Mineralogie

Mineralogie ist die Wissenschaft der Bestimmung und Klassifizierung von Mineralen, den diskreten kristallinen Feststoffen, aus denen Erzkörper und Gesteinsformationen bestehen. Im Bergbau und in der Aufbereitung ist sie die praktische Fähigkeit, zu bestimmen, was man aus dem Boden geholt hat, welchen Wert es hat und wie schwierig die Verarbeitung sein wird. Ein Mineraloge untersucht Handstücke und Dünnschliffe unter dem Mikroskop, führt Röntgendiffraktometrie durch und nutzt chemische Analysen, um die vorliegenden Minerale zu bestimmen und ihren Anteil zu messen.

Die Arbeit teilt sich in zwei sich überlappende Aufgabenbereiche. Der Explorationsmineraloge arbeitet mit Bohrkernen und Oberflächenproben, um vor der Eröffnung einer Mine das Erzgefüge und die Mineralverteilung zu kartieren, Schachtpositionen festzulegen und geeignete Aufbereitungsmethoden zu bestimmen. Der Betriebsmineraloge überwacht den Erzverlauf während Gewinnungs- und Mahlung, verfolgt Schwankungen der Mineralzusammensetzung bei zunehmender Teufe oder seitlicher Verschiebung und warnt vor Problemen, bevor sie die Aufbereitungsanlage erreichen.

Bedeutung für den Geschäftserfolg

Die meisten Erzlagerstätten sind nicht rein. Eine Kupfermine kann Chalkopyrit, Bornit und Pyrit im selben Gestein enthalten; die ersten beiden sind wertvoll, der dritte ist Abraum. Magnetit und Hämatit sehen mit bloßem Auge ähnlich aus, reagieren aber unterschiedlich auf Magnetscheidung. Mineralogie bestimmt, welche physikalischen oder chemischen Aufbereitungsschritte funktionieren und wie viel Konzentrat man pro Tonne Erz gewinnen kann. Ein Fehler hier macht aus rentablem Erz ein Verlustprodukt.

Die Disziplin verwendet mehrere Standardmethoden. Optische Mikroskopie mit gekreuzten Polarisationsfiltern bestimmt Mineralkristallsysteme, Spaltbarkeit und Farbe unter Vergrößerung. Röntgenpulverdiffraktometrie gibt die genaue Kristallstruktur an und ist definitiv. Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Spektroskopie (REM-EDS) bildet die Elementarzusammensetzung bei hoher Vergrößerung ab und kann mikroskopische Gold- oder Silberkörner in Sulfidmineralen aufspüren. Dichte, Härte und Säurereaktionsprobe sind älter, aber noch für schnelle Feldbestimmung verbreitet.

Erzmineralogie unterscheidet sich von akademischer Mineralogie, weil sie sich auf die spezifische Mineralgesellschaft in der Lagerstätte und deren Verhalten im industriellen Maßstab konzentriert. Ein Mineraloge in Kupferporphyr-Lagerstätten wird zum Experten für Texturen und Vergesellschaftungen von Chalkopyrit, Molybdänit und Magnetit; einer in einer Goldprospektierung kennt die Silikate und Sulfide, die Gold enthalten. Das Alter, die Teufe und die geologische Situation der Lagerstätte bestimmen, welche Minerale vorhanden sein werden, und dieser geologische Kontext ist genauso wichtig wie die Minerale selbst.