Wüstiet

Wüstiet
Mineraal
Chemische formule	FeO
Kleur	Zwart, grijs, oranje, bruin
Hardheid	5 - 5,5
Gemiddelde dichtheid	5,88 kg/dm3
Glans	Glazig
Opaciteit	Doorschijnend tot opaak
Kristaloptiek
Kristalstelsel	Kubisch
Brekingsindices	2,12
Overige eigenschappen
Radioactiviteit	Geen
Magnetisme	Sterk magnetisch
Lijst van mineralen
Portaal    Aardwetenschappen

Het mineraal wüstiet (ook wel wuestiet, ioziet of joziet) is een zeldzame vorm van ijzer (II) oxide (FeO) die gevonden wordt in meteorieten en natuurlijke ijzervoorkomens. Wüstiet is grijs van kleur met een groene reflectietint. De kristallen zijn kubisch, opaak tot doorschijnend en metallisch. De hardheid is 5 tot 5,5 en de gemiddelde dichtheid 5,88 kg/dm³.

De nominale chemische formule is FeO, maar deze varieert continu in samenstelling van Fe_0.95O tot Fe_0.85O, afhankelijk van de ontstaanswijze. Als substitutie voor ijzer kunnen zink, aluminium en andere overgangsmetalen voorkomen in het kristalrooster van wüstiet.

Naamgeving en voorkomen[bewerken | brontekst bewerken]

Natuurlijk wüstiet werd voor het eerst ontdekt in 1927 in Echterdingen bij Stuttgart. De typelocatie is gelegen bij Scharnhausen. Het mineraal werd genoemd naar de metallurg Fritz Wüst (1860 - 1938).^[1]

Behalve bij Scharnhausen komt wüstiet in natuurlijke vorm voor op Disko (Groenland) en bij Jharia in Bihar, India. Verder komen inclusies van het mineraal voor in kimberliet-diamanten en in mangaanknollen uit de diepzee.

Wüstiet en redoxbuffers[bewerken | brontekst bewerken]

Om deze paragraaf goed te kunnen begrijpen kan enige kennis van redoxreacties van pas komen.

Het voorkomen van wüstiet wijst scheikundig altijd op een hoog gereduceerd milieu. In de geochemie wordt het voorkomen van wüstiet gezien als mineralogische redoxbuffer: het milieu is zo gereduceerd dat geen Fe³⁺ (en dus geen ijzer (III) oxide) meer voorkomt. Als het milieu nog gereduceerder wordt, wordt ook magnetiet (Fe₃⁺²Fe²⁺O₄ of FeO.Fe₂O₃) omgezet naar wüstiet, waarbij de Fe³⁺-ionen in magnetiet omgezet worden naar Fe²⁺-ionen. Een voorbeeld van een dergelijke reactie is:

FeO.Fe₂O₃ (magnetiet) + C (grafiet) → 3FeO (wüstiet) + CO (g)

De aanwezigheid van magnetiet vormt een redoxbuffer omdat, tot alle Fe³⁺ uit de magnetiet omgezet is naar Fe²⁺, de redoxstaat van het gesteente gelijk blijft (de fugaciteit van zuurstof blijft gelijk). Zodra alle Fe³⁺ (en magnetiet) is verdwenen, zal door verdere reductie wüstiet om gaan zetten naar vast ijzer.

In de natuur zijn milieus die sterk genoeg reducief zijn om een wüstiet-magnetiet evenwicht te hebben zeldzaam. Voorbeelden zijn calcietrijke skarns, meteorieten en waarschijnlijk de aardmantel, waarin gereduceerd koolstof aanwezig is (dit blijkt uit het feit dat diamant en grafiet worden gevonden in mantelgesteenten).

Wüstiet en silicaten[bewerken | brontekst bewerken]

De verhouding tussen Fe²⁺ en Fe³⁺ in een gesteente bepaalt de ijzerconcentratie in silicaten. Als ijzer in een gesteente aanwezig is, hangt het van de aanwezige mineralen af hoeveel ijzer in de mineralen gebonden kan worden (welke mineralen aanwezig zijn hangt weer af van temperatuur, druk en de bulk rock compositie). In silicaten als olivijn en pyroxeen (belangrijke componenten in de aardmantel) kan geen Fe³⁺ in het kristalrooster worden opgenomen, maar wel Fe²⁺.

Als magnetiet aanwezig is in het gesteente, dan zal voor elke twee Fe³⁺-ionen één Fe²⁺-ion in magnetiet zitten. Wanneer het milieu gereduceerder wordt verdwijnt magnetiet echter en komt Fe²⁺ vrij. Wüstiet kan in dergelijke milieus slechts aanwezig zijn als er meer ijzer aanwezig is dan zich kan binden in de silicaten.

In de natuur komt dit soms voor in ijzer- en calcietrijke gesteenten als carbonatieten en kimberlieten. In de meeste van deze gesteenten wordt echter geen wüstiet gevonden, waarschijnlijk omdat het milieu nog niet gereduceerd genoeg was om magnetiet instabiel te maken.

Gerelateerde mineralen[bewerken | brontekst bewerken]

Wüstiet kan een vaste oplossing vormen met periklaas (MgO), waarbij ijzer en magnesium elkaar kunnen vervangen. Als periklaas gehydrateerd wordt, vormt het bruciet (Mg(OH)₂), een mineraal dat bijvoorbeeld vormt bij retrograde reacties tijdens de vorming van serpentiniet.

Door oxidatie kan wüstiet omzetten in goethiet en limoniet.

In dolomiet-skarns kan wüstiet samen voorkomen met sideriet (FeCO₃), wollastoniet, enstatiet, diopsiet en magnesiet.