De mijn en de vindplaats

Door Frans den Held

De Clara-mijn is al decennia lang volop in productie, niet alleen ten behoeve van de industrie, maar ook voor de verzamelaar. Er zijn maar een paar mijnen in de wereld die zoveel soorten mineralen hebben voortgebracht. Het aantal gedetermineerde mineralen wordt geschat op een kleine 500, en zelfs vorig jaar nog is er een nieuw mineraal gevonden en erkend door de IMA: Nollmotziet, onder nummer IMA 2017-100. Dat betekent dat er in de Clara inmiddels 18 type lokaliteit (TL) mineralen zijn beschreven - mineralen die voor het eerst hier zijn gevonden. 

De mijn

De mijn is sinds 1850 in bedrijf, in eerste instantie vanwege de bariet als industriële grondstof, vanaf 1974 wordt ook fluoriet gewonnen . De afbouw van bariet en fluoriet vindt plaats in de verschillende bariet- en fluorietgangen, die in het bereik van de zogenaamde "Schwerspatgang" , "Flussspatgang", en het "Diagonaltrum" liggen. De mijn produceert 160.000 ton aan ertsen, te verdelen in 85.000 ton bariet en 75.000 ton fluoriet. Hieruit wordt resp. 56.000 ton barietmeel ("Mahlspat") en 32.000 ton fluorietconcentraat ("Flussspatkonzentrat") verwerkt.

De geologie

Vermoedelijk is de mineralisatie meer dan 250 miljoen jaar geleden begonnen en wat voor de secundaire mineralen betreft nog niet gestopt (secundaire mineralen ontstaan uit het verval van primaire ertsen).

Ontstaan van het Zwarte Woud

Het Zwarte Woud is in 3 fasen ontstaan:Sedimentatie in het Perm en het Mesozoïcum (Trias, Jura en Krijt/ 251-66 miljoen jaar);

• Sedimentatie in het Perm en het Mesozoïcum (Trias, Jura en Krijt/ 251-66 miljoen jaar);
• De opwaartse beweging van de sedimenten door het ontstaan van de Alpen, 70 miljoen jaar geleden, in de overgang van het Krijt naar het Cenozoïcum (66 miljoen jaar - heden). Daarbij is de Bovenrijnse slenk ontstaan;
• Het zakken van het middengedeelte (slenk), waarbij 46 miljoen jaar gelden, de flanken (horst) gingen stijgen. In het Oostelijk gedeelte van de Bovenrijndal slenk, ontstonden de Vogezen en het westelijk gedeelte het Zwarte Woud.

Benauer Berg

De locatie van de mijn, de Benauer Berg, in het Rankachtal, is onderdeel van de "Friedrich-Christian-Herrensegen-Störung. Door tektonische werkingen zijn er klüften (kloof/spleet) ontstaan, waar de mineraal afzettingen hebben plaatsgevonden.

Slenken

De Oslo slenk loopt naar de slenken van de Noordzee, Beneden-Rijn, Bovenrijn en het Rhönedal en behoort daartoe tot de Europese Cenozoïcum Slenk (Rift/Graben) Systeem (ECRIS). Oslo ligt in een slenkdal, de Oslo Graben die deel uitmaakt ven de European Cenozoic Rift System (ECRIS). ECRIS loopt vanaf de Oslo Graben naar de slenken van de Noordzee, de Beneden-Rijnslenk ten zuidoosten van het Ruhrgebied, de Boven-Rijnslenk ten noorden van Bazel en tenslotte het Rhônedal.

Primaire en secundaire mineralisatie

Voortdurende en meervoudige herhalingen van tektonische werking door de geologische tijdperken heen zijn verantwoordelijk voor de ertsvorming in het gehele gebied. De ertsgangen verschuiven en bewegen zowel horizontaal als verticaal. De scheuren en spleten worden gevuld met hydrothermale oplossingen en zorgen voor intensieve mineralisatie. Ook worden oudere gangen opgelost en vervolgens weer opgevuld met nieuwe toevoer, nieuwe chemische verbindingen. De verscheidenheid ligt bij de secundaire mineralen die ontstaan zijn uit de primaire mineralen. De hoofdmassa van de primaire ertsen van de Grube Clara bestaat uit bariet, fluoriet, kwarts en sellaiet. Ondergeschikt maar toch in belangrijke hoeveelheden aanwezig, komen voor: calciet, sideriet, dolomiet, ankeriet, aragoniet, tennantiet en tetraëdiet (de vaalertsen), enargiet, chalcopyriet, galeniet, markasiet en pyriet, illiet (muskoviet variëteit). Ook primair maar nog minder voorkomend zijn onder meer: arsenopyriet, borniet, chalcosien, cupriet, covellien, hematiet.

Een groot gedeelte van de secundaire mineralen is terug te voeren op verwering van de primaire ijzer- en mangaan houdende carbonaten. Deze vormen overwegend oxiden en hydroxiden, zoals pyrolusiet, manganiet, mangaanoxiden, manganogel, hematiet, goethiet, lepidokrokiet. De meeste secundaire mineralen komen echter voor uit de vaalertshoudende lagen in het bariet. Vaalerts is vaak met chalcopyriet vergroeid, en bevat daarnaast koper, zilver, ijzer, antimoon, arseen en zwavel, met  sporen van zink, bismutiet, kobalt en nikkel. Voor de verzamelaar dus een el dorado. Economisch gezien zijn echter alleen de bariet en de fluoriet van zeer groot belang voor het bestaan van de mijn Clara.

De 7 paragenesen met de typische mineraalgezelschappen van de Grube Clara:

1. De lood/fluorietparagenese is verkwartst fluorietgangmateriaal voorzien van, naast galeniet, met chalcopyriet en zilver-, bismut-, en nikkelertsen. De belangrijkste secundaire mineralen zijn hier mimetesiet/pyromorfiet met stolziet/wulfeniet, anglesiet, cerussiet en mineralen uit de beudantietgroep (beudantiet, segnitiet, corkiet, kintoreit). Verder komen onder meer voor: bayldoniet, duftiet, agardiet, zálesíïet, mixiet, linariet, caledoniet.

2. De lood/bariet paragenese zit in de nevenzones van de zilverspaat/barietgang in het zuidveld. Typische mineralen zijn hier onder meer: bayldoniet, duftiet, karminiet, mimetisiet-pyromorfiet, mawbyiet, gartrelliet, thometzekiet.

3. Kopermineralen uit de storingszone (Diagonaaltrum) Vooral gedegen koper en cupriet kwamen vooral voor in de jaren 1996 en 1997 en 2001 uit de kwartsgangen van het diagonaaltrum. Met name in het begin van de negentiger jaren kwam het nikkelerts annabergiet voor. Koperarsenaten en koperarseenverbindingen bevonden zich met name in het westelijk gedeelte van het Diagonaaltrum.

4. Zilverspaatparagenese In het zuiden van de Grube Clara bevindt zich de tussen de 2,5 en de 10 meter machtige barietgang, de hoofdgang. Hier liep een gang van een halve meter met grijze sulfietbanden, overwegend met zilverhoudende vaalerts, chalcopyriet, arsenopyriet, polybasiet-TAC, pyrargyriet.

5. Scheelietparagenese loopt nauw samen met de zilverspaat/barietgang. Dit is een typisch roodachtige "Hornstein" met cellige holtes. Hierin komen voor naast kwarts, chalcopyriet, pyriet en markasiet, de typische wolfram-mineralen in voor: scheeliet, ferberiet, rankachiet, ferritungstiet, raspiet, phyllotungstiet en cuprotungstiet. Maar ook anataas, een titaanmineraal !

6. De ijzerfosfaatparagenese komt uit het noordelijk deel van de groeve en zit ook in een barietgang, Deze gang is zeer kwartshoudend met honingbariet, die ook fluoriet sporen in zich heeft. Daar bevinden zich ook zones met het ijzermineraal goethiet. Hierin bevinden zich zelden, in zeer kleine holtes, onder meer de zeldzame fosfaatmineralen: rockbridgeiet, kidwilliet, laubmanniet, dufréniet, benauiet, chalcosideriet, strengiet, kakoxeen, berauniet, lipscombiet.

7. De stinkspaatparagenese behoort tot de fluorietgangzones. Deze gang heeft zones met donkerviolette fluoriet en vleeskleurige bariet. Zeer interessant zijn hier de deels vanadiumhoudende uraan- en bismutmineralen, onder meer: walpurgin, uranofaan, pucheriet, bassetiet, tyuyamuniet, francevilliet, torberniet, zeuneriet, novacekiet en namibiet.

De vier storthopen

Voor de verzamelaars is er een "Halde" gemaakt, waar zij tegen betaling mineralen kunnen zoeken. Er waren vier storthopen, nu helaas nog drie, waarvan de namen gerelateerd zijn aan het basismateriaal, zoals beschreven bij de zeven paragenesen:

1. Zilverspaat: Basismateriaal bestaat uit nevengesteente, "Hornstein", kwarts en bariet met de vaalertsen. Paragenese 4 en 5. 

2. Bariet: Basismateriaal is hier bariet met kwarts en fluoriet. De barieten hebben legio vormen. Onder meer kopermineralen, ijzermineralen, fosfaatmineralen. Paragenese 2 en 6.

3. Fluoriet: Met weinig kwarts en bariet, wel nevengesteente. Vroeger veel meer grote kristallen. Onder meer naast fluoriet, mangaanmineralen, kopermineralen, uraanmineralen. Paragenese 1 en 7.

4. "Diagonaltrum": Inmiddels is deze hoop door milieuwetgeving niet meer aktueel. Aangezien lood (galeniet) en haar loodmineralen veel vervuiling (zware metalen) gaf in het spoelwater, dat weer geloosd wordt in de rivier de Kinzig. In deze hoop werden veelal in de kwarts de bovengenoemde mineralen, en ook kopermineralen, gevonden. Veel nevengesteente met onder meer fluoriet, bariet, rhabdofaan. Paragenese 1, 2 en 3.

De type lokaliteit mineralen van de Clara

In de geologie is een type lokaliteit de vindplaats waar een gesteente of mineraal wereldwijd het eerste is geïdentificeerd. In de Clara zijn er tot op heden 18 gevonden en beschreven: 

Agardiet-(Ce) (vroeger Chlorotiel) - Arsenogoyaziet - Arsenogorceixiet (vroeger Weileriet) - Bariopharmacosideriet - Benauiet - Bismutostibiconiet - Chukhroviet-(Ce) - Claraiet - Cualstibiet - Cyanophylliet ( = Cualstibiet-1M) - Nollmotziet - Oberwolfachiet - Phosphofibriet - Phyllotungstiet - Rankachiet - Rhabdophaan-(Ce) - Tungstibiet - Uranotungstiet

De industrie en haar produkten

De verwerking van de ertsen door de eigenaar Sachtleben GmbH heeft geleid tot een zeer goede wereldnaam, vanwege haar hoge kwaliteit en zuiverheid van haar eindprodukten. 

Bariet (BaSO4) , met zijn chemische en fysische eigenschappen, wordt met name gebruikt als vulstof door industriële toeleveranciers van de automobielindustrie in o.m. verfstoffen, voeg- en kleefmiddelen, geluidswering, remschijven en de tapijtindustrie. Bariet wordt ook verwerkt in de boor-, de ballast- en in de betonindustrie vanwege het hoge soortelijk gewicht en werking als stralingsbeschermer. Bariet wordt ook gebruikt in de porselein- en papierindustrie.

Fluoriet (CaF2) wordt in de verwerking verrijkt tot minstens 97%. Dit product wordt verder verwerkt in de chemische (fluor)industrie. Het wordt daarna als grondstof gebruikt in de produktie van onder meer Teflon, agrarische chemicaliën, drijfgassen, kristalglas, gloeilampen, tandpasta, voedingszout en elektronica. Ook de aluminium- en de farmaceutische industrie zijn gebruikers van deze grondstof.