Seltene Elemente im Einklag – woraus besteht ein Edelstein?

Entstehung des Diamanten, Rubins, Saphirs und Smaragdes

Edelsteine entstehen bei geologisch-geochemischen Vorgängen. Diese sind bei Diamanten, Smaragden und Rubinen/Saphiren unterschiedlich. Die sekundären Lagerstätten der Edelsteine entstehen nach der Bildung durch natürliche Transportprozesse nahe der Oberfläche. Aufgrund der besonderen Härte und der Widerstandsfähigkeit der Edelsteine können diese an wenigen Stellen in Kleiner Anzahl gefunden werden.

Diamant

Ein Diamant ist eine natürliche kubisch-kristalline Modifikation von Kohlenstoff. Der Kohlenstoff kommt relativ selten im Erdmantel vor. Er ist meist durch die Subduktion sowie Überschiebung in große Tiefen des Erdmantels gelangt. Hier kristallisiert Diamant unter großen Drücken und hohen Temperaturen in ultrabasischen Magmen. Dies geschieht wiederum nur, wenn weitere Elemente als Katalysator in direkter Nähe vorhanden sind, was die Seltenheit der Diamanten unterstreicht.

Die primären Vorkommen sind in Kimberlitschloten, wie in Südafrika, zu finden.
Diese primären Lagerstätten verwittern und in den Sedimenten bleibt der Diamant erhalten und lagert sich durch Oberflächenprozesse in sog. Seifen ab.

Rubin und Saphir

Rubine und Saphire sind eine Farbvarietät von Korund, einem Aluminiumoxid. Wenn in dem Mineral Korund Chrom enthalten ist, so ist eine rote Färbung (Rubin) zu beobachten. Ist Eisen und/oder Titan in unterschiedlichen Verhältnissen in dem Mineral enthalten, so tritt eine blaue, blaugrüne oder gelblichgrüne Färbung (Saphir) auf.

Diese Edelsteine können in magmatischen und metamorphen Gesteinen auftreten. Die Magmatite sind Al-reiche Gesteine, zu denen Syenite und Granite gehören. Metamorphite, in denen Rubine und Saphire auftreten, sind Marmor, Dolomit und kristalline Schiefer. Wenn die Edelsteine in dieser Form auftreten, so gehört dies zu den primären Vorkommen. Gerade bei Rubinen ist dies geologisch jedoch eine schwierige Definition, denn der Marmor und Dolomit sind vormals andere Aluminium-reiche Feldspäte und andere Minerale gewesen, welche verwittert sind.

Sekundäre Lagerstätten sind Sedimente, in denen die Edelsteine eingeschwemmt oder eingerückt wurden. Diese Vorkommen entstehen durch die Verwitterung der primären Lagerstätten, wobei die widerstandsfähigen Minerale erhalten bleiben.

Smaragd

Ein Smaragd ist eine Farbvarietät des Silikat-Minerals Beryll. Die grüne Färbung des Smaragdes ist auf einen geringen Gehalt an Chrom zurückzuführen. Selten sind auch Vanadium-gefärbte Smaragde zu beobachten, sind aber meist weniger farbintensiv als die Chrom-gefärbten.

Er bildet sich postmagmatisch-hydrothermal in Pegmatitgängen von sauren Intrusivgesteinen. Besonders feine Qualitäten wie jene aus Kolumbien sind mit Gängen in Pegmatiten assoziiert, durch die eine Silikatreiche Flüssigkeit floss und Chrom und Aluminium aus den Randbereichen entnahm. Zu finden ist der Smaragd auch in Granitgesteinen, die während pneumatolytischen Prozessen zersetzt wurden. Der häufigste Lagerstättentyp ist jedoch Glimmerschiefer (Brasilien z.B.), wo eine Kontaktmetamorphose von Fluiden mit der Schiefer reagierte und den Smaragd innerhalb der Schiefer bilden ließ.

Der Smaragd ist ein chemisch sehr beständiges Mineral und geht somit bei der Verwitterung der primären Lagerstätte in die Sedimente über und wird in Seifen abgelagert.

Was unterscheidet einen Edelstein von anderen (weicheren) Mineralen?

Edelsteine unterscheiden sich in einigen wenigen Eigenschaften von anderen. Zu diesen Eigenschaften gehört zum Beispiel der Härtegrad. Dieser Härtegrad wird über die Mohs´sche Härteskala gemessen, wobei der Wert 1 ein sehr weiches Mineral und der Wert 10 ein besonders hartes Mineral beschreibt. Edelsteine hatten lange Zeit definitionsgemäß generell eine Mohshärte von über 7, wobei Diamanten einen Härte von 10, Rubine und Saphire ein Härte von 9 und Smaragde eine Härte von 7,5 bis 8 besitzen. Heute wird die Härtedefinition nicht mehr als Ausschlusskriterium genommen, sondern die Attraktivität und Seltenheit. Dadurch können auch weiche, glänzende Minerale wie die Zinkblende zu den Edelsteinen gezählt werden.

Weiterhin sind Edelsteine sehr selten und sie besitzen eine besondere Schönheit, wobei sie einen außergewöhnlichen Glanz, eine besondere Reinheit und ein spezielle Farbe haben.

Aus welchen Elementen bestehen Edelsteine?

Edelsteine bestehen aus unterschiedlichen Elementen.

Diamanten sind zum Beispiel Element-Minerale. Sie bestehen nur aus dem Element Kohlenstoff sowie untergeordnet einigen Spurenelementen.

Rubine und Saphire gehören zur Mineralgruppe der Oxide. Genauer beschrieben sind diese Edelsteine Aluminumoxide und sie bestehen aus den Elementen Aluminium und Sauerstoff. Die unterschiedliche Farbe der Edelsteine geht auf die Elemente Cobalt, Eisen und Titan (Saphir) und Chrom (Rubin) in kleinsten Mengen darin zurück.

Smaragde sind der Mineralgruppe der Silikate zuzuordnen und sie sind eine Varietät des Minerals Beryll. Dieses besteht aus den Elementen Aluminium, Beryllium, Silizium und Sauerstoff. Die Farbe des Smaragdes ist auf eine Beimischung von Chrom und oder Vanadium zurückzuführen.

Basiselemente und ihre Härtegrade

Für die Mineralbestimmung war historisch die Härte ein wichtiges Kriterium. Heute wird zur geologischen Bestimmung vermehrt moderne Technologie wie die Röntgenbeugung eingesetzt. Bei Edelsteinen sind die Mohshärte und Spaltbarkeit jedoch immer noch von großer Bedeutung. Denn diese bestimmen die Schleifbarkeit des Rohmaterials sehr. Die Mohshärte beschreibt den Widerstand, den der Edelstein beim Ritzen mit einem scharfkantigen Gegenstand entgegenbringt.

Warum sind Edelsteine so selten?

Edelsteine sind sehr selten, da sie über Jahrhunderte, gar Jahrmillionen unter geologisch seltenen Bedingungen entstehen. Für die Entstehung müssen bestimmte Elemente vorhanden sein, die sich unter ganz bestimmten Druck- und Temperatur-Bedingungen vergesellschaften und zu dem begehrten Stein werden.

In der synthetischen Form sind nur einige Edelsteine heutzutage aufzufinden, werden vermehrt in günstigen Schmuck verarbeitet und sind nicht vergleichbar an Wert und Seltenheit.

Wo findet man welche Edelsteine und warum?

Edelsteine können nicht überall auf der Welt entstehen und können auch nicht überall gefunden werden, da auf der Erde ständig geologisch-geochemische Vorgänge stattfinden. Die Minerale der Edelsteine treten meist in Lagerstätten auf, wo sie nie als einzelner Stein auftreten, sondern in einer größeren Anzahl. Von diesen Mineralien ist jedoch oft nur ein Bruchteil für das Schleifen und Facettieren geeignet.

Die Lagerstätten können in Primär und Sekundär unterschieden werden. Dabei sind primäre Lagerstätten jene Orte, an denen der Edelstein tatsächlich entstanden ist. Sekundäre Lagerstätten sind dagegen Orte, zu denen die Edelsteine „gebracht“ wurden, durch z.B. Wasser in Flüssen, welches die Edelsteine in einem “Becken” sammelt.

Die aufgeführten Vorkommen der Edelsteine sind meist Seifen. Hier ist die primäre Lagerstätte verwittert und die Edelsteine sind durch ihre Widerstandsfähigkeit in den Sedimenten erhalten geblieben und haben sich in Seifen angereichert.

Diamanten werden heutzutage in Diamantseifen, die sich vorwiegend in Angola, Ghana und Namibia befinden, abgebaut. Den Großteil der Produktion machen jedoch Primärlagerstätten in Russland und Kanada aus, sowie sekundäre Vorkommen in Australien und Südafrika. In Europa befinden sich keine abbauwürdigen Vorkommen von Diamant.

Saphire werden in Seifen in Australien und Südostasien (Kambodscha, Burma und Sri Lanka) abgebaut. Ebenso spielt Madagaskar eine große Rolle. Rubine werden in Mosambik, Tansania, Kambodscha und Kenia abgebaut, untergeordnet auch in Thailand und Burma.
Smaragd-Lagerstätten Lagerstätten in Kolumbien, Brasilien, Russland (Takowaja-Tal bei Sverdlovsk im Ural), Indien und Afghanistan. Auch Sambia und Pakistan sind Lieferländer.

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