GEOLOGIE: Covellite, Bornite und Wittichenite im Siegerland

Ronald Schulte · September 16, 2019, 08:40:16 VORMITTAG

In diesem Frühjahr besuchte ich die alte, fast unsichtbare Halde von Grube Kuhlenwalder Zug im Siegerland. Eine schlechte Erkennbarkeit bedeutet jedoch nicht, dass nichts mehr zu finden gibt. Der abgebildete Stein wurde zunächst mit einer Bürste von Sand und Moos gereinigt. Unter dem Stereomikroskop kann man dann bereits sehen, dass mehrere Erze darin versteckt sind.

Bild 1, die fast unsichtbare Halde von Grube Kuhlenwalder Zug.

https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Deutschland/Rheinland-Pfalz/Altenkirchen%20%28Westerwald%29%2C%20Kreis/Brachbach/Grube%20Kuhlenwalder%20Zug

Bild 2, Ein Erzhaltigen Stein von diese Halde.

Bild 3,

Mit eine DeWalt 24000 Fliesensägemaschine habe ich den Stein in Scheiben gesägt, um es unter dem Stereomikroskop weiter zu beurteilen.

Bild 4,

Nun können die interessanten Teile markiert und ausgeschnitten (gesägt) werden, um sie weiter in Epoxid einzubetten.

Bild 5,

Sämtliche Proben eingebettet in Epofix von Struers. Das Harz muss 24 Stunden bei Raumtemperatur trocknen und ist dann hart genug für die weitere Verarbeitung.

Bild 6,

Nun kann der Schleif- und Polierprozess starten. Hier angefangen mit das grobe abschleifen von der Gußrand.

Kurzes Video, Klicke HIER um es zu starten.

Bild 7,

Den ersten Schliff erfolgt mit ein Telum 400 Diamant Scheibe.

Kurzes Video, Klicke HIER um es zu starten.

Bild 8,

Der Anschliff sieht schließlich so aus wie hier zu sehen ist. Das Blaue Covellite lasst sich hier schon deutlich erkennen.
(Für Experten: Rund um den Stein sind in der Epoxidmatrix verschiedene Luftblasen zu sehen. Diese Blasen entstanden beim Vakuumieren während der Einbettung. Da der Stein sehr porös ist, muss er unter Vakuum eingebettet werden. Die Luft kommt gut heraus, aber nicht alle Blasen steigen an die Oberfläche. Der Grund dafür ist mir unbekannt).

Bild 9,

Fotografie am Leitz Orthoplan mit ein Canon 700D Kamara.
Objektive Leitz 10x und 20 Fluotar ∞.

Leichtbraun = Bornite
Blautonen = Covellite (ein Kupfersulfide, CuS)

Bild 10,

Gleiches Bild wie Bild 9. POL Analisator und Polarisator um 5 Grad Dejustiert.
Das Covellite lässt sich jetzt leicht erkennen weil es stark anisotrop ist.

Bild 11,

Objektiv 10x

Leichtbraun = Bornite (in diese Vergrößerung schlecht zu erkennen, siehe nächstes Bild)
Blautonen = Covellite (ein Kupfersulfide, CuS)
Leicht Gelb = Chalcopyrite (CuFeS₂) in Lamellare Verwachsung mit Bornite
Creme Weiß = Pyrite (FeS₂)
Leicht Grau = Hematite (Fe₂O₃)
Dunkel Grau = Silikate und Quarz Matrix.

Bild 12,

Gleiche stelle wie Bild 11 nur mit Objektiv 20x und ungefähr -40Grad verdreht.

Leichtbraun = Bornite (in diese Vergrößerung gut zu erkennen)
Blautonen = Covellite (ein Kupfersulfide, CuS)
Leicht Gelb = Chalcopyrite (CuFeS₂) in Lamellare Verwachsung mit Bornite
Creme Weiß = Pyrite (FeS₂)
Dunkel Grau = Silikate und Quarz Matrix.

Bild 13,

Objektiv 20x

Hematite (Fe₂O₃) in Nadelige formen
Blautonen = Covellite (ein Kupfersulfide, CuS)
Creme Weiß = Pyrite (FeS₂)
Dunkel Grau = Silikate und Quarz Matrix.

Bild 14,

Objektiv 20x

Gleiches Bild wie Bild 13. POL Analisator und Polarisator um 5 Grad Dejustiert.

Bild 15,

Objektiv 20x

Bn = Bornite (Cu₅FeS₄)
Cv = Covellite (CuS)
Hem = Hematite (Fe₂O₃)
Py = Pyrite (FeS₂)
Wtc = an diese Stelle noch ein unbekanntes Erz. Sieht aus wie Hematite aber die Farben sind doch etwas anders.
Dunkel Grau = Silikate und Quarz Matrix.

Bild 16,

Objektiv 20x

Gleiches Bild wie Bild 15. POL Analisator und Polarisator um 5 Grad Dejustiert.
Die Farben von das unbekanntes Erz wechselt leicht (kaum zu erkennen) wenn den Analisator verdreht wird so das unbekannte Erz ist anisotrop aber nur leicht anisotrop.

Bild 17,

Objektiv 20x

Um sicher zu gehen musste das Erz gemessen werden. Hier habe ich ein Reflektivitätsmessung durchgeführt. Die Messblende wurde so eingestellt das sich ein Rechteck gebildet hat und jetzt kann das Erz in zwei Richtungen gemessen werden. Hier muss die Probe so gedreht werden, dass der leichteste Teil gemessen werden kann. Dann sollte die Probe um 90 Grad verdreht werden und kann den dunkelsten Teil gemessen werden. Auf diese Weise wird die R1 und R2 ermittelt.

Bild 18,

Ich messe in vier verschiedenen Bereichen im sichtbaren Spektrum: 470nm, 530nm, 589nm und 670nm. Diese Werte werden in eine Datenbank geladen und mit den vorhandenen Daten verglichen. Aus dieser Gleichung ergibt sich das gesuchte Erz. Wie hier zu sehen ist, entsprechen die R1-Werte genau und die R2-Werte fast vollständig.
Ohne Zweifel können wir über das Erz: Wittichenite sprechen. Ein Kupferwismuterz mit die Chemische Formel: Cu₃BiS₃

Bild 19,

Ich hoffe es gefällt euch, Gruße aus Franeker, Ronald

Florian D. · September 16, 2019, 09:22:29 VORMITTAG

Glückauf Ronald!
Sehr beeindruckend, wie immer!
Viele Grüße
Florian

micromax · September 16, 2019, 09:36:37 VORMITTAG

Hallo Ronald,

schön mal wieder was von Dir zu lesen und wie immer sehr gut zusammengstellt.

Das Problem mit den Luftblasen beim Einbetten kenne ich auch. Ich empfehle Dir, die Proben genau anders herum einzubetten. Und zwar den Probezettel mit der bedruckten Seite nach unten, dann die Probe mit der zu schleifenden Seite nach oben. Dann kann die Luft besser aufsteigen. Meiner Meinung nach können die Luftblasen beim Vakuumieren nicht weg. Sie werden zwar größer, wenn das Vakuum anliegt, sind aber gefangen, da sie von der Probe unten gehalten werden. Wenn die Oberfläche nach oben zeigt ist das nicht der Fall und die Probe wird besser getränkt.

Viele Grüße
Thomas

EDIT: sehe gerade, dass Du die Luftblasen außerhalb der Probe meinst, dazu habe ich auch keine Erklärung. Und in der Probe hast Du anscheinend keine Probleme mit Luftblasen. Das ist bei mir leider oftmals der Fall. Aus dem Grund drehe ich die Proben beim Vakuumieren immer mal um.

Ronald Schulte · September 16, 2019, 09:59:44 VORMITTAG

Thomas,

danke für den Tipp, und ich dachte mich zu erinneren, dass du mir das schonmal per E-Mail geschrieben hast. Allerdings vergesse ich es immer wieder, wenn ich neue Steine einbette. Es könnte jedoch eine ausgezeichnete Lösung sein. Das Problem ist dann, dass die Probe zu dünn wird, denke ich. Wie löst du dieses Problem?

LG Ronald

micromax · September 16, 2019, 10:32:35 VORMITTAG

Hallo Ronald,

in der Regel mache ich zuviel Epoxidharz an, es soll ja reichen. Mit diesem Rest fülle ich schon ein paar Formen auf und lasse es aushärten, dann hat man in der Form schon ein Podest auf das man den Zettel und die Probe legen kann und dann wird nochmals aufgefüllt. Oder ich fülle in die Form ein wenig Quarzsand (3-4 mm im Durchmesser). Auf dieses Bett kommt dann die Probe und liegt höher und ist gut zu greifen. Das mit dem Sand hat bei mir den Vorteil, dass ich die Probe auch noch gut positionieren kann. Ich habe in der Regel Bruchstücke und nicht so schöne Klötzchen wie Du. Du müsstest dann Deinen Probezettel zuerst in die Form legen, damit er auch lesbar bleibt oder ihn an die Seite stellen. Das ist ohnehin nicht schlecht, denn dann kannst Du ihn auch lesen wenn er unter dem Mikroskop liegt.

Viele Grüße
Thomas

Rawfoto · September 16, 2019, 16:11:06 NACHMITTAGS

Hallo Ronald

Ich erwärme die beiden Komponenten vor dem Vermischen auf 50 Grad. Das einzubettende Material liegt bei mir immer unten. mehrmaliger Unterdruck im Exi und dazwischen aufklopfen reduziert Luftblasen.

Wieder ein super Beitrag👍

Liebe Grüße

Gerhard

Ralf Feller · September 16, 2019, 19:49:08 NACHMITTAGS

Hallo Ronald,

eine tolle Arbeit!
Leider kann ich mangels Wissen wenig dazu sagen.

viele Grüße nach Holland, Ralf

Ronald Schulte · September 16, 2019, 20:09:42 NACHMITTAGS

@Alle, danke für die Blumen

Thomas, ich bin fast fertig mit meinem Epofix von Struers und möchte jetzt das Epoxidharz 2000 von Cloeren bestellen. Das ist doch was du gerade hast, dachte ich. Kannst du einige Erfahrungen darüber berichten?

Ronald

micromax · September 17, 2019, 08:23:30 VORMITTAG

Hallo Ronald,

viel zu sagen gibt es eigentlich nicht, ich verwende schon die zweite Flasche und bin mit dem Epoxy 2000 von Cloeren zufrieden. Ich mache es übrigens auch wie Gerhard und wärme die beiden Komponenten auf etwa 40 °C an. Wenn man es zu warm macht, dann reagiert das Epoxy schneller und wird zwar auch zunächst flüssiger als im kalten Zustand, dann bildet sich aber recht schnell eine Haut. Epoxy übrigens nicht im Kühlschrank lagern, da bilden sich feinste Kristalle, die sich nicht mehr auflösen.
Außerdem ist die Probe auch mit im Wärmeschrank. Da verwende ich den selben kleinen Inkubator, den Du mal empfohlen hast - danke dafür. Dann werden die Komponenten gemischt, zweimal vakuumiert und dann langsam die Eingießformen gefüllt. Ich versuche immer an der Probe vorbei zu gießen, damit die Luft aus der Probe noch leichter heraus kann. Ich gieße dann in kleinen Schritten die Formen voll, dazwischen immer Vakuum für etwa eine Minute. Wenn die Form voll ist, dann wiederhole ich Vakuum und wieder ablassen etwa 5-7 mal, je nachdem wie stark es zur Blasenbildung kommt. Am Besten ist natürlich so lange zu vakuumieren, bis keine Blasen mehr aufsteigen.

Viel Erfolg und weiter so
Thomas

Ronald Schulte · September 17, 2019, 10:14:37 VORMITTAG

Thomas,

Danke für deine Info, ich werde bald eine Flasche 2000 bestellen. Bei einigen der Steine, die ich neulich eingegossen habe, dachte ich, dass alle Löcher und Risse gut mit Harz gefüllt sind, aber das war nach dem ersten Schleifen doch nicht der Fall. Dann habe ich eine neue dünne Schicht Epofix aufgetragen, vakuumiert und so weiter, aber diese dünne Schicht wollte einfach nicht aushärten. Ich weiß leider nicht, warum.
Jetzt habe ich wieder diese Schicht weggeschliffen und gereinigt und eine Schicht Araldit 2020 aufgetragen, siehe Foto. Hier ist die gehärtete Araldit-Kugel auf dem Probenmaterial zu sehen und jetzt wohl gut ausgehartet. Heute Nachmittag möchte ich sehen, ob alles gut gefüllt ist.
Die Zukunft wird zeigen, ob diese Harzzusammenstellung richtig poliert werden kann. Wenn du mit Gerd zusammen bist, wirst du es möglicherweise selber beobachten können.

micromax · September 17, 2019, 16:52:45 NACHMITTAGS

Hallo Ronald,

bei mir kommt es leider auch manchmal vor, dass nicht alle Poren voll sind, trotz Vakuum. Das heißt ich muss nachtränken. Dazu fülle ich wie Du auch, etwas Epoxi auf die Oberfläche und vakuumiere weiter bis keine Luftblasen mehr aufsteigen. Die Oberfläche war normalerweise in dem Zustand schon plan und zumindest vorgeschliffen. Es geht jetzt nur noch darum die letzten Löcher zu schließen und vor allem Ausbrüche zu verhindern. Manchmal lösen sich kleinste Luftblasen nicht von der Oberfläche, dann hilft ein dünner Pinselm. Mit dem wird das Epoxi in die feinen Risse oder Hohlräume geschmiert.

Nachdem ich das letze mal das Vakuum angelegt habe, lege ich ein kleines Stück PE Folie, ausgeschnitten aus einem Gefrierbeutel, auf die Oberfläche, wo vom Tränken noch die von Dir beschriebene "Kugel" sitzt. Mit der Folie drücke ich dann vorsichtig das Epoxi nieder, es läuft seitlich weg. Mit dem Finger streiche ich die Oberfläche sorgfältig glatt um den Überstand an Epoxi möglichst dünn zu halten. Dann lasse ich das Epoxi aushärten und ziehe die Folie ab. Damit muss ich später nur noch minimal schleifen, bis ich wieder auf der schon glatten Oberfläche bin. Der Aufwand ist deutlich geringer und normalerweise geht es gleich mit dem 400er Korn los. Wie gesagt ist das Ziel der Aktion ja nur die noch vorhanden Löcher zu füllen und lose Partikel zu fixieren und nicht eine Kugel zu formen.

Gerd werde ich vermutlich im Oktober wieder sehen und dann freue ich mich auch auf perfekt polierte Oberflächen.

Viele Grüße
Thomas