Jul07

Das singhalesische Wort “turamali” heisst Farbgemisch.

Und es ist wahr, kein anderer Edelstein ist so farbenreich wie der Turmalin. Die Turmalin-Gruppe umfasst eine Reihe von Mischkristallen, deren Färbung von farblos (Achroit) über alle Farben des Regenbogens bis hin zu schwarz (Schörl) verläuft: Die Fotos zeigen in Folge den Achroit (farbloser T.), Dravit (bräunlicher T.), Indigolith (blauer T.), Rubellit (rötlicher T.), Verdelith (grüner T.) und Schörl (schwarzer T.).

AchroitdravitIndigolith Rosette

Rubellit Stufe  Verdelith Stufe  Schörl

Fotos: Internet

Typisch für Turmaline sind ein ausgeprägter Dichroismus (Zweifarbigkeit) bzw. Pleochroismus (Mehrfarbigkeit) und je nach Betrachtungswinkel und Beleuchtung zeigen sich unterschiedliche Farbintensitäten bzw. verschiedene Farbtöne. Am Bekanntesten sind die grün-roten “Wassermelonen-Turmaline”. Und die teuersten und exklusivsten Turmaline stammen aus dem brasilianischen Bundesstaat Paraiba. Sie bestechen durch ein intensiv-neonfarbiges Blau bzw. Grün.

Turmalin lässt keine Synthese zu!

Aufgrund seines komplizierten Chemismus ist der Turmalin zusammen mit dem Granat der einzige, kommerziell wichtige Edelstein, von dem bisher keine Synthese hergestellt werden konnte.

Die Turmalin-Gruppe umfasst eine ganze Reihe von Mischkristallen, die eine komplexe und variable chemische Zusammensetzung aufweisen, aber dieselbe Kristallstruktur. Die Zusammensetzung wird in der allgemeinen Formel  XY3Z6[(BO3)3T6O18(OH,O)3(OH,F,O)] umschrieben, mit den Gitterpositionen X, Y, Z und T, wobei für
X = (Ca, Na, K)
Y = (Mg, Li, Al, Mn, Fe2+, Fe3+, V, Cr, Ti, Cu)
Z = (Al, Mg, Cr, V, Fe3+, Ti)
T = (Si, Al, B, Be)
die Elemente in Klammer, in Abhängigkeit des Ausgangschemismus und des Kristallisationszeitpunkts eingelagert werden können.

Turmaline entwickeln durch Erwärmung bzw. Reibung eine elektrostatische Aufladung (Pyro- und Piezoelektrizität), die Staub und andere kleine Teilchen anzieht. Turmaline in Edelsteinqualität liefern aktuell Brasilien, Madagaskar, Nigeria, Namibia, Kenia, Sri Lanka, Afghanistan, Pakistan und – wie wir von den vorausgegangenen Beiträgen wissen – auch Sambia.

Geoindikator

Eine besondere Bedeutung kommt dem Turmalin in geowissenschaftlicher Hinsicht zu. Neben der Verwendung als Borhaltiges Silikatmineral ist die chemische Zusammensetzung stark abhängig von den jeweiligen Bildungsbedingungen. Somit können Turmaline als Indikatoren verwendet werden. Man kann zum Beispiel anhand des Eisens in Eisenturmalinen Aussagen zum Oxidationszustand machen. Das heisst man kann die Oxidationsbedingungen zur Zeit der Entstehung genau untersuchen. Weiterhin gibt der Eisengehalt generell Auskunft darüber, auf welcher Entwicklungsstufe vom magmatischen zum hydrothermalen Stadium der Turmalin sich bildete. Auch die verschiedenen Kristallisationsstadien in Pegmatiten werden in den Turmalinkristallen festgehalten, da sich die chemische Zusammensetzung in Form von Zonierungen an diese anpasst. Da der pyroelektrische Effekt in Begleitung von Ladungstrennung bei Temperaturänderung auftritt, ist eine Verwendung als Geothermometer eine weitere gute Möglichkeit Genesebedingungen zu untersuchen. Selbst in der Geochronologie finden Turmaline Verwendung. Da sie kleine, aber definierte Anteile K enthalten, sind sie in der Lage Ar aufzunehmen, siehe Kalium-Argon-Datierung.

Interessante Links:
–> HighTec Sägen von Turmalin
–> Tourmaline Mining in Brazil
–> Zambian Emerald Documentary Film

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Jun23

Edelsteine in Sambia – Entstehung und Geologie

Die panafrikanische Gebirgsbildung vor 600 – 500 Millionen Jahre ist für den ausserordentlichen Reichtum an Edelsteinen in Sambia und Ostafrika verantwortlich. An Land gab es weder Pflanzen noch Tiere. Durch die Kollision zweier Kontinente bildete sich der Mozambique Gürtel, eine Zone, die tektonisch und thermisch stark beanspruchte, metamorphe Gesteine enthält. In dieser Zone liegen die grössten und ältesten Edelsteinvorkommen Sambias und Ostafrikas.

Sambia Karte © Wikimedia  Geologische Karte Sambia © Zambia Mining

Links: Kartenausschnitt ©Wikimedia; Rechts: Geologische Karte © Zambia Mining

In Pegmatiten bildeten sich Minerale wie Aquamarin, Turmalin, Topas und Smaragde, die häufig in Edelsteinqualität vorliegen. Es sind Ganggesteine gefüllt mit Quarz, Feldspat und Glimmer. Diese Minerale können sehr gross werden; so sind meterlange Quarz- und Feldspatkristalle keine Seltenheit, sie haben jedoch meist keine schönen Kristallformen. Pegmatite entstehen aus den Restschmelzen und hydrothermalen Fluiden, einem Gemisch aus Wasser und Gasen, gegen Ende einer Intrusion in die Kruste oder während eines Gebirgsbildungsprozesses durch partieller Aufschmelzung des Gesteins. Der Sind Batholith, ein Intrusionskörper von gewaltigem Ausmass im Südosten Sambias, gilt als die Quelle der Restschmelzen aus denen die Pegmatite mit ihren Edelsteinschätzen entstanden.

Pegmatit Mine ©Lukusuzi River   Aquamarin aus Sambia Lukusuzi River

Links: ausgeräumter Pegmatitgang, © Lukusuziriver.com; Rechts: Aquamarinstufe aus Pegmatit, Sambia © Lukusuziriver.com

Während der langsamen Abkühlung einer Magma Intrusion in die Kruste, trennen sich entsprechend dem Druck- und Temperaturregim die auskristallisierenden Minerale vom zähflüssigen Magma.  So entsteht eine Restschmelze, die in der Endphase immer angereicherter an Wasser, Gasen und seltenen Elementen wie Lithium, Beryllium, Bor, Cäsium und Fluor ist. Kühlen sich schliesslich die Restschmelzen weiter ab, entmischen bzw. trennen sich die wässerigen Lösungen und sprengen als Folge ihres inneren Druckes das umliegende Gestein. In den dabei entstehenden Rissen und Spalten kristallisieren Quarz, Feldspat, Glimmer und seltene Minerale oder Edelsteine. Solche Ganggesteine nennt man Pegmatite und sie können oft 5 bis 10 Meter mächtig und bis zu hunter Meter lang werden. In kleineren Spaltensystemen im Nebengestein bilden sich vielfach Amethyst und Citrin. Sind die pegmatitischen Fluide mit Chromhaltigem Nebengestein in Kontakt gekommen, entstehen Smaragde.

Zambia Mining
Lukusuzi River – Zambian Minerals and Gemstones

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Die Lösung

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