Oxide und Hydroxide
Oxide und Hydroxide entstehen bei der Verwitterung und Mineralneubildung im gemäßigten
Klima gemeinsam mit Tonmineralen. Grundbausteine sind Si-, Al-, Fe-, Mn-Verbindungen, die während der Verwitterung von
primären Silikaten frei gesetzt und nicht zur
Tonmineralsynthese verbraucht werden. Oxide und Hydroxide können durch unterschiedliche Prozesse gebildet werden:
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Umwandlung zu kristallisierten Oxiden und Hydroxiden über mehrere amorphe oder wenig geordnete
Zwischenstufen
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aus
überschüssigen Si-Verbindungen entsteht Opal
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durch die Entwässerung von Opal entsteht sekundärer Quarz
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aus nicht verbrauchten Fe-, Al-, Mn-Verbindungen
durch teilweise oder vollständige Entwässerung (ohne oder mit nachfolgender
Ordnung zu Kristallgittern) entstehen amorphe oder kristalline Oxide und Hydroxide von
Al, Fe, Mn
Erscheinungsform von Oxiden und Hydroxiden
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Umhüllungen anderer Minerale
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Bindemittel von
Mineral- und Bodenaggregaten
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kleinere und größere Konkretionen
Sie sind an
wichtigen Prozessen der Bodenbildung beteiligt und bedingen die
charakteristische Farbe bestimmter Bödentypen. Bodenkundlich am bedeutendsten sind
Fe-Oxide und Fe-Hydroxide.
Oxide und Hydroxide des Si
Opal (SiO2*nH2O) ist ein
amorphes Gel, das durch die Verwitterung von Silikaten aus kolloider
Kieselsäure entsteht. Sein Wassergehalt beträgt je nach Alterung 4...9 %. Opal wird auch in Pflanzen
gefunden und dann als Bioopal bezeichnet. Es entstammt z.B. dem Stützgewebe von Pflanzen, vor allem
Gräsern.
Quarz kann als sekundäres Mineral durch die Alterung von Opal entstehen.
Oxide und Hydroxide des Al
Gibbsit ist ein Aluminiumhydroxid, das durch die Alterung von
Al-Hydroxid aus schichtförmig angeordneten Oktaedern besteht. Es kommt vor allem in tropischen Böden
vor (gemeinsam mit Diaspor: Bauxit).
Oxide und Hydroxide des Fe
Goethit ist ein an der
Erdoberfläche sehr stabiles und weitverbreitetes Eisenoxihydroxid. Es entsteht,
wenn Fe3+- Ionen in geringen Konzentrationen angeliefert werden und
hydrolysieren.
Fe3+ + 2H2O -> FeOOH + 3H+
Da reine Fe3+- Lösungen nur im stark
sauren Bereich sehr langsam hydrolisieren ist die Bildung von Goethit im schwach sauren bis
schwach alkalischen Bereich nur möglich, wenn Fe3+ entweder langsam
nachgeliefert wird (Verwitterung oder aus dem Grundwasser) oder wenn die
Konzentration an freien Fe3+- Ionen durch Komplexbildner niedrig gehalten wird. Goethit
bildet nadelförmige Kristalle und ist als Nadeleisenerz typischer Bestandteil junger
Bodenbildungen, wie z.B. der Braunerde. Es kann Gefüge stabilisieren, wie z.B. bei Horizonten aus Orterde oder Ortstein
(Anreicherung von Fe- und Al-Oxiden). Es kann Konkretionen bilden, wie z.B. beim Raseneisenerz
(Anreicherung von Fe- und Mn-Oxihydroxiden).
Lepidokrokit ist ein Eisenoxihydroxid, das
sekundär aus Fe2+-haltigen Lösungen entsteht. Es ensteht bevorzugt in tonigen,
carbonatfreien, grund- und stauwasserhaltigen Böden und bedingt die braune bis
orangerote Färbung der redoximorph geprägten Horizonte und kann auch in FOrm von Konkretionen auftreten. Es
bildet dünne Blättchen, als "Rubinglimmer" bezeichnet und wandelt sich sehr langsam in Goethit um.
Hämatit ist ein dreiwertiges Eisenoxid, das im warmen Klima durch die Alterung von
Fe3+-Hydroxid entsteht. Seine Farbe ist leuchtend rot (typisch für subtropische und tropische Böden). Hämatit kommt in Mitteleuropa
in fossilen Böden vor.
Oxide und Hydroxide des Mn
Mangan (III)-Hydroxid entsteht durch
die Verwitterung Mn-haltiger Silikate, wie z.B. Biotit und tritt als amorphes Gel auf. Es entsteht bei schwach
saurer bis alkalischer Reaktion durch Fällung häufig gemeinsam mit Fe.
Manganit
und Pyrolusit entstehen durch Alterung von Mn-Hydroxiden häufig zusammen mit Fe-Oxiden
in Staunässeböden und haben eine braunschwarze bis schwarz Farbe.
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