Baryt – Mineral des Jahres 2023 #mineralogisches Alphabet B

Auch in diesem Jahr gibt es wieder ein Mineral des Jahres. In diesem Jahr ist es Baryt, auch als Schwerspat bekannt. Der Verein der Freunde der Mineralogie und Geologie wählt dafür jedes Jahr ein besonderes Mineral aus. Dies sollte uns in Erinnerung rufen, dass Minerale für uns Menschen, für unsere Kultur und unsere Technik eine ganz besondere Bedeutung haben, die im Alltag gerne vergessen wird. In diesem Jahr ist es Baryt.

Der Schwere Spath

In diesem Jahr ist ein ausgemachtes Schwergewicht das Mineral des Jahres, und das buchstäblich, nämlich Baryt. Das Gewicht war es auch, das ihm seinen Namen gegeben hat. Der Schwere Spath ist vermutlich schon im Mittelalter bekannt gewesen.

Mit der Bezeichnung „Spath“ wurden Erze bezeichnet, die sich mit einfachen Mitteln gut spalten lassen beziehungsweise, die beim Zerbrechen in regelmäßig geformte Bruchstücke zerfielen. Man findet die alte Bezeichnung auch heute noch in vielen deutschen Mineralnamen und Bezeichnungen, wie etwa dem Kalkspat (Calcit), Feldspat, Flussspat (Fluorit), Braunspat (Ankerit), Manganspat (Rhodochrosit) oder Eisenspat (Siderit).

Aber bis man genau wusste, was man da hatte und woraus es bestand, das sollte noch etwas dauern. Zuerst musste der schwedische Chemiker Carl Wilhelm Scheele 1772 bei der Untersuchung von Gips das Bariumoxid entdecken. Wenig später, 1772, konnte Johan Gottlieb Gahn dieselbe „alkalische Erde“ aus Baryt. Spätestens als 1808 von Sir Humphry Davy metallisches Barium aus Bariumoxid gewonnen werden konnte, war man auch in der Lage, dem Mineral Baryt seine chemische Zusammensetzung zuzuordnen.

Es war der Mineraloge Dietrich Ludwig Gustav Karsten, der den Namen Baryt erstmals verwendete, als er es 1800 in seinen Mineralogischen Tabellen erstmals so nannte. Die hohe Dichte des Minerals spiegelt sich auch hier in seinem Namen wider. Baryt leitet sich vom griechischen βαρύς [barýs] für schwer her.

Die Eigenschaften von Baryt

Unter den Eigenschaften des Minerals Baryt ist die namensgebende hohe Dichte von 4,5 g/cm³ vielleicht die auffälligste. Hier hat im Übrigen auch das Element Barium seinen Namen her.

Die chemische Formel ist BaSO₄. Das Barium kann stellenweise durch Calcium, Blei oder auch Strontium ersetzt werden, sodass Mischkristalle Calcio-Baryt im Falle von Ca, Angleso-Baryt bei Pb und Bario-Coelestin bei Sr entstehen. Gelegentlich kann auch in Spuren Radium eingebaut werden. Bei höheren Gehalten und einer Aktivität von mehr als 70 Bq/g wird das Mineral als Radiobaryt bezeichnet.

Weiterhin ist die ebenfalls namensgebende vollkommene (nach {001}) bis sehr vollkommene (nach {210}) Spaltbarkeit zu nennen. Diese war für den zweiten Teil in der alten bergmännischen Bezeichnung verantwortlich. Ein gutes Unterscheidungskriterium gegenüber vielen silikatischen Mineralen ist die geringe Härte. Auf der Mohs´schen Skala liegt Baryt nur bei 3 bis 3,5 ist also mit einer Kupfermünze oder einem Taschenmesser ritzbar.

Baryt ist in Wasser nahezu unlöslich, daher ist Baryt im Gegensatz zu vielen anderen Bariumverbindungen auch nicht giftig. Auch durch Säuren zeigt es sich relativ unbeeindruckt und löst sich selbst in heißer, konzentrierter Schwefelsäure nur langsam.

Der Glanz der Kristalle ist glasartig bis Fettglanz, der Bruch muschelig, die Strichfarbe weiß. Die Farbe der Baryte selber kann, je nach Beimengungen, recht variabel sein und von weiß beziehungsweise grau, gelblich, bräunlich bis hin zu schwarz reichen. Durchsichtige Exemplare kommen nur sehr selten vor.

Formenreichtum

Baryt kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem in der orthorhombisch-dipyramidalen Kristallklasse. Dabei kommen eine Vielfalt unterschiedlicher Kristallformen vor, sodass Baryte in sehr großer Formenvielfalt auftreten können. Das wurde auch schon in der Vergangenheit erkannt, alleine [Goldschmidt 1913] widmete dem Baryt 45 Tafeln mit gut 700 Skizzen. Die verschiedenen Formen reichen dabei von tafeligen oder prismatischen Kristallen bis hin zu, wenn auch seltenen säuligen Formen. Die Formen bauen meist auf Pinakoiden, Prismen und Pyramiden auf.

Entstehung

Die bedeutendsten Barytlagerstätten stammen aus dem sedimentär-exhalativen Bereich, sogenannte SEDEX-Lagerstätten. Baryt ist in Wasser schwer löslich, daher findet die Ausfällung dieser Minerale in den Bereichen satt, an denen sich aufsteigende bariumreiche hydrothermale Lösungen mit sulfatreichem Meerwasser mischen. Die sich hier bildenden Lagerstätten können neben großen Mengen an Baryt auch massive Blei-Zink-Silber Sulfidvererzungen enthalten. Klassische Beispiele sind hier in Deutschland die bekannte Lagerstätte Rammelsberg bei Goslar sowie Meggen im Sauerland. Bekannt ist auch die Lagerstätte Brooks Range in Alaska, die etwa 2 Mrd. Tonnen Baryt enthält.

Neben den großen SEDEX-Lagerstätten kommen auch Ganglagerstätte aus Baryt vor. Die auftretenden Gänge können dabei eine Mächtigkeit von einigen Metern erreichen und mehrere Millionen T. Baryt enthalten. Hier wird der Baryt oftmals von anderen hydrothermalen Mineralen wie Quarz, Fluorit oder auch Calcit begleitet.

In Deutschland sind die bekannteren Lagerstätten dieses Typs die bereits 2007 geschlossene Grube Rudolf der Sachtleben AG in Dreislar, in der bis zu ihrer Schließung rund 2 Mio. T. Baryt gefördert wurden sowie die bereits seit 120 aktive Grube Clara bei Oberwolfach im Schwarzwald.

Vorkommen und Förderung

Baryt konnte bislang an über 8600 Fundstellen weltweit nachgewiesen werden, darunter sind auch Fundstellen vom mittelatlantischen und zentralindischen Rücken sowie vom Grund des Pazifischen Ozeans. Außerdem ist das Mineral auch auf dem Mond nachgewiesen, so an den Landeplätzen der sowjetischen Mondsonden Luna 16 im Mare Fecunditatis, Luna 20 und 24 im Mare Crisium.

Weltweit wurden im Jahr 2020 gut 6 840 000 Tonnen Baryt gewonnen, von 8 870 000 Tonnen im Jahr 2019. Dabei stammt der Hauptanteil aus China mit 2 800 000 Tonnen, gefolgt von Indien mit 1 600 000 Tonnen. In Deutschland waren es 2021 nur knapp 28 000 Baryt.

Die deutsche Produktion stammt aus den beiden Gruben Niederschlag bei Bärenstein im Erzgebirge und Clara im Schwarzwald, wobei das Barytkonzentrat der Grube Niederschlag zusammen mit den Roherzen der Grube Clara verarbeitet wird.

Verwendung

Baryt kann aufgrund seiner relativ hohen Dichte und anderer Eigenschaften vielfältig eingesetzt werden, die Hauptverwendung ist jedoch als Bohrspülung bei Tiefbohrungen in der Erdöl- /Erdgasförderung, aber auch in der tiefen Geothermie. Hier hat die Bohrspülung die Aufgabe, das Bohrklein nach oben zu transportieren, den Bohrmeißel zu kühlen sowie das Bohrloch bis zur Verrohrung zu stabilisieren. Eine Aufgabe, für die die hohe Dichte von Baryt gut geeignet ist. Zusätzlich schont der weiche Baryt die Bohrwerkzeuge und ist als ungiftige Substanz für die Umwelt keine zusätzliche Gefahr.

Gut 5 bis 10 % des gewonnenen Baryts werden auch als Füllstoff verwendet. Hier reicht der Einsatz von Farben und Lacken bis zu Foto- und Druckerpapier. Der relativ günstige Baryt stellt hier eine preisgünstige Alternative zu oft vergleichsweise teuren Pigmenten dar.

Die hohe Dichte macht Baryt auch in der Schalldämmung zu einem brauchbaren Rohstoff. Hier findet man das Mineral zum Beispiel in Teppichböden oder Bodenbelägen, aber auch im Abflussrohren aus PVC.

Eine andere Verwendung ist im Bereich des Strahlenschutzes. Strahlenschutzbeton wird mit Baryt hergestellt.

Mengenmäßig zwar unbedeutend, aber durchaus wichtig ist der Einsatz von Baryt als Kontrastmittel in der Medizintechnik, etwa bei Röntgenaufnahmen des Verdauungstraktes.

Daneben kann Baryt zur Gewinnung von Barium dienen, etwa zur Herstellung von Bariumcarbonat für die Herstellung dünner Gläser für LCD – und Plasmabildschirme.