Wie entstehen Edelsteine?

Damit Kristalle entstehen können, sind fünf Voraussetzungen erforderlich: Zutaten, Temperatur, Druck, Zeit und Raum. Um die Grundlagen der Mineralkristallisation besser zu erklären, sprechen wir kurz über Kandiszucker. Kandiszucker ist einfach kristallisierter Zucker.

Wenn Sie so viel Zucker wie möglich in einen Topf mit Wasser einrühren, werden Sie feststellen, dass er sich am Boden des Topfes absetzt. Wenn sich kein Zucker mehr auflöst, ist der Sättigungspunkt erreicht. Das Wasser kann keinen weiteren Zucker mehr aufnehmen; man spricht dann von Übersättigung.

Bringen Sie den Topf nun zum Kochen – der Sättigungsgrad ändert sich beim Sieden. Sie können mehr Zucker hinzufügen, bis die Übersättigung erreicht ist. Nehmen Sie den Topf dann vom Herd. Sobald das Wasser wieder Raumtemperatur erreicht hat, erreicht die Zuckeraufnahme wieder den ursprünglichen Wert. Der überschüssige Zucker löst sich aus der Lösung und kristallisiert dabei.

Hänge nun eine Schnur in die Lösung, damit die Kristalle wachsen können. Idealerweise beschwerst du die Schnur, damit sie gerade bleibt. Sobald das Wasser vollständig abgekühlt ist, ist die Schnur mit Kristallen bedeckt.

Auf diese Weise erfahren Sie ganz genau, wie Edelsteine entstehen.

Edelsteinbildungsprozess

Im Allgemeinen gibt es vier Möglichkeiten, wie Edelsteine entstehen können. Sie sind

1. Magmatische Mineralien – Diese Mineralien entstehen tief in der Erde (Diamanten , Rubine , Saphire , Peridot).

2. Hydrothermal - Ähnlich wie beim Kandiszucker entstehen Edelsteine, wenn mineralreiche Wassermassen abkühlen.

3. Metamorph – Wie der Name schon sagt, handelt es sich hierbei um Edelsteine, die durch große Hitze und Druck „verwandelt“ werden. (Saphir , Rubin , Spinell , Granat)

4. Sedimentär - Edelsteine, die durch die Ablagerung von Sedimenten durch Wasser entstehen (Malachit, Azurit , Opal)

Im Erdmantel entstandene magmatische Edelsteine

Obwohl unser Wissen über den Erdmantel begrenzt ist, gibt es Hinweise darauf, dass sich einige Edelsteine im Erdmantel bilden. Dies erfordert extrem hohe Temperaturen.

Die wohl bemerkenswertesten Beispiele für Edelsteine, die im Erdmantel entstanden sind, sind Peridot und Diamant. Geologen untersuchten die Peridot -Vorkommen in Arizona und gehen davon aus, dass sie auf Gesteinen entstanden, die bis zu 88 Kilometer unter der Erdoberfläche im Erdmantel schwammen. Durch einen explosiven Ausbruch gelangten sie näher an die Oberfläche, wo Erosion und Verwitterung sie so nahe an die Oberfläche drückten, dass sie entdeckt werden konnten.

Diamanten sind jedoch heute besser erforscht. Sie kristallisieren im Magma direkt unter der Erdkruste. Diese Formationen haben jedoch eine andere chemische Zusammensetzung. Geologen gehen davon aus, dass sie aus einer Tiefe von 177 bis 240 Kilometern stammen. Das Magma ist in dieser Tiefe unglaublich flüssig und die Temperaturen sehr hoch.

Dieses Magma kann sich seinen Weg durch die Erdkruste weitaus schneller und heftiger bahnen als bei anderen Vulkanausbrüchen. Während des Ausbruchs zerbricht und löst das Magma Gestein auf und befördert es an die Oberfläche.

Würde das Magma langsam aufsteigen, würden die Diamanten wahrscheinlich nicht überleben. Druck und Temperaturschwankungen würden dazu führen, dass die Diamanten verdampfen oder möglicherweise zu Graphit rekristallisieren. Aufgrund der Geschwindigkeit des Magmas haben die Diamanten jedoch keine Zeit, sich umzuwandeln oder zu verdampfen, sodass sie als Diamanten erhalten bleiben.

Bei dramatischen und groben Veränderungen in der Kruste zerbrechen Kristalle oft. Unter Wachstumsbedingungen sickert Material in die Risse und kristallisiert. Dadurch werden die Risse verheilt, indem sie miteinander verschmelzen. Sie heilen jedoch nicht vollständig; die feinen Hohlräume bleiben erhalten und sind als Fingerabdrücke sichtbar.

Wie gelangen Edelsteine an die Oberfläche, wenn sie erst einmal entstanden sind? Da sie so tief unter der Oberfläche entstehen, ist es ein Wunder, dass sie überhaupt abgebaut werden können. Sie werden zwar durch Vulkanausbrüche an die Oberfläche befördert, die meisten jedoch gelangen durch Erosion und Gebirgsbildung an die Oberfläche.

Hydrothermale Edelsteinherstellung

Dieser Prozess ähnelt am meisten dem oben beschriebenen Kandiszucker. Übersättigtes Wasser mit vielen verschiedenen Mineralien wird in Hohlräume und Risse in der Erde gedrückt. Wenn diese Lösung abzukühlen beginnt, beginnen die verschiedenen Mineralien zu kristallisieren.

Die wichtigsten hydrothermalen Funde befinden sich in Kolumbien, insbesondere in der Muzo-Smaragdmine. Diese hydrothermalen Lagerstätten sind reich an Chrom, das den Smaragden aus der Region ihre unglaubliche Farbe verleiht.

Das Bild unten zeigt eine hydrothermale Mineralader. Diese Ader entsteht, wenn die Wasserlösung im Riss des umgebenden Gesteins abkühlt.

Metamorphe Edelsteinbildung

Die meisten Edelsteine entstehen durch Metamorphose. Dabei werden Mineralien unter großem Druck und großer Hitze zusammengepresst, meist durch tektonische Platten, die sich untereinander bewegen. Die Mineralien werden zusammengepresst und verwandeln sich in verschiedene Minerale, manchmal ohne zu schmelzen.

Entstehung von Sedimentedelsteinen

Sedimentäre Edelsteine entstehen, wenn sich Wasser mit Mineralien an der Erdoberfläche vermischt. Das mineralreiche Wasser sickert zwischen Rissen und Hohlräumen in der Erde hindurch und lagert Mineralschichten ab. So entstehen Mineralien wie Opal, Malachit und Azurit. Opal entsteht, wenn sich Wasser mit Kieselsäure vermischt. Während sich die Kieselsäurelösung absetzt, stapeln sich mikroskopisch kleine Kieselsäurekügelchen übereinander und bilden Opal.

Mineralkristallisation

Die Erdkruste kann zwischen fünf und vierzig Kilometer dick sein. Darunter befindet sich der Erdmantel. Er ist etwa 3.000 Kilometer dick und macht 83 % des Erdvolumens aus. Er besteht aus Magma, geschmolzenem Gestein. Wenn es die Oberfläche erreicht, nennt man es Lava. Näher am Erdmittelpunkt ist es am heißesten – und die Hitzeströme halten es in ständiger Bewegung.

In der Zone, in der Erdkruste und Erdmantel aufeinandertreffen, herrschen turbulente Temperaturen und hoher Druck. Mehrere Platten bilden die Erdkruste und schwimmen auf dem flüssigen Erdmantel. Beim Zusammenstoßen heben sich einige Platten zu Bergen, während andere nach unten gedrückt werden.

Magma ist ständig in Bewegung. Druck und Bewegung führen zu Abnutzung und Brüchen an der Unterseite der Erdkruste. Gesteine lösen sich dann von der Erdkruste und werden vom flüssigen Magma mitgerissen. Die Gesteine schmelzen und verändern die chemische Zusammensetzung des Magmas. Die kleineren Partikel hingegen werden zu Einschlüssen in noch ungeformten Edelsteinen.

Edelsteine bilden sich tief in der Erde, wobei die untere Oberfläche der Erdkruste aufgrund schwerer Risse zahlreiche Hohlräume aufweist. Flüssigkeiten treten durch diese Hohlräume und Risse aus. Dies sind ideale Bedingungen für Kristallwachstum. Es ist im Grunde eine Suppe, reich an Chemikalien, die alle notwendigen Zutaten liefert. Die Hohlräume bieten den perfekten Raum zum Wachsen, und Druck und Temperatur sind hoch. Die Flüssigkeit, die durch die Kruste fließt, kühlt diese ausreichend ab, damit die Kristallisation beginnen kann – jetzt braucht es nur noch Zeit.

Geologisch gesehen sollte die Zeit ausreichend sein. Da diese Umgebung jedoch sehr turbulent ist und sich die Gänge ständig öffnen und wieder einstürzen, beginnen sich Kristalle zu bilden. Sobald der Gang jedoch einstürzt, wird der Flüssigkeitsstrom unterbrochen. An diesem Punkt stoppt das Wachstum.

Sobald sich der Durchgang wieder öffnet, setzt sich das Wachstum fort. Dieses Ein-/Aus-Wachstum ist in Kristallen im Allgemeinen nicht nachweisbar, in anderen Fällen weisen die aufeinanderfolgenden Entwicklungsschichten jedoch eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung auf. Dies führt zu einer Farbzonierung.

Mineralkristallisationsordnung

Topaskristalle bilden sich beim Abkühlen vor Quarzkristallen, da ein Prinzip der Kristallisation darin besteht, dass bei sinkender Temperatur die festen Bestandteile, die sie halten können, absinken. Die Bestandteile der Erdkruste sind jedoch etwas komplexer als die oben beschriebene Zuckerlösung. Verschiedene Mineralien kristallisieren aus derselben Lösung, jedoch bei unterschiedlichen Temperaturen. Möglicherweise sehen Sie zuerst Korund, gefolgt von Topas und Quarz, während die Lösung weiter abkühlt.

Während Druck keinen Einfluss auf Kandiszucker hat, ist für die Kristallisation von Mineralien die richtige Kombination aus Temperatur und Druck erforderlich.

Darüber hinaus sind für die Kristallisation zwei weitere Bedingungen erforderlich: Raum und Zeit. Im Wesentlichen müssen die richtige Kombination von Inhaltsstoffen, Druck und Hitze lange genug anhalten, damit Mineralien kristallisieren können. Außerdem benötigen sie Platz zum Wachsen.

Edelsteine kaufen

Diamond

Sapphire

Ruby

Spinel