permanentmagneten lassen sich nur ferromagnetische, antiferromagnetische oder ferrimagnetische Minerale anziehen. Sehr viel stärkere Magnetfelder, z.B. in Magnetscheidern zur Auftrennung von Mineralpulvern, wirken auch auf paramagnetische und diamagnetische Minerale.

Magnetitkristalle wurden in einigen Bakterien (Magnetospirillum magnetotacticum), in den Gehirnen von Bienen, Termiten, einiger Vögel (u.a. Tauben) und Menschen gefunden. Man nimmt an, dass diese Kristalle eine Rolle bei der magnetischen Wahrnehmung spielen, d.h. bei der Fähigkeit, die Inklination des Erdmagnetfeldes und der Polarität zu fühlen, bzw. bei der Navigation helfen. Manche Weichtiere haben Magnetitzähne auf ihrer Chitinmembran, was es ihnen ermöglicht, Futter selbst von Felsen zu kratzen


Erkennungsmerkmale und künstliche Darstellung

Magnetit ist durch seine magnetischen Eigenschaften sowie seinen schwarzen Strich sehr leicht zu erkennen. Dadurch unterscheidet er sich von den im äußerlich ähnlichen Mineralien wie Hämatit, Goethit, Hausmannit, Chromit u.a. Sehr schwer zu unterscheiden manchmal von selteneren Ferrispinellen, Trevorit, Jacobsit u.a., welche ebenfalls magnetisch sind. Er ist vor dem Lötrohr unschmelzbar; in der Oxidationsflamme wandelt er sich zuerst in Maghemit, danach unter Verlust seiner magnetischen Eigenschaften in Hämatit um. Mit Borax und Phosphorsalz Reaktion auf Eisen (flaschengrün). Als Pulver ist Magnetit in Salzsäure löslich.

Magnetit kann im Labor nach der Massart-Methode als Ferrofluid dargestellt werden, indem man Fe-(II)-oxid und Fe-(III)-oxid in Gegenwart von NaOH mischt. Künstlicher einkristalliner Magnetit wird im Zonenschmelzverfahren nach der Methode von V.A.M. Brabers hergestellt.


Synonyme und Varietäten

  • Aiman (franz.)
  • Aimantin
  • Aluminium-Magnetit
  • Chrom-Magnetit (Syn. f. Ishkulit)
  • Chromomagnetit
  • Diamagnetit
  • Eisenmohr
  • Eisenmulm
  • Eisenoxydoxydul
  • Fer oxydé magnétique (franz.)
  • Fer oxydulé (franz.)
  • Ferroferrita (span.)
  • Ferro magnetico (ital.)
  • Ferro ossidolato (ital.)
  • Fibroferrit
  • Hammerschlag
  • Heraclion
  • Hierro magnetico (span.)
  • Hydromagnetit (Varietät Fe2+/Fe3+/nH2O)
  • Lodestone (engl.)
  • Magnet
  • Magneteisenerz
  • Magneteisenstein
  • Magneti amica (ital.)
  • Magnetischer Eisenstein
  • Manganmagnetit (Varietät mit Mn2+, substit. Fe2+)
  • Mg-Titanomagnetit
  • Minera ferri attractoria (ital.)
  • Minera ferri nigricans
  • Morpholit
  • Nickelmagnetit
  • Oktaedrisches Esen
  • Oxyduliertes Eisen
  • Sidritis
  • Siegelstein
  • Titan-Magnetit (Varietät)
  • Titanhaltiger Magnetit
  • Titanomagnetit
  • Vanadium-Magnetit (Coulsonit)
  • Vanado-Magnetit (Varietät mit 4,84% V; Indien und China)



Magnetiterze - Vorkommen und Lagerstätten

Magnetit ist neben Hämatit das wichtigste Eisenerz und hat mit ca. 72% Eisen den höchsten Gehalt an diesem Metall. Das Mineral kommt massiv, gekörnt und seltener in Kristallen vor. Massive Magnetiterze können in zwei Typen unterteilt werden in:

  • Nelsonite, d.h. Apatit- und TiO2-reiche Magnetite intrusiver Entstehung (liquidmagmatische Titaneisenerze, welche für eine Verhüttung nicht optimal sind)
  • Liquidmagmatisch-pneumatolytische TiO2-arme Magnetit-Apatiterze (Kiruna-Typ-Eisenerze) intrusiver und/oder vulkanischer Entstehung (Kontaktpneumatolytisch.

Das Haupterz ist oft stark martitisierter Ti-freier Magnetit, d.h. pseudomorph in Hämatit umgewandelt und Fluorapatit. Intrusiva mit Kalksteinen, Skarne Es besitzt große wirtschaftliche Bedeutung)

Magnetit entsteht aus Magma, welches Gesteine intrudiert. Durch Druckentlastung im Gestein (was zum Vulkanausbruch führt, bzw. mit ihm einhergeht), bilden sich große Mengen an Gasen, meist Wasserdampf, welcher u.a. den Kohlenstoff von Kalk oder Dolomit austreibt. Eenthalten die Gase Eisenverbindungen, so reagieren diese mit dem Wasser zu Eisenhydroxiden, aus welchen beim Erkalten Magnetit oder Hämatit auskristallisieren (pneumatolytische Bildung).

Riesige Lagerstätten existieren in Form von sedimentären BIF (banded iron formation = Bändererze).

Im Zuge der Verwitterung magmatischer und metamorpher Gesteine wird Magnetit (und Ilmenit) aufgrund seiner Härte als Magnetitsand in Form von Flusssedimenten verbracht.

Magnetit Riff
Magnetit Riff

Ein ca. 65 m mächtiges Magnetit-Riff in Quarzsand in den Seminoe Mountains, Deweese Creek, Carbon County, Wyoming, USA USGS, E. F. Burchard

Archiv: Peter Seroka (Collector)
Abbau von Magnetit-Eisenerz im Etagentagebau
Abbau von Magnetit-Eisenerz im Etagentagebau

Ende des 19. Jh; Berg Vysokaja, Nishne Tagil'sk, Sverdlovskaja Oblast, Ural, Russland; Foto: Creptow, E., 1900; Bergbau

Archiv: Peter Seroka (Collector)

Abbau eines Magnetit-Berges Anfang des 20. Jh.
Abbau eines Magnetit-Berges Anfang des 20. Jh.

Ca.30 km ENE von Amboy, San Bernardino County, California, USA; Foto: Burchard, E.F; 1926. USGS Public Domain

Archiv: Peter Seroka (Collector)
Alkaligesteins-Carbonatitkomplex Kovdor in Karelien, Russland
Alkaligesteins-Carbonatitkomplex Kovdor in Karelien, Russland

Magmatogene Carbonatit-Lagerstätte
Grube Zheleznyi - Magnetit-(und Phlogopit)-
tagebau, Kovdor Massif, Kola-Halbinsel, Murmanskaja Oblast';
Russland

Collector

Magnetit-Erzlagerstätten

Sehr große Magnetit-Lagerstätten vom Kiruna-Typ befinden sich in Luossovaara und Kirunavaara in Schweden (Kiruna ist die weltgößte Magnetitlagerstätte), Pilbara (Westaustralien) und in den Adirondacks im Staat New York (USA). Des Weiteren sind zu nennen: Russland, Norwegen, Südafrika, Indien, Mexiko, USA (Oregon, New Jersey, Pennsylvania, North Carolina, Virginia, New Mexico, Utah, Colorado). Die am besten erhaltene Kiruna-Typ vulkanische Lagerstätte befindet sich am Vulkan El Laco in den chilenischen Hochanden.

Bedeutende kontaktmetasomatische Lagerstätten sind Magnitnaja im südlichen Ural mit mächtigen Magnetitlagern in Skarnen, der Berg Voskaja bei der Stadt Nishme Tagil'sk, der Berg Blagodat im Ryon Kusva und Dskesan in Aserbeidschan.

Zu den größten regionalmetamorph-sedimentären Vorkommen eisenhaltiger Quarzite (BIF) gehört Krivoj Rog in der Ukraine, Kursk in Russland und die Magnetit-Hämatit-Eisenerze in Zentralkasachstan. Im Gebiet der Oberen Seen in den USA sowie in Labrador (Neufundland) liegen ungeheuer große Magnetit-Hämatit-BIF-Erze in ältesten metamorphen Schiefern.

Typisch schwarzgefärbte (vulkanische) Magnetit-Sandstrände findet man in Fuerteventura (Kanarische Inseln, Spanien), an der Westküste von Neuseeland, auf den Sunda-Inseln (Indonesien) und in Kalifornien. Im Jahr 2005 wurde eine ca. 250 km2 große Magnetit-Sandlagerstätte in Form von über 2.000 m hohen und bis zu 10% Magnetit enthaltenden Sanddünen in der peruanischen Pampa (Cardero Resources) entdeckt.

Kirunavaara und Luossovaara (Kiruna)

Kiruna ist die weltweit größte und modernste Eisenerzgrube, welche untertage in Kirunavaara und in Malmberget in Norbotten (Lappland, Schweden) betrieben wird. Kirunavaara ist die Lokalität, nach welcher das Kiruna-Typ-Magnetit-Eisenerz benannt wird. Das Vorkommen wurde 1647 entdeckt, ursprünglich übertage und seit den 1960er Jahren untertage abgebaut. Der Erzsaum ist ca. 4 km lang, 80-120 m mächtig und reicht bis in eine Teufe von 2 km. Das Vorkommen wird vom Unternehmen LKAB (Luossavara Kirunavaara Aktie Bolag) ausgebeutet. Aufgrund geologischer Voraussagen weiß man seit 2004, dass der Bergbau sehr ernst zu nehmende Spalten und Risse hervorgebracht hat und es wird befürchtet, dass die Stadt Kirunavaara innerhalb der nächsten 20 Jahre in die Grube versunken sein wird. Erste Verlagerungen von Stadtteilen und Häusern in das etwa 10 km entfernte Luossavara haben bereits begonnen.

Der Erzkörper wurde im Präkambrium vor etwa 1.600 Mio. Jahren nach intensiven vulkanischen Aktivitäten gebildet. Aus eisenreichen Magmen präzipitierte das Eisen auf einem Syenitporphyr-Grundstock. Danach wurde das Erzbett durch weitere vulkanische Lagerstätten sowie Quarzporphyr und von Sedimenten bedeckt. Das Erz besteht aus einem hochreinen Magnetit-Apatit-Gemisch, wobei das schwarze Erz weniger Apatit als das graue Erz enthält.

Der Ursprung von Apatit-Eisenerzen des Kiruna-Tps bleibt kontrovers, besonders die Bildung meist reinen Magnetits, welcher große Teile der größten Lagerstätten bildet.

Eisenoxid-Apatit-Lagerstätten sind neben Eisen auch wirtschaftlich hochinteressante Quellen für andere Metalle wie Kupfer, Gold, Uran und Seltene Erden-Mineralien.

Kovdor

Die Stadt Kovdor und das Kovdor-Massiv liegen im SW des Murmanskaja Oblast, nördlich begrenzt durch den 68. Breitengrad, ca. 150 km W der Stadt Apatity (ca. 200 km SW von Murmansk und ca. 25 km n ah der finnischen Grenze). Die Stadt ist von Apatity aus über die gut ausgebaute Straße M18 erreichbar. Die Lagerstätte Kovdor wird im offenen Tagebau auf Apatit-Staffelit-Magnetit und Apatit-Karbonaterze bis zur tiefsten Teufe von 330 m abgebaut (Kowdorskij obogatiltelnyi kombinat, KOK), verbunden mit einem Anreicherungsbetrieb für Apatit-Magnetit-Zirkonerze. Kovdor ist zudem die weltgrößte Vermiculit-Phlopgopit-Lagerstätte (Kombinat Kovdorsljuda). Aufgrund immer noch fehlender oder mangelhafter Aufbereitungstechnologien werden gewaltige Mengen Apatit-Silikat- und Karbonaterz auf Halden gelagert.

Kovdor ist im geologischen Sinne ein Komplex von 8 Lagerstätten. Das Kovdor-Massiv entstand in Form von zyklischen Intrusionen aus Magmen unterschiedlicher Zusammensetzung im mittleren Paläozoikum und besteht aus ultramafisch- alkalischen Gesteinen, Karbonatiten und silikatischen Metasomatiten. Die Magnetit-Apatit-Baddeleyit-Lagerstätte wurde 1923 entdeckt. 1962 entstand die erste Konzentrat-Aufbereitungsanlage, bis 1975 erfolgte nur Abbau von Magnetit. Das Konzentrat wurde in Cherepovets geschmolzen. Die Magnetit-Reserven lagen im Jahr 1954 bei ca. 600 Mio. t Erz, die aktuelle Förderung liegt bei ca. 4 Mio. t pro Jahr. Kovdor ist bekannt für mehr als 150 Mineralarten. Magnetit kommt in sehr gut ausgebildeten oktaedrischen Kristallen bis mehrere Zentimeter Kantenlänge vor.

El Laco

Die insgesamt sieben Magnetit-Lagerstätten mit einer Ausdehnung von ca. 30 km2 liegen auf Höhen zwischen 4.700 bis 5.300 m an den Flanken des El Laco, eines Kalk-Alkali-Vulkan-Komplexes am SE-Rand des Cordons de Puntas Negras in den zentralen Anden der II. Region in Nordchile, fast angrenzend an Argentinien. Das Potential wurde 1994 auf etwa 500 Mio. t hochgradigen Eisenerzes (bis zu 90% Fe-Oxid) beziffert. Mit der Ausnahme der Erzkörper ist der El Laco ähnlich wie seine benachbarten Vulkankomplexe, d.h. silikatische Andesit- und Dacit-Laven, phenokristalline Mineralvergesellschaftungen, generelle Eruptionsgeschichte sowie Grad der Verwitterung. Das Alter der Vulkane wird auf 2 - 2,1 Mio. Jahre geschätzt (Plio-Pleistozän).

El Laco ist die weltweit am besten erhaltene vulkanische Kiruna-Typ-Lagerstätte. Die Lagerstätten bestehen primär aus Magnetit oder Martit (Pseudomorphosen von Hämatit nach Magnetit) in Form stratiformer massiver bis subvulkanischer Erzkörper, welche Lavaströmen ähneln und aus einem Netzwerk gangartiger Erzkörper. Als gewöhnlicher Begleiter tritt SO4-reicher Fluorapatit auf. Weitere häufige akzessorische Mineralien sind Pyroxene und der allgegenwärtige Hämatit und Maghaemit sowie Schwefel, Cristobalit und Alunit als spätere Verwitterungsprodukte. Die Magnetitkörper erinnern an Basaltströme und wenn sie aus diesem Gestein bestünden, würde niemand daran zweifeln, dass es sich um Lavaströme handelt. Die Oberflächen dieser Erzkörper erinnern stellenweise an diejenigen von basaltischen Aa-Strömen, an andere Orten an die strickartigen Pahoe-Laven. Sie enthalten zahlreiche blasenartige und röhrenförmige Hohlräume, welche als wahrscheinliche Entgasungswege gedeutet werden können. Die Hohlräume sind mit teilweise sehr gut ausgebildeten oktaedrischen Magnetitkristallen von 2-5 cm (selten auch größer als 10 cm) ausgekleidet.

In der am höchsten gelegenen Lagerstätte Cristales Grandes kommen große Pyroxenkristalle mit groben Magnetitkristallen vor. Diese Lokalität wird oft als die initiale "hydrothermale Bildungsphase" bezeichnet. U.a. treten hier auch Magnetit-Quarzgänge auf (was, wie sich herausstellte, jedoch nicht stimmt, da der Quarz später aufgefüllt wurde und ursprünglich aus einer thermisch undefinierten Quarz-Apatitgenese stammt).

Die Entstehung massiver Magnetit-Lagerstätten ist nach wie vor nicht sicher und teilweise fehlinterpretiert, resp. gibt es keine auf alle Lagerstätten dieses Typus zutreffende Bildungstheorie.

El Laco ist eines der außergewöhnlichsten Eisenerzvorkommen der Welt. El Laco wurde u.a. als Magnetit-Lavafluss aus Eisenoxid-Magma (oxidische Schmelze), alternativ als Produkt metasomatischer Verdrängung bezeichnet. Des Weiteren wird auch eine hydrothermale Bildung angenommen; demgegenüber stehen Vulkanbomben, welche aus radialstrahligen porösen Magnetitaggregaten bestehen und welche demonstrieren, dass sich Apatit-Eisenerze direkt aus einer Schmelze bilden können.

Magnetit-Erzlagerstätte El Laco
Magnetit-Erzlagerstätte El Laco

Geologisches Umfeld der Magnetit-Erzlagerstätte El Laco in den chilenischen Hochanden, Vulkane zwischen 4.700 und 5.300 m; Hier: Ca. 10 km W des Paso Sico (Grenzübergang von Argentinien zu Chile

Sebastian Vázquez Zarzoso

El Laco, Nordchile
El Laco, Nordchile

Ansicht des Eisenerz- (Magnetit-)-Lagerstättenbezirks El Laco vom Salar aus gesehen

Heinrich Bernreuther

Eisenerz-Lagerstätte Vulkan El Laco
Eisenerz-Lagerstätte Vulkan El Laco

Die orthomagmatisch-extrusive Eisenerz-Lagerstätte Vulkan El Laco, ein Kalk-Alkali-Vulkankomplex in den chilenischen Hochanden, II. Region (Antofagasta)

Sebastian Vázquez Zarzoso




Bekannteste Fundorte gut ausgebildeter Kristalle

Aserbaidschan
Dashkesan

Bolivien
Cerro Huañaquino, Potosi (weltbeste Kristalle)

Brasilien
Itabira, Minas Gerais

Chile
Cerro Imam
El Laco (Vulkan); II. Region (Antofagasta)

Deutschland
Grube Silberberg, Bodenmais, Oberpfalz

Iran
Chador Malu, Bafq, Yazd (größte Fe-Lagerstätte im Iran)
Choghart, Bafq, Provinz Yazd

Italien
Brosso und Traversella, Piemonte
Val Malenco, Lombardei

Marokko
Imilchil, Hoher Atlas

Österreich
Zillertal

Pakistan
Supat (Soppat), Kohistan; mit Peridot

Russland
Achmatov'sk, Ural
Korshunov, Irkut'sk
Kovdor, Murmanskaja Oblast (Karelien)
Nishne Tagil'sk, Ural

Schweiz
Binntal (Lächeltini), Wallis
Monte Leone, Wallis

Spanien
Mina Nueva Vizcaya, Burguillos del Cerro, Badajoz

Südafrika
Aggenys Mine, Kalahari Manganese Fields

USA
Idaho: Iron Mask Mine, Lemhi County
New York: Balmat-Edwards Zinc District; St. Lawerence county, Adirondacks



Weltbekannteste Vorkommen gut ausgebildeter Magnetitkristalle

Cerro Huañaquino, Bolivien

Der Cerro (Berg) Huañaquino liegt im Departemento Potosi ca. 25 km nahe der Stadt Potosi und ist das Vorkommen für die weltbesten Magnetit-Kristalle. Das Mineral tritt in Magnetit-, Feldspat- und Apatitgängen in vulkanischen Gesteinen auf (Quarzporphyr, d.h. aphanitische Gesteine rhyolithischer, bzw. dacitischer Zusammensetzung) Weitere Mineralien der Paragenese sind Baryt, Hämatit, Ilmenit, Perowskit, Quarz, Rutil und Titanit. Die Apatite treten als Hydroxyl- und als Carbonat-Hydroxylapatit auf.

Magnetit und Apatit werden für den Sammlermarkt (specimen mining) in vier Stollen gefördert, die meisten Stufen kamen aus dem David Mosiah Claim. Seit 2001 wird auch im San Calixto Prospect abgebaut. Die Magnetite sind i.d.R. als sehr scharfkantige, meist hochglänzende Oktaeder ausgebildet, welche meist miteinander verwachsen sind, jedoch auch ohne Kontakt zu anderen Kristallen auftreten. Die Kristalle erreichen Größen bis 2 cm.

Magnetit
Magnetit

Cerro Huanaquino, Potosi, Bolivien; 5x4 cm

Rob Lavinsky

Magnetit
Magnetit

Mina San Calixto, Cerro HUanaquino, Potosi, Bolivien; 2,5x4,5 cm

Christiane David

Stadt Potosi
Stadt Potosi

Die Stadt Potosi mit dem Cerro Rico und dem Potosi-Bergbaugebiet;

Gerd Breitenbach

Magnetit
Magnetit

Cerro Huanaquino, Potosi, Bolivien

John Sobolewski

Magnetit
Magnetit

Cerro Huanaquino, Potosi, Bolivien; 5,5 x 5 cm

Rob Lavinsky

Magnetit
Magnetit

Cerro Huanaquino, Potosi, Bolivien; 3,5x5,5cm

Christiane David




Balmat, New York, USA

Diese Fundortbezeichnung steht für zum Teil sehr ausgefallene Magnetitkristalle aus (nicht näher definierten) Zinkerz-Gruben des Balmat-Edwards-Zinc District in den nordwestlichen Adirondacks, St. Lawrence County im Staat New York. In diesem Revier wurden über einen Zeitraum von 87 Jahren 43 Mio. t Zinkerz gefördert. Von 1993 bis 2005 wurden fünf neue Erzkörper entdeckt. Insgesamt wurde zwischen 1908 und 2004 durchschnittlich alle 3-4 Jahre eine neue Lagerstätte exploriert oder erschlossen. Das Zinkerz (Sphalerit, Willemit) und Galenit treten schichtförmig als Sulfid-Erzkörper in metamorphisierten und vielfach deformierten mittelproterozoischen silikatischen Dolomit-Marmoren auf. Paragenetisch kommen 43 verschiedene Mineralien vor. Balmat ist Typlokalität für Donpeacorit und Turneaurit.

Die Lagerstätte wurde berühmt für ausgefallene Magnetitkristalle, welche (sehr selten) in Form von Hexaedern, z.B. Würfel und Quader, pseudowürfelig und als Würfelstümpfe auftreten. Eines der für diese Kristalle bekanntesten Fundorte ist die ZCA Mine No. 4 (St. Joe Mine), welche ursprünglich der St. Joe Resources Co. gehörte. Die Grube hatte eine Teufe von mehr als 760 m.

Magnetit
Magnetit

Magnetit-Würfel aus einem sehr seltenen Fund; ZCA Mine, Balmat, New York; Größe 7,2 x 5,6 cm

Rob Lavinsky

Magnetit
Magnetit

ZCA 4, Balmat-Edwards District, St. Lawrence Co., New York, USA; 6,5x4,5 cm

slugslayer

Magnetit
Magnetit

ZCA Mine, Balmat, New York, USA Größe: 4,2 x 3,1 cm

Rob Lavinsky




Magnetit xx mit Rutil
Magnetit xx mit Rutil

Bildbreite: 5 mm; Fundort: Riggi, Lercheltini, Binntal, Wallis, Schweiz

Dominik Schläfli

Magnetit mit Adular
Magnetit mit Adular

Binntal, Wallis, Schweiz; Größe: 2,7 x 2 cm

Rob Lavinsky

Wallis, Schweiz

Bis zur sensationellen Entdeckung der bolivianischen Magnetite am Cerro Huañaquino gehörten Kristalle aus der Gneiszone des Binntals im schweizer Wallis zu den bestkristallisierten Vertretern ihrer Art, welche weltweit gefunden wurden. Die besten Vorkommen liegen im südlichen Binntal in der Lärcheltini-Zone, dem Binneltini sowie in den Geisspfad-Ultramafitkörpern (hornblendereiche Gang- und Randgesteine), wo das Mineral auch Gesteinsgemengteil ist. Weitere Fundorte liegen bei Gorb, Spissen, Riggi, Kohlergraben und Balmen. Aus den nicht weit davon entfernten Klüften des Monte-Leone-Kristallin stammen Magnetite mit Kantenlängen bis 4 cm, welche manchmal auf Adular aufgewachsen sind und von Hämatit, Rutil, Anatas und Monazit-(Ce) begleitet werden.


Europa

Magnetit
Magnetit

undeutliche Magnetitoktaeder bis 3mm auf Serpentinit; Fundort: Asbestgruben von Sferlun, Val Malenco, Lombardei, Italien

Erik

Magnetitkristalle auf Lava
Magnetitkristalle auf Lava

Monte Somma, Vesuv Kristallgröße: bis 9 mm

Fernando Metelli

Magnetit-Oktaeder auf Chloritschiefer
Magnetit-Oktaeder auf Chloritschiefer

Fundort: Zillertal, Tirol, Österreich; Stufenbreite: 6 cm

Klinoklas

Magnetit
Magnetit

Kovdor, Karelien, Russland; 3,5 x 6 x 8 cm

Christiane David

Magnetit in Glimmer
Magnetit in Glimmer

Achmatovsk, Ural, Russland; Größe: 8 x 11 cm

Rob Lavinsky

Magnetit mit Allanit
Magnetit mit Allanit

Mina Nueva Vizcaya, Burguillos del Cerro, Badajoz, Spanien

Fabre Minerals


Afrika

Magnetit XX
Magnetit XX

Kristalle ca. 15 mm; Fundort: Imilchil, Hoher Atlas, Marokko

Carlos Pareja

Magnetit
Magnetit

Scharf ausgebildete Magnetit-Oktaeder; Größe der Kristalle bis 25 mm Kantenlänge; Imilchil, Hoher Atlas, Marokko

Collector

Magnetit
Magnetit

Aggeneys Mine, Kalahari Manganese Fields, Südafrika; Größe: 6 x 7 cm

Rob Lavinsky


Asien

Magnetit
Magnetit

Magnetit-Oktaeder; Neufund 2007; Parachinar, Pakistan; Stammesgebiet an der Grenze zu Afghanistan; Größe: 3,7 x 2,4 cm

Dan Weinrich

Magnetit xx
Magnetit xx

Magnetit-Oktaeder bis 45 mm Kantenlänge, untergeordnet sind Rhombendodekaeder-Flächen erkennbar. Fundort: Dashkesan, Aserbaidschan

berthold

Magnetit
Magnetit

Magnetit (Pseudowürfdel) mit Peridot; Sapat, Kohistan, North West Province, Pakistan; Größe: 3 x 3,3 cm

Kevin Ward


Nord- und Südamerika

Magnetit
Magnetit

Modifizierter Oktaeder; Bom Sucesso, Serro, Minas Gerais, Brasilien; Größe: 5 x 3 cm

Rob Lavinsky

Magnetit
Magnetit

Mina Victoria, Cerro de Mercado, Mina Victoria, Durango, Mexico; 8x11 cm; selten von diesem Fundort

Rob Lavinsky

Magnetit
Magnetit

Iron Mask Mine, Lemhi Co, Idaho, USA; 11,5 x 9 cm

Kevin Ward

Magnetit
Magnetit

Chester, Windsor County, Vermont, USA; Größe: 3,3 x 2 cm

Dan Weinrich




Literatur

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  • Rivas Valenzuela, S., 1998; Los minerales de Bolivia y sus parajes
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Quellangaben


Einordnung