Vanadium

Vanadium (V) ist zu 120 mg/kg in der kontinentalen Erdkruste vertreten und steht seiner Häufigkeit nach an 23. Stelle zwischen Strontium und Zink.

Wichtige Vanadiumminerale sind Vanadinit (Pb₅(VO₄)₃Cl), Descloizit (Pb(Zn,Cu)[OH|VO₄]), Carnotit (K₂(UO₂)₂(VO₄)₂ · 3 H₂O) und das Sulfid Patronit (VS₄). Mengenmäßig bedeutsamer und wichtiger Rohstoff für die Vanadiumgewinnung sind Eisenerze wie Titanomagnetit. Ihr Vanadiumgehalt liegt typisch bei 0,3 bis 0,8 %. Die Bauwürdigkeitsgrenze für Vanadium allein liegt bei 1 % V. Durch weitere Wertminerale (Fe, Cr, U, Pb) verschiebt sich diese Grenze auf 0,02 %. Größere Mengen an Vanadium sind auch in Kohlen und Erdöl gebunden. Bei der Verbrennung von 1000 t Rohöl wird ca. 1 t V₂O₅ frei (Alloway, 1999).

Der flächengewichtete Median für die oberflächennahen Gesteine Baden-Württembergs beträgt 46 mg/kg V. Für die Gesteine Baden-Württembergs zeigt sich somit eine deutliche Abreicherung des medianen Vanadiumgehalts gegenüber dem CLARKE-Wert für die obere Erdkruste. Hinsichtlich der für deutsche Kulturböden angegebenen Hintergrundwerte (10–100 mg/kg; Schaaf, 1982) besteht gute Übereinstimmung der Gehalte. Untersuchungen für die Erstellung des Bodenzustandberichts Kehl ergaben Vanadiumgehalte von 20–105 mg/kg (UM, 1995a).

Die P 90-Werte für Vanadium der differenzierten petrogeochemischen Einheiten liegen zwischen 18 und 359 mg/kg.

Niedrige Werte (P 90: < 90 mg/kg) finden sich in quartären Süßwasserkalken, Quartärschichten (Kiese u. Sande), im Oberjura, im Unterkeuper, im Oberen und Mittleren Muschelkalk, im Mittleren und Unteren Buntsandstein, in sauren Permokarbon-Magmatiten, in basisch-intermediären Permokarbon-Magmatiten und in variskischen Intrusiva.

Erhöhte Werte (P 90: > 90–120 mg/kg) treten in Lösssedimenten, im Tertiär des Molassebeckens, im Ober- und Mittelkeuper, im Oberen Buntsandstein und in Karbon- und Rotliegend-Sedimenten auf.

Hohe Werte (P 90: > 120–180 mg/kg) wurden im Mittel- und Unterjura, im Unteren Muschelkalk, im Zechstein, im gefalteten Paläozoikum sowie in Migmatiten und Gneisen angetroffen.

Sehr hohe Werte (P 90: > 180 mg/kg) weisen das Tertiär des Schichtstufenlandes, tertiäre Magmatite und Impaktgesteine auf.

Vanadium (III) weist einen ähnlichen Ionenradius wie Fe (III) auf und ersetzt letzteres in vielen Eisenmineralen. Diesem Umstand entsprechend tritt Vanadium in eisenreichen, dunklen, basischen Magmatiten (z. B. tertiäre Magmatite) häufiger auf als in Hellen, Sauren (Quarzporphyr und Granite). Tonreiche Sedimente liegen etwa dazwischen. Es gibt Hinweise, dass der Vanadiumgehalt mit dem Tonanteil steigt. Reine Kalke und Sandsteine sind arm an Vanadium.

Statistische Kennwerte für Vanadium (V, in mg/kg) für die verschiedenen petrogeochemischen Einheiten in Baden-Württemberg: