Damit starb auch das Interesse an der weiteren Erforschung dieses besonderen Erztyps, obwohl längst noch nicht klar war, wie die mit 380 Millionen Jahren im Vergleich zu den Erzen in Australien und Brasilien noch recht jungen Erze eigentlich entstanden sind. Knapp vier Jahrzehnte und zahllose technische Neuerungen in der Analytik von Gesteinen und Mineralen später hat sich die wissenschaftliche THGA-Mitarbeiterin im Bereich Georessourcen und Verfahrenstechnik, Leanne Schmitt, der Eisenerze des Lahn-Dill-Typs erneut angenommen. „Ich wollte grundsätzlich untersuchen, wie sie entstanden sind, um die Prozesse ihrer Entstehung vielleicht doch noch zu entschlüsseln und sie anschließend global einzuordnen“, sagt die Doktorandin. Und ihr Doktorvater an der THGA, Prof. Dr. Thomas Kirnbauer, fügt hinzu: „Frau Schmitt ist diesem Vorhaben ein gutes Stück nähergekommen.“ Submariner Vulkanismus und seine Folgen Im Devon, also vor rund 418 bis 361 Millionen Jahren, erstreckte sich ein Meeresbecken dort, wo heute das Rheinische Schiefergebirge und der Harz liegen. Auf dessen Grund befanden sich aktive basaltische Vulkane, aus denen Laven, Aschen und anderes Gesteinsmaterial eruptierten. Dieses Material lagerte sich an den Hängen der Vulkane und am Meeresboden ab, wurde von neuen Aschen und Gesteinen bedeckt und rutschte von den Vulkanhängen zum Meeresboden, wobei immer wieder Meerwasser eingeschlossen wurde. Je mehr Material sich auf der Oberfläche ablagerte, desto tiefer wurden die darunterliegenden Schichten gedrückt und verfestigten sich. Das erhöhte den Druck und die Temperatur in den Gesteinen und obwohl der Vulkanismus in dem Meeresbecken zunehmend erlosch, blieb ausreichend Wärme erhalten, um das eingeschlossene Wasser zu erwärmen. Es begann, in den Gesteinen zu zirkulieren und chemisch mit diesen zu reagieren. Dabei wurden verschiedene Elemente – darunter Eisen – aus den Gesteinen gelöst und weil solch ein Gemisch, Fluid genannt, eine geringere Dichte als das Gestein hat, versucht es, nach oben zu steigen. Die Fluide bahnten sich einen Weg durch das grobporige Gestein und blubberten am Meeresgrund aus ihm heraus ins Meerwasser. Die Erze bilden sich Sobald sich die mit Eisen angereicherten Fluide mit dem Meerwasser vermischten, oxidierte das mobile zweiwertige Eisen zu dreiwertigem und bildete letztlich mit Sauerstoff aus dem Meerwasser Eisenoxid. „Alles deutet darauf hin, dass an der Oxidation des zweiwertigen Eisens zu dreiwertigem Bakterien beteiligt waren, die das Eisen für ihren Stoffwechsel nutzten“, erklärt Leanne Schmitt. Sie hat die Spuren dieser Bakterien im Eisenerz in Form fadenartiger Strukturen entdecken können. Das dreiwertige Eisen kommt im Fall der Lahn-Dill-Erze in Form des Minerals Hämatit (Fe2O3), landläufig auch Blutstein genannt, vor. „Gleichzeitig mit dem Hämatit bildete sich Quarz (SiO2). Beides hat sich aber zuvor als gallertartiges Eisen- Silicium-Gemisch am Meeresboden Leanne Schmitt beabsichtigt, ihre Forschung im Jahr 2023 abzuschließen. Letzte Schritte ihrer Arbeit sind die Untersuchung der Silicium-Isotope mithilfe eines Massenspektrometers und die Publikation der Ergebnisse in entsprechenden Fachzeitschriften. Nach der Verteidigung ihrer Arbeit wird sie selbst mit der Doktorwürde für ihre Leistung belohnt. Die Doktorandin Leanne Schmitt ist der Entstehungsgeschichte des Hämatits im Lahn-Dill-Gebiet auf der Spur. Beide Namen des Minerals verweisen auf sein Äußeres: Der silbern glänzende reine Hämatit wird auch als Specularit – von lateinisch „speculum“ für Spiegel – bezeichnet. Roter Hämatit dagegen leitet sich von dem altgriechischen Wort „haima“ für Blut ab. 21 Georessourcen und Verfahrenstechnik
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