Achat-Geode - Abstraktion in Quarz

Die Bezeichnung Chalcedon leitet sich von der antiken griechischen Handelsstadt Kalzedon ab, alte Synonyme wie Jasponyx, Quarzin und volkstümlich Milchstein lassen schon auf die Zusammensetzung (Kieselsäure in Form von mikrokristallinem Quarz) als das Aussehen dieses beliebten Halbedelsteins schließen.
 

Chalcedon entsteht durch Absatz aus kieselsäurereichen Thermalwässern in Blasenhohlräumen oder Spalten. Charakteristisch sind die Bänderungen, die von Braun zu Grau reichen können, ein solches kugelförmiges Handstück wird auch einfach als Achat-Geode bezeichnet. 

Abb.1. "Adlersteine von Mutzschen darin weise durchsichtige viereckichte Flüsse" (unter "flüsse" sind Quarz und Calcit zu verstehen, Aetiten oder Adlersteine sind Geoden). Erste bildliche Darstellung einer Achatdruse mit Quarzkristallen aus sächsischen Rhyolithen, aus dem Werk " Memorabilia Saxoniae Subterraneae i.c. Des Unterirdischen Sachsens seltsame Wunder der Natur", von Gottlob Friedrich Mylius (1675-1726).

Die Bänderungen können den Konturen des Hohlraums folgen, oder aber auch waagrecht verlaufen. Es gibt keine einheitliche Bezeichnung für diese Textur - Uruguay-Struktur (da viele Achate in den Paraná-Flutbasalten, verbreitet in Südbrasilien und Uruguay, gefunden werden), Lagen-Achat, gebänderter Achat sind allerdings gebräuchliche Beschreibungen. PETRÀNEK 2006 schlägt eine vereinheitlichte Nomenklatur mit zwei  grundlegende Typen vor - Gravitationsbänderung und Adhäsionsbänderung.

- Gravitationsbänderung verläuft waagrecht und bildet sich durch die Sedimentation am Hohlraumboden der ausgeflockten Kieselsäure.  Der Schwerkraft folgend, umfasst diese Bänderung deshalb oft den unteren Bereich von Geoden.

- Adhäsionsbänderung folgt den Konturen des Hohlraums. Bei  Lösungen, die wenig Kieselsäure gelöst haben, bilden sich keine großen Kieselsäureflocken, sondern der Quarz scheidet sich lagenweise als eine dünne Tapete aus. Zumeist tritt diese Bänderung spät in der Bildung einer Geode auf.

Beide Typen von Bänderungen können in einem Handstück vorkommen, oft durch eine scharfe Grenze getrennt.

Abb.2. Querschnitt durch Achat-Geode mit zwei Phasen von Bänderung.

Abb.3. Ausschnitt mit Achat-Keim-Spärolith, der Beginn der Achatgenese. Typischerweise folgt auf eine homogene Wandauskleidung des Hohlraums der gebänderte Chalcedon. Von Keim-Punkten aus wachsen lagenweise zunächst halbkugelförmige Sphärolithe in den Hohlraum hinein.

Literatur:

PETRÀNEK, von J. (2006): Entstehung von gravitations- und adhäsionsgebänderten Achaten in Raum und Zeit und in Abhängigkeit von Klima. der Aufschluss Jg.57, Mai-Juni: 129-150
PRÜFER, P. (2005): Gedanken zur Achat-Genese. der Aufschluss Jg.56, Mai-Juni: 159-171

Der "Serapistempel" in der Geschichte der Geologie

Drei Säulen, am Eingang zu einem ehemaligen römischen Markt im italienischen Städtchen von Pozzuoli, spielten eine wichtige Rolle in der Geschichte der Geologie. Es sind eher unscheinbare Ruinen,  wären da nicht bis in über 7m Höhe seltsame Fraßspuren im Stein - Spuren von Bohrmuscheln. Bohrmuscheln leben im nahen Mittelmeer, doch wie ist es möglich das sie ihre Bohrgänge in die Säulen frästen - dazu müssten die Säulen zunächst auf dem Festland gebaut worden sein, dann untergetaucht und anschließend wieder emporgehoben worden sein.

Die Säulen von Pozzuoli, fälschlicherweise auch als Säulen des Serapistempels bezeichnet, sind insgesamt 48, die höchste noch erhaltene Säule ist 12m hoch, die Bohrgänge erstrecken sich in einem Gürtel zwischen 3,6 und 6,3m. Die Markthalle stand bis ins Jahre 205 n. Chr., verfiel danach und wurde bis in einer Höhe von dreieinhalb Meter von Schutt bedeckt. Sie wurde zumindest einmal von Meerwasser bedeckt, danach angehoben und steht heute wieder teilweise unter Wasser.

 

Abb.1. Grundriss der römischen Markthalle von Pozzuoli, Schema einer Säule und veraltete Rekonstruktion der Absenkung und Hebung in den letzten 2.000 Jahren, aus MEDWENITSCH 1967. 

Zwischen 1830-33 publizierte der schottische Geologe Charles Lyell sein Werk "Principles of Geology", in dem er argumentierte, das die Oberfläche der Erde nicht durch plötzliche (zumeist unbekannte) katastrophalen Ereignisse geformt worden war, sondern durch die graduelle Wirkung von auch heute beobachtbaren Phänomenen. Die Säulen von Pozzuoli waren ein wichtiges Argument für die Theorie des "Aktualismus" - so wichtig, dass sie in Lyell´s Werk sogar auf den Innenumschlag abgebildet wurden, die erste Abbildung im gesamten 3-bändigen, Werk. Die Bohrmuschelgänge bewiesen nicht nur gewaltige vertikale Erdbewegungen in der Vergangenheit (mindestens bis zu 7m), sondern das die Säulen dabei aufrecht stehen blieben wies darauf hin, dass diese Bewegungen langsam, aber konstant, abliefen. Lyell konnte sogar die Ursachen dieser tellurischen Bewegungen in Pozzuoli erklären. Erst um 1538 war bei einer Eruption der 123m hohe Schlackenkegel des Monte Nuovo entstanden, die Gegend war eindeutig vulkanisch noch aktiv und durch Aufstieg von unterirdischem Magma angehoben worden. 

Allerdings war dies nicht die einzige Arbeitshypothese.

In 1786 hatte Johann Wolfgang von Goethe Pozzuoli besucht und als überzeugter Anhänger des Neptunismus, für den vulkanische Aktivität nur ein unbedeutendes lokales Phänomen war, war die Rolle die Lyell dem Magma bei der Bewegung der Erdkruste - vielleicht gar bei der Entstehung von Bergen - zubilligte ein rechter Dorn im Auge. Er schlug daher eine alternative Erklärung vor. Die Bohrmuscheln hatten demnach in Lagunen gelebt, die zeitweise durch Schutt aufgestaut worden waren, wobei auch die Ruinen des Serapistempels überflutet worden waren. 

 

Abb.2. aus J.W. von Goethe "Tagebuch der italienischen Reise 1786".

Allerdings verlor der Neptunismus zunehmend an Bedeutung, da immer mehr Hinweise darauf schließen ließen das vulkanische Aktivität eines der wichtigsten Elemente der Erddynamik waren.
 
Was Lyell noch nicht wissen konnte, die Bewegungen die durch aufsteigendes Magma verursacht werden sind überraschend schnell und erfolgen unregelmäßig. Neueste Datierungen deuten hin, dass die Säulen zwischen dem 5. und 15. Jahrhundert dreimal (nicht nur einmal wie in den älteren Rekonstruktionen) für einige Jahrzehnte ins Wasser tauchten und dann wieder emporgehoben wurden. Auch der Mechanismus der Bewegungen ist komplizierter als gedacht. Austeigendes Magma hebt  nicht etwa den Boden an, sondern Fluide aus dem Magma erhitzen das Grundwasser, das sich daraufhin ausdehnt und den Boden anhebt. Da die Grundwasserleiter sich über eine große Fläche erstrecken, kann das Wasser aber auch rasch wieder abströmen und der Grund senkt sich (geologisch gesehen) rasch wieder.

Literatur:

MEDWENITSCH, W.(1967): Zur Geologie der süditalienischen Vulkane Exkusionsführer. Mitteilungen der Geologischen Gesellschaft in Wien. Band 59, Heft 1: 120 +Farbtafeln
RUDWICK, M.J.S. (2008): Worlds before Adam - The Reconstruction of Geohistory in the Age of Reform. The University of Chicago Press: 614.

Geo-Mythologie: Die Goldameisen des Herodot

In allen Kulturen spielten - vor allem vor dem Aufkommen des naturwissenschaftlichen Weltbildes - mündliche Überlieferungen eine wichtige Rolle um Naturerscheinungen zu erklären. Es gibt drei Stufen von Erzählungen:

• Märchen sind reine Fantasiegeschichten, die sich weder zeitlich noch lokal festmachen lassen.
   
• Legenden beinhalten einen wahren Wert, darüber hinaus enthalten sie aber auch eine religiöse Komponente, klassische Beispiele sind Geschichten von Heiligen, die mit vorbildhaften Lebensläufen oder Wunder der religiösen Bedeutung der Erzählung Nachdruck verleihen.
   
• Sagen und Mythen enthalten einen höheren Realitätsanspruch, es spielen Menschen, Orte und Gegebenheiten der jeweiligen Zeit eine Rolle. Oft haben sie ihren Ursprung in einer verbürgten historischen Begebenheit.

Die Geo-Mythologie versucht geologischen Phänomene oder Ereignisse, die hinter einem Mythos stehen könnten, zu ergründen und die Geschichte hinter einer Sage zu erforschen.

 "Allemsig müsst ihr sein, ihr Wimmelscharen; nur mit Gold herein! Den Berg lasst fahren!"
- so singt der Chor der goldsammelnden Ameisen im Faust - Der Tragödie zweiter Teil (1825-31). Autor und Geologe Johann Wolfgang von Goethe greift hier in seinem Werk eine sehr alte Sage auf.
 

Bereits der Grieche Herodot (~490-424 v. Chr.) berichtet über goldsammelnde Ameisen, von wo der Mythus rasch in die  griechische und römische Kultur übergeht, z.B. beim römischen Naturforscher Plinius d. Ä. (~23-79 n. Chr.). Laut Herodot gibt es in einem abgelegenen Landstrich von Indien Ameisen, kleiner als Hunde, aber größer als Füchse, die beim Graben ihrer Baue und Nester auch Gold zutage fördern. Während den heißesten Stunden des Tages verkriechen sich die Ameisen in ihren Bauten, die Einheimischen nutzen die Gunst der Stunde und sammeln das goldhaltige Gestein, müssen aber auf der Hut sein, da die Ameisen, falls sie den Diebstahl bemerken, sofort die Verfolgung aufnehmen würden. 

Wahrscheinlich hat Herodot selber diese Erzählung vom griechischen Geografen Hekataios von Milet (560-480 v.Chr.) übernommen. Über byzantinische und karolingische Quellen erreicht der Mythus schließlich das Mittelalter und reicht sogar bis in die Neuzeit (z.B. scheint er noch bei Georgius Agricola, 1494-1555, auf). 

Über den eigentlichen Ursprung dieser Sage wurde lange gerätselt. In 1799 formulierte Graf von Veltheim eine erste Theorie um den seltsamen Vergleich zwischen Ameisen und Füchse zu erklären. Im ehemaligen Tartarenreich (Grenzgebiet von Tibet und China) wuschen Gefangene das Gold nicht mit den üblichen Gamsfell, sondern mit Fuchsfellen aus dem Schlamm. Die Füchse wurden nahe der Minen regelrecht gezüchtet und ihre zahlreichen Baue hätten einem Beobachter wahrscheinlich an die zahlreichen Zugänge eines Ameisennest erinnert.
 

Eine andere Erklärung liegt möglicherweise in einem Übersetzungsfehler. In Der altaischen Sprache, die in goldhöffigen Gebieten des Himalaya gesprochen wird, klingt die Bezeichnung für Murmeltier ähnlich dem Sanskrit für Ameise bzw. Gold (!). Die Beschreibung von grabenden Murmeltieren, die vielleicht goldhaltigen Sand zutage brachten, könnte so zum Bild von der goldgrabenden Ameise geführt haben. Auch wird im Persischen das Murmeltier als "Bergameise" bezeichnet, und Herodot könnte einfach diese Bezeichnung übernommen haben.
Tastächlich konnte der französische Ethnologe Michel Peissel, unterwegs im Hindus-Gebiet, in den 90' Jahren beobachten wie Murmeltiere (Marmota borak) in goldhaltigen Sand ihre Grabtunnel anlegten und die Einheimischen versicherten ihm, dass man im Auswurfsmaterials Gold finden konnte.
 

Doch es scheint, dass im Mythos von goldgrabenden Ameisen doch noch ein Körnchen Wahrheit steckt.
 
"Ant Hill Garnets" sind nach der Fundmethode benannt und stammen vorwiegend aus Arizona. Die Ameisen dort transportieren die Granate, die sie beim Graben ihres Baues im Sediment vorfinden, außerhalb ihres Baus und so an die Oberfläche, wo Regen sie am Fuß des Ameisenhügels zusammenschwemmt. Auch wenn Ameisen in der Lage sind große Lasten zu transportieren, umgraben sie größere Steine und selektieren Körner die ungefähr bei einem Gewicht um 1 Karat (0,2g) liegen. Ameisen als Prospektoren wurden auch dazu benutzt um Lagerstätten von Diamanten und Olivin (interessant als Indikator für Kimberlit-Gänge, die Diamanten-führend sein können) aufzufinden - und anscheinend können sich die emsigen Arbeiter auch für Goldnuggets interessieren.


 
Nicht nur Geologen, auch Archäologen können von grabenden Tiere profitieren. Maulwürfe graben bis zu 200 m lange Gänge und erreichen eine Tiefe unter der Erdoberfläche von bis zu 1m. Als 2008 der deutsche Archäologe Günther Wieland im Grösseltal (Baden-Würtemberg) Maulwurfshügel untersuchte, fand er im Auswurf Schlacken von Eisenerzen. Eine anschließende Grabung konnte keltische Verhüttungsöfen, um die 2.500 Jahre alt, nachweißen. Von Maulwürfen zutage gebrachte rotgefärbte Erde kann durch Hitzewirkung von Feuer und Öfen stammen, Holzkohlestücke können auf eine Kulturschicht hinweisen.
Allerdings gilt eine Einschränkung - Maulwürfe bevorzugen nicht zu feuchte und zu trockene Böden.
 
Literatur: 

OKROSTSVARIDZE, A.; GAGNIDZE, N. & AKIMIDZE, K. (2014): A modern field investigation of the mythical “gold sands”of the ancient Colchis Kingdom and “Golden Fleece” phenomena. Quaternary International, In Press: 9
REIMER, T. (2005): Kleiner als Hunde, aber größer als Füchse. Die Goldameisen des Herodot. Nodus Publikationen, Münster : 292

Geologie im Alten Ägypten

Am 26. November 1922 öffnete Howard Carter die versiegelte Tür die zum Grab von Tutanchamun - Pharao im alten Ägypten von 1332 – 1323 v.Chr.  -  führte. Das Grab quoll über von kostbarem Schmuck, darunter eine Brustplatte die mit einem Skarabäus, aus einem grünlich-gelblichen Edelstein mit seltsamen Glanz geschnitten, verziert war. 

Abb.1. Brustplatte, Bild von Jon Bodsworth (wikipedia).

Zunächst wurde der Edelstein als Chalcedon identifiziert. Einige Zeit später durchstreifte jedoch der Engländer Patrick Clayton die großen Sandseen der Lybischen Wüste. Am 29. Dezember 1932 entdeckte er dabei einige Glasstücke die aus dem Sand ragten. Zwei Jahre später veröffentlichte er zusammen mit Leonard Spencer vom britischen Museum die Entdeckung. Zunächst wurde vermutet bei dem sogenannten "Lybischen Wüstenglas" handle es sich um Kieselsäureablagerungen eines ehemaligen, heute ausgetrockneten Sees. Allerdings findet man Lechatelierit und Baddeleyit, Quarzvarietäten die sich nur unter hohen Temperaturen oder Druck bilden können, sowie Spuren von Eisen, Nickel, Chrom, Kobalt und Iridium - seltene Spurenelemente in der Erdkruste, die sich aber gehäuft in Meteoriten finden.
Moderne Hypothesen erklären das Wüstenglas als Tektite - aufgeschmolzenes Material (vor allem Sand) eines Meteoriten-Impakt - allerdings wurde bis heute kein sicherer Meteoritenkrater, der zum Streufeld passen würde, entdeckt.   

Auch in der Kosmetik der damaligen Zeit spielten Mineralien eine Rolle. In verschiedenen Döschen, die als Grabbeigabe den Toten mitgegeben wurde, entdeckte man fein gemahlenen Bleiglanz. Bleiglanz war der Hauptbestandteil von "kohl" (oder "kajal") der schwarzen Augenschminke, wie sie auch die Figuren in den Fresken oder Statuen der Gräber tragen (außerdem schützte die schwarze Umrandung die Augen vor der gleißend hellen Sonne).  

Abb.2. Der junge Tutanchamun, Bild von Jean-Pierre Dalbéra (wikipedia).

Cerussit, ein natürliches Blei-Karbonat, wurde verwendet um die Schminke nötigenfalls aufzuhellen. Laurionit und Phosgenit sind künstliche Bleiverbindungen, die ebenfalls in einigen Resten von Schminke und Balsam nachgewiesen wurden. Wahrscheinlich wurden diese Mineralien als Heilmittel verwendet.
 

(Edel-)Steine spielten nicht nur als Schmuck des Äußeren, sondern auch für die inneren Werte, in der Religion der alten Ägypter, eine bedeutende Rolle. Obelisken, Steinpylonen die den Eingang von Tempeln zierten, wurden durch den Mythus inspiriert, dass Ra, die Sonne, am Anfang der Welt auf einen großen Stein erschien - daher sind Obelisken immer dem Sonnengott Ra geweiht. Die ältesten erhaltenen Obelisken reichen bis 2.400 v. Chr. zurück, wie eine Inschrift im Gräberfeld von Qubbat-al-Hawa (um 2.300 v. Chr.) bezeugt:
 

"Mein großer Pharao ordnete an, zwei Schiffe zu bauen… um zwei Obelisken nach Norden nach Heliopolis zu transportieren."
 

Der größte bekannte Obelisk, der Obelisk von Assuan, mit einer Länge von 42m und einem geschätzten Gewicht von über 1.000 Tonnen, blieb unvollendet, vielleicht weil das ausgesuchte Gestein sich als zu brüchig erwies (der längste, aufgerichtete Obelisk überhaupt scheint, zumindest nach historischen Beschreibungen, ein 57 Meter langer Obelisk, gewollt von Tuthmosis III. - 1479 - 1425 v.Chr., gewesen zu sein).

Abb.3. Der Tempel von Luxor, Bild von Jerzy Strzeleck (wikipedia).
 

Auch beim Bau der Pyramiden spielte Gesteinsqualität und Geologie eine Rolle. Zunächst einmal ersetzte der Baumeister Imhotep (um 2700 v. Chr.) Holz und Ziegel der ersten Grabmonumente mit Stein, um eine "himmlische Treppe", die die Ewigkeit überstehen konnte,  zu errichten. Die Cheops-Pyramide, als größtes und eindrucksvollstes Grab, wurde hauptsächlich aus Kalkstein errichtet. Einer der antiken Steinbrüche für das Baumaterial liegt unmittelbar östlich der Pyramide. Für die äußere Verkleidung wurde dagegen der hochwertige Kalkstein von Tura verwendet, einige Kilometer südlich gelegen.
 
Für die königliche Grabkammer wurde der rötliche, noble Assuan-Granit verwendet. Für den schnell-härtenden Mörtel, der alles zusammenhielt, wurde außerdem große Mengen von Gips benötigt, der in der Ebene von el-Faiyum, mehr als 120 Kilometer entfernt, aus gipshaltigen Schichten gewonnen wurde. (bei älteren Pyramiden wurde dagegen Ton als Fugenmaterial verwendet).
 
Beim Bau der Pyramiden spielte auch der Baugrund deine Rolle. Die Pyramide von Maidum bei Kairo wurde auf Sanddünen errichtet. In Folge rutschen die schweren Steinplatten der äußeren Verkleidung von der Pyramide und das Bauvorhaben wurde aufgegeben. Besser erging es der Pyramide von Cheops, die auf der stabilen Kalkplattform von Giza (die auch das Baumaterial lieferte) errichtet wurde... und noch heute steht.

Neben der Steinverarbeitung, spielten auch Metall- und Glasverarbeitung eine bedeutende Rolle. Von einem Relief im Grab des Rechmire war bekannt, das die altem Ägypter Metallherstellung in industriellen Maßstab kannten. In 1980 wurde in der archäologischen Stätte von Pi-Ramesse (das "Haus des Ramses, geliebt von Amun groß an Siegen" eine Schmelzbatterien für Bronze entdeckt die tonnenweiße Bronze produzieren konnte.  

Als "sementi" wurden ab 3200 v. Chr. Prospektoren bezeichnet, die hauptsächlich nach Goldlagerstätten suchten. Gold, als Metall der Sonne, war von außergewöhnlicher Bedeutung und mit den Göttern assoziiert, und daher auch mit dem "göttlichen Pharao" - daher standen Bergleute unter dem direkten Schutz des Pharaos. Lagerstätten für Gold waren hauptsächlich im südlichen Ägypten vorhanden, große Lieferungen von Gold stammen aber auch aus Nubien (im 5 Jhd. v. Chr. berichtet der griechische Geschichtsschreiber Herodot von der nubischen Metropole von Meroä, in der Gold - angeblich - häufiger war als Kupfer). Tatsächlich wurden zwischen 1901-1903 im Sudan von britischen Geologen 85 antike Bergwerke entdeckt.
 
Für die Färbung von Glas können Mineralien verwendet werden. Für rotes Glas wurden Goldsalze verwendet, Eisen - je nach Wertigkeit - ergibt braunes und grünes Glas, Kupfer färbt blau und Kobalt wird für ein tiefblaues Glas verwendet. Allerdings verwendeten die Ägypter eine besondere Verarbeitungsmethode für das berühmte "Ägyptisch-Blau" (Blau war als Farbe des Himmels und der Ewigkeit den Ägyptern heilig), die Farbe wurde dadurch erzielt, dass das Glas nicht völlig durchgeschmolzen wurde.

Literatur:

HEROLD, A. & PUSCH, E. (1998): Ramses II. - der erste Großindustrielle. Bild der Wissenschaft, Nr. 12: 68-73
PINTER, C. & STEHLIK, H. (2003): Rätsel im brennend heißen Sand: Das lybische Wüstenglas. LAPIS Nr.10: 11-16

Die kürzeste Genese-Geschichte der Pegmatite

Pegmatitgänge und Spaltenfüllungen sind die natürlichen Schatztruhen der Alpen, da sie oft durch große Kristalle von seltenen Minerale gekennzeichnet sind.

 

Abb.1. Flouritgang am Naabranken (Bayern) in einem mittelkörnigen Granit eingelagert - dieses allererste Bild eines Flußspatganges wurde 1868 veröffentlicht, in GÜMBEL, von W.: Geognostische Beschreibung des Königreichs Bayern: II. Abt. Ostbayerisches Grenzgebirge. A.G. Werner und J.W. von Goethe besaßen einige Flourit-Kristalle in ihrer Sammlung von dieser Lokalität.

Pegmatite bilden sich in Zusammenhang mit aufdringenden und erstarrenden SiO2-übersättigten Magma-Intrusionen. Bei der Auskristallisation des Magma bildet sich überwiegend Granit (mit Quarz, Feldspat und Glimmer), aufgrund der magmatischen Differentiation sättigen sich Restschmelzen jedoch mit "exotischen" Elementen an (z.B. Bor, Beryllium) und mit Fluiden wie Wasser und Kohlendioxid an. Diese Fluide vermindern die Viskosität der Restschmelze und ermöglichen das Eindringen in noch so enge Spaltensysteme.
Während des Aufstiegs kühlt die Intrusion ab, wird spröde und Spalten reißen im Granit wie auch im Nebengestein auf. In diese Spalten sammeln sich die noch mobilen Restschmelzen an und eine typische Pegmatit-Mineralgesellschaft (Abhängig vom Muttergestein können sich verschiedenen Quarz-Varietäten, Feldspäte, Beryll, Turmalin, Glimmer / Chlorit, Calcit usw. ausbilden) kann auskristallisieren.

Abb.2. Rekonstruktion einer alpinen Kluft aus dem Granit des Zentralmassiv des Mont Blanc, mit Rauchquarz, seltener Fluorit, Chlorit breitet sich am Boden der Kluft aus.

• Phase 1: Entlang den kühleren Hohlraumrändern scheidet sich eine Art "Abschreckungsrand" aus, der aus einer feinkörnige Mineralien-Matrix besteht.
• Phase 2: Das Umgebungsgestein erwärmt  sich, aus der fluidreicheren Schmelze scheiden sich nun phasenweise grobkörnigere Lagen aus, da die Schmelze langsamer abkühlt und die Kristalle mehr Zeit haben um an Größe zu gewinnen.
• Phase 3: Bei Temperaturen unter 750-650°C scheidet sich das gelöste Wasser aus der Schmelze aus und bildet ein überkritische Phase (ein intermediärer Zustand zwischen flüssig und gasförmig). Diese Phase ist sehr effektiv in Stofftransport und ein weiterer Faktor der das Kristallwachstum fördert. Es bilden sich daher große Kristalle aus, meist in Form von Verwachsungen von verschiedenen Mineralien (Schriftgranit oder beim Vorherrschen einer einzelnen Mineralienart eine derbe Kristall-Masse) oder seltener als freie und gut ausgebildete Kristalle die in den verbleibenden Klufthohlraum hineinreichen.

Abb.3. Gesteinsprobe eines Pegmatitganges aus dem Brixner Granits, eine Permische Intrusion in den Alpen. Das Muttergestein ist ein mittelkörniger Granit mit Quarz, alterierten Glimmern und Plagioklas / Orthoklas. Schicht/ Phase 1 besteht aus einer groben Quarz-Masse mit seltenen und kleinen Glimmerkristallen. Schicht/Phase 2 aus radial angeordnete, mittelgroßen Quarz- und Glimmer-Kristallen. Schicht/Phase 3 aus einem Übergang einer derben Quarz-Masse in großen, ineinander verwachsenen Quarz-Kristallen (XX).

Bei Temperaturen unter 370-250°C verflüssigt sich das überkritische Wasser, die letzten Kristalle und Minerale kristallisieren schließlich aus (oft handelt es sich dabei um Glimmer oder Tonminerale die die Kluft auffüllen können), eventuelles Restwasser sammelt sich in Resträume - oder Miarolen - an.

Literatur:

RUSTEMEYER, P. (2007): Besonderheiten beim Turmalinwachstum (I) - Turmaline mit "Zahnwurzel". LAPIS 6: 13-18

Améthystos - der Unberauschbare

Der Name Amethyst stammt vom Griechischen "améthystos" ab - "der Unberauschbare" bzw. der vor Trunkenheit schützende. Es gibt zwei Interpretationen um diese seltsame Bezeichnung zu erklären.  Laut Plinius dem Älteren (23-79 n.Chr.) wurde der Kristall nach der Farbe von verdünnten Rotwein (der daher nicht mehr so berauschend wirkt) benannt. Anderseits könnte es auch Sitte gewesen sein, Wasser in Amethyst-Bechern zu reichen, um echten Wein vorzutäuschen, allerdings ohne die lästigen Neben-( & Nach-)wirkungen.

Über die Eigenschaften der Mineralien

Die Mineralogie war seit ihren Anfängen eng mit dem Bergbauwesen verbunden. So waren bis ins 18 Jahrhundert hinein nur einige hundert Mineralien bekannt, die zumeist wichtig im Bergbau waren. Es ist daher nicht verwunderlich, das sich viele moderne Namen wichtiger gesteinsbildende Mineralien von alten bergmännischen Begriffen ableiten - so wie Blende, Glanz, Kies und Spat (man denke an die Gruppe der Feldspäte, eine der häufigsten Mineralienarten überhaupt).

Abb.1. Mineralogie-Vorlesung, Miniatur zu Bartholomäus Anglicus´Werk "Über die Eigenschaften der Dinge" (1390-1400).

Das Bergbauwesen beeinflusste auch wesentlich die Bestimmung und Klassifikation der Mineralien.

Die relative Strichhärte ist eine Mineraleigenschaft die relativ einfach bestimmt werden kann. Heute ist die Härteskala nach Mohs die Bekannteste, allerdings gab es einige Vorläufer. Um 1784 behauptete der Chemiker Torbern Bergmann (1735-1784) noch, die Härte sei von der Umgebungsfeuchtigkeit abhängig, da er fälschlicherweise annahm das Ton ein Mineral sei - feuchter Ton war allerdings bedeutend weicher als trockener Ton. Im selben Jahr publizierte der berühmte Geologe A.G. Werner in seinem "Von den äußerlichen Kennzeichen der Fossilien" bereits einen Hinweis auf die Härte der Mineralien. Er Unterschied 6 Härtegrade die durch die Klinge eines Messers, einer Feile und durch Feuerstahl unterschieden werden konnten (Gegenstände die einem Bergmann leicht zugänglich waren und die Werners praktischen Ansatz zur Mineralogie zeigen). Der Mineraloge René-Just Haüy (1743-1822) führte weitere Testminerale ein, nämlich Kalkspat, Glas und Quarz. Mohs führte schließlich die moderne Härteskala ein, wobei er bei den Testmineralien auf eine relativ gleichmäßige Härteabstufung Wert legte und auch auf allgemein vorkommende oder leicht zu beschaffende Minerale zurückgriff.

 

 

Abb.2. Hornblende (Moos in Passeier, Südtirol).

Der  Strich (die Farbe des Pulvers) ist eine weitere wichtige Mineraleigenschaft. Bereits Agricola erwähnt die Farbe von abfärbenden Mineralien in seinem Werk von 1546. Werner, in seinem bereits erwähnten Bestimmungswerk, führt den Strich als eines der wichtigsten Bestimmungsmerkmale überhaupt. Mohs unterscheidet 1822 zwischen Strich und eigentliche Farbe des ganzen Minerals. Haidinger führt 1865 eine Strichtafel ein, einen "weißen, harten Körper, am besten eine Porzellan-Biscuit-Platte", im Gegensatz zu der vorher gebräuchlichen Methode, nämlich einfaches Abfeilen von Pulver von einem Kristall.

 

Abb.3. Flourit, Bleiglanz, Baryt, Kalzit (Deutschnofen, Südtirol).

Viele Farbnamen der Mineralfarben gehen auch auf die Arbeiten von A.G. Werner zurück, der eine allgemein gültige Farbnomenklatur einführen wollte, um die - damals herrschende - Verwirrung aufzulösen. Bezeichnungen, zum Teil auch heute gebräuchlich, wie "stahlgrau, lasurblau, apfelgrün" wurden durch Werner eingeführt.

 

Abb.4. Apatit (Lodner, Südtirol).

Die Dichte ist schon einigermaßen schwieriger zu bestimmen, aber bereits die Araber Albiruni (973-1048) und Alkhazini (um 1137) bestimmten relativ genau die Dichte von Mineralien und Metallen mittels dem Archimedi´schen Prinzips. Sie waren besonders an der Dichte-Unterschiede interessiert um die Echtheit von Edelsteinen zu überprufen.

Literatur:

KORTINIG, S. (1988): Der Strich. Der Aufschluss, Jhg. 39: 221-225
KORTINIG, S. (1988): Die Härte der Minerale. Der Aufschluss, Jhg. 39: 371-378
KORTINIG, S. (1988): Die Farbe und der Glanz der Minerale. Der Aufschluss, Jhg. 39: 295-299
KORTINIG, S. (1988): Die Dichte der Minerale. Der Aufschluss, Jhg. 39: 376-378
MÜCKE, A. (1988): Die Seiten für den Anfänger. Der Aufschluss, Jhg. 39: 35-38