Hydrothermalsprozesse

Hydrothermalsprozesse bezeichnen chemische und geologische Vorgänge, die in wässrigen Lösungen bei erhöhten Temperaturen und Drücken ablaufen. In der Geologie entstehen dadurch Mineral- und Erzlagerstätten, wenn heiße, salzhaltige Fluide durch Gesteinszonen wandern, Mineralien lösen, transportieren und schließlich absetzen. Typische Bedingungen umfassen Temperaturen von etwa 100 bis über 300 °C und Drücke, die in Krustenstrukturen auftreten. Fluide bestehen oft aus Wasser mit gelösten Salzen und gelegentlich CO2-reichen Phasen. Prozesse wie Lösungsaufnahme, Transport, Abkühlung, Phasentrennung und Sulfidbildung führen zur Ausfällung von Mineralen wie Quarz, Calcit, Pyrit sowie sulfidhaltigen Erzen (z. B. Kupfer- und Goldverbindungen). Hydrothermale Systeme erklären die Bildung vieler wichtiger Lagerstätten, darunter Quarzadern, porphyre Kupfer-Gold-Lagerstätten und skarnische Lagerstätten in der Randzone von Magmenkörpern.

Neben der Geologie wird der Begriff auch in der Chemie verwendet, insbesondere in der Materialwissenschaft. Hydrothermale Synthese bezeichnet die Herstellung von Kristallen oder Nanomaterialien durch Reaktionen in wässriger Lösung bei erhöhten Temperaturen und Drücken, meist in Autoklaven. Typische Parameter reichen von ca. 100 bis 600 °C und Drücken im Megapascal-Bereich. Vorteile sind hohe Kristallreinheit, kontrollierte Morphologie und die Bildung metastabiler Phasen. Beispiele aus der Praxis sind die Synthese von Zeolithen, Titan- oder Zirkonoxid-Kristallen sowie von Metall- oder Metalloxid-Nanopartikeln.

Hydrothermale Prozesse spielen damit sowohl in der Erdgeschichte als auch in der modernen Materialienchemie eine bedeutende Rolle.