Schwermineral
Physik
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Definition
Als Schwermineral fasst man üblicherweise alle Minerale mit einer Dichte von über 2,9 g/cm³ zusammen. Schwerminerale fallen optisch besonders gut in hellem Sand aus Quarzkörnern auf. Durch Wasserströmungen und Winde geprägt [1], bilden sie am Strand oft charakteristische hell-dunkel-Muster aus. [2] Der zugrundeliegende physikalische Effekt ist, dass schwere und dichte Körner bei langsameren Fließgeschwindigkeit eher am Boden bleiben oder wieder nach dort absinken als leichtere Körner (Stokessche Gleichung [3]). Wo sich wertvolle Schwerminerale in größerer Menge anreichern [3], spricht man auch von einer Seife.
In der südlichen Nordsee
Man kann Schwermineral an den Stränden der deutschen Nordseeinseln leicht finden. Sie verraten sich oft über ihre schwarzen Bestandteile. Speziell "im Vorstrandbereich der Inseln Borkum, Juist, Norderney und Spiekeroog" wurde "Areale auskartiert" in denen Anreicherungen bis zu über 3,0 Gewichtsprozent auftreten. Innerhalb der Schwerminerale sollen die Wertminerale Ilmenit (Herstellung von Titanweiß) und Zirkon (Formsande für Gießereien) mit "relativ hohen" Anteilen vertreten sein. Die höchsten Konzentrationen kämen in Wassertiefen "oberhalb SKN -10 m in sehr gut sortierten Sanden" vor. Es wird vermutet, dass die Schwerminerale aus dem pleistozänen (eiszeitlichen) Untergrund des Meeres "bei extremen Wetterlagen durch Seegang" aufgearbeitet wird und dann in den holozänen Sanden (nahe des Ufers) angereichert wird. Würde man die Schwerminerale an der Küste abbauen, könnten sie sich die Lagerstätten also nach einiger Zeit wieder "regenerieren". Dass es am Nordseestrand augenfällig viele dunkle und vermutlich auch schwere Minerale gibt zeigt der Artikel 👉 Schwermineralsand (Strandversuch)
Fußnoten
- [1] Die hell-dunkel-Muster aus hellen leichten und dunklen schweren Mineralkörner werden ausführlich, speziell in ihrer Entstehung durch Wind und Wasserströmung beschrieben in: H. Joachim Schlichting: Strömungsmuster am Strand. Spektrum der Wissenschaft. Juli 2026. Dort auf den Seiten 38 und 39. Der geologische Fachbegriff für diese Hindernismarken ist 👉 Strömungskamm
- [2] An Meeresstränden können oft schwarze Säume von Schwermineralen im gelben Quarzsand beobachtet werden. Die Ursache solcher Anreicherungen ist, daß schwerere Minerale in strömendem Wasser ein anderes Transportverhalten haben als leichtere Minerale wie Sand. Dadurch kann es in Brandungszonen und in Flüssen zu Anreicherungen mechanisch und chemisch widerstandsfähiger Minerale kommen, den sogenannte Seifenlagerstätte". Beispielhaft genannt werden "Brandungssande" mit "Monazit"," Zirkon", "Cassiderit" (Kassiterit?), "Gold", "Diamant", "Korund" sowie speziell für die Ostsee "Magnetit", "Hornblende", "Granat" und "Pyroxen". In: Museumsführer für das Mineralogische und Geologische Museum der Christian-Albrecht-Universität zu Kiel. Dort im Kapitel "5.4.1. Schwermineralseifen". Online: https://web.ifg.uni-kiel.de/Museum/museumsfuehrer/Lagerst/MinSeifen.html
- [3] v = 2/9 · [r²·g·(rhop-rhof]:eta 👉 Stokessche Gleichung
- [4] "In den Landkreisen Friesland und Cuxhaven wurde in jungtertiären Sanden ein maximal 15 m mächtiger Horizont mit Schwermineralanreicherungen nachgewiesen". Dieser liegt in "35 bis 70 m Tiefe" Die Lagerstätte bei Cuxhaven wurde genauer untersucht. Sie enthält rund 10 Millionen Tonnen Wertminerale, vor allem Ilmenit, Rutil und Zirkon". In: Rohstoffsicherungsbericht Niedersachsen 2018. Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie. Hannover, 2018.
- [5] Zur pleistozänen Herkunft und der Regeneration von Schwermineralsanden auf den ostfriesischen Inseln siehe: Hansjörg Streif: Das ostfriesische Küstengebiet. Nordsee, Inseln, Watten und Marschen. Sammlung Geologischer Führer 57. Verlag der Gebrüder Bornträger. Zweite, völlig neubearbeitete Auflage. 1990. ISBN: 3-443-15051-9. Dort auf Seite 127.