Untersuchungen der Löslichkeit von Norsethit als fundamentaler Beitrag zum besseren Verständnis der Bildung Mg-haltiger Carbonatminerale

• Antragsteller: Professor Dr. Guntram Jordan
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263836853

Dolomit [CaMg(CO3)2] gehört zu den häufigsten Carbonatmineralen der Erde. Die Bildungskinetik des Minerals bei Raumtemperatur ist jedoch immer noch unklar - Laborversuche zur Raumtemperatur-Synthese aus additivfreier wässriger Lösung scheitern regelmäßig. Als Ursache des Scheiterns wird die langsame Dehydratation von Mg2+ angenommen, die auch als Grund für die Probleme beim Wachstum wasserfreier Magnesiumcarbonatminerale im Allgemeinen angesehen wird. Allerdings existiert ein wasserfreies Mg-haltiges Carbonatmineral, das problemlos bei Raumtemperatur aus wässriger Lösung wächst und das chemisch und strukturell dem Dolomit extrem ähnlich ist: Norsethit [BaMg(CO3)2]. Dieses Mineral hat im BaCO3-MgCO3-System eine sehr dominierende Stellung inne und tritt bei verschiedensten Lösungszusammensetzungen und Temperaturen auf.Da jedoch das Löslichkeitsprodukt von Norsethit bisher nur bei 25 °C experimentell bestimmt wurde, sind geochemische Modellierungen Ba- und Mg-haltiger Wässer bei anderen Temperaturen völlig unzuverlässig. Solche Modellierungsrechnungen sind aber für quantitative Aussagen zur Stabilität und Wachstumskinetik von Mineralen bei erhöhten Temperaturen unverzichtbar. Möglichst exakte Kenntnisse über die Wachstumskinetik Mg-haltiger Carbonatminerale sind gerade bei erhöhten Temperaturen von immenser Bedeutung (z.B. für eine Bewertung der Bedeutung Mg-haltiger Minerale bei der geologischen Sequestrierung von CO2 oder für eine Berechnung der Bildung von Mineralabscheidungen in industriellen Prozessen).Ziel des Projektes ist es daher, die Löslichkeitsprodukte von Norsethit bei verschiedenen erhöhten Temperaturen (50-175 °C) zu bestimmen. Diese Löslichkeitsprodukte können einen sehr wichtigen und grundlegenden Beitrag für zukünftige Untersuchungen des Wachstums von Carbonatmineralen leisten. Darüber hinaus kann ein Vergleich mit dem Löslichkeitsprodukt von Dolomit sehr wichtige Informationen zur Klärung des Dolomitproblems und der vergleichsweise einfachen Bildung von Norsethit liefern. Überdies ermöglichen Kenntnisse des Wachstums von Norsethit auch eine neue Bewertung der Signifikanz der Dehydratationsbarriere von Mg2+ beim Wachstum wichtiger magnesiumhaltiger Carbonatminerale.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Wolfgang W. Schmahl