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Gastralrippen

Bei Sauriern typisch vorkommende kleine Rippen über dem Brustkorb.
Der Urvogel Archaeopterix besitzt noch Gastralrippen, bei den modernen Vögeln fehlen diese bereits.

Gebirgsfaltung

Unter einer Faltung versteht man in der Geologie sowohl den Prozess der Faltenbildung selbst, als auch die dadurch entstandenen, gefalteten Gesteinsformen.

Bei einer Faltung werden Gesteins-Schichten durch Druck von außen zumeist wellenförmig verformt. Nach dem mechanischen Verhalten der Gesteinsschichten bei der Verfaltung unterscheidet man:

* kompetente Gesteine; meist dickbankige, harte Gesteinsschichten, die einer Verformung massiven Widerstand entgegensetzen und deshalb ihre Mächtigkeit auch bei hohem seitlichem Druck nur minimal ändern, beispielsweise Kalkstein
* inkompetente Gesteine; plastische, leicht verformbare Ton-, Mergel- oder Salzschichten

Wird ein Sedimentgestein mit abwechslungsweise kompetenten und inkompetenten Schichten verformt, so „fließt“ ein Teil der inkompetenten Matrix in die Faltenscharniere.

Bei relativ homogenem Untergrund bilden sich Biegefalten, bei stark in der Festigkeit variierenden Schichten entstehen Scherfalten oder bei kleinskaligen Bewegungen in sehr mobilem Gestein wie etwa Magmaschmelzen Fließfalten. Der höchste Punkt einer Falte wird als Sattel bezeichnet, der tiefste Punkt als Mulde, dazwischen befinden sich die Faltenschenkel. Eine im Wesentlichen nach oben verbogene Falte wird auch als Antiklinale bezeichnet, ihr Gegenstück nach unten als Synklinale.

Gips

Gips und Anhydrit
Marienglas, Fraueneis, Selenit, Fasergips, Alabaster, Gipsspat, Gipsstein, Gipsgestein, Wüstenrose, Sandrose,
Gipsasbest

Chemische Formel: Ca(SO)4 . H2O
Mohshärte: 1,5 – 2
Spez. Gewicht: 2,2 – 2,4
Kristallsystem: monoklin-prismatisch
Strich: weiß bis leicht getönt
Bruch: muschelig,
sonstige Eigenschaften: unelastisch, biegsam
Spaltbarkeit: vollkommen

Besitzt man ein interessiertes Auge gegenüber Gesteinen, so kann man in gipshaltigen Böden oder Gesteinen manchmal ein starkes Glitzern feststellen. Bei näherer Betrachtung entpuppen sich diese Glitzersteinchen als kleinere bis große, oft sehr ansehnliche Kristalle. Es handelt sich dabei um Gipskristalle. Das Mineral Gips tritt als Gestein sowie als Mineral auf. Gips nimmt in dieser Hinsicht eine Sonderstellung ein: Fast alle Gesteine setzen sich nach Definition aus verschiedenen Mineralien zusammen. Als Gestein spielt Gips deshalb eine besondere Rolle, da es aus nur einem einzigen Mineral besteht. Es wird in der Fachsprache neben Steinsalz (Halit), Anhydrit und anderen Salzgesteinen als monokristallines Gestein bezeichnet. Das Mineral sowie das Gestein besteht im wesentlichen aus Calziumsulfat mit eingelagertem Wasser. In der chemischen Formel des Gips wird dies deshalb als H2O, also Wasser angegeben. Dies ist natürlich nicht so zu verstehen, als wäre das Wasser in seiner flüssigen Eigenschaft in dem Mineral eingeschlossen. Das Wassers ist kristallin, also chemisch gebunden in das Kristallgitter eingebaut.
Alabaster ist eine besonders dichte und feinkörnige Varietät des Gipsgesteins. In Italien (Toskana) wird der oft reizvoll marmorierte Stein zu Gebrauchsgegenständen sowie im Kunstgewerbe als Material für die Bildhauerei verwendet. Wegen seiner geringen Härte ist der Stein leicht zu bearbeiten. In der Mohsschen Härteskala steht Gips nach Talk mit der Härte 2 an zweiter Stelle und gehört zu den weichsten vorkommenden Mineralien. Er kann mit dem Fingernagel geritzt werden. Dies ist wohl auch das wichtigste Indiz zur Erkennung des Minerals.
Neben einer erdgeschichtlichen hat Gips heute auch eine große industrielle Bedeutung.

Entstehung von Gips in der Erdgeschichte

Vor 290 Millionen Jahren entwickelt sich das feucht warme Klima des Karbon allmählich zu einer den Globus umfassendenen Trockenperiode hin. Im Perm werden riesige Flächen der Erde zu lebloser Wüste. Dieser einschneidende Klimawechsel führt zu einem umfangreichen Artensterben in der Tier-und Pflanzenwelt. Zahlreiche Organismen an Land und in den Meeren verschwinden für immer von dieser Welt. Mit dieser Katastrophe endet die 340 Millionen Jahre andauernde Ära des Erdaltertums oder Paläozoikums und leitet das Mesozooikum oder Erdmittelalter ein..
Durch den Rückzug der Ozeane trocknen mehr oder weniger abgeschnürte Meeresbuchten und Meereslagunenbereiche allmählich aus. Durch die hiermit verbundene Übersättigung des Meerwassers fallen bis dahin im Meerwasser gelöste Salze, unter anderem Gips aus, sinken auf den Meeresgrund und bilden im Laufe der Zeit durch Verfestigung mächtige Gesteinsschichten. Die wichtigsten Salzlagerstätten entstehen in diesem Zeitraum größter Trockenheit und Dürre in Europa, Nordamerika und Asien. Permische Salzgesteinen des Rotliegenden und des Zechsteins sind heute fast weltweit verbreitet. In der Trias setzt sich dieser Trend fort, und gipfelt mit der Entstehung des Gipskeuper vor ca. 220 Mio. Jahren. Aus 1000 Metern Wassersäule werden etwa 15m Salzsäule ausgeschieden. Dies macht deutlich, daß zur Entstehung von mehreren 100m bis zu über 1000m mächtigen Gipsschichten, wie sie in England und Irland vorkommenden, eine ständige Wasser-, und damit Salzzufuhr aus dem offenen Meer nötig ist. Meeresbuchten, die durch Austrocknen derartig mächtige Salzschichten hinterließen, mußten also noch für lange Zeiträume mit dem offenen Meer in Verbindung gestanden haben, bevor sie endgültig nach einem Übergangsstadium als Binnenmeer in einer Salzwüste enden. Gips setzt sich an zweiter Stelle nach Kalkgestein, vor Steinsalz und Anhydrit nach der Löslichkeit der Salze am Meeresgrund ab. Obenauf liegen die zuletzt ausgefällten, sogenannten Abraum- oder auch Edelsalze. Diese, vorwiegend Kaliumsalze, werden heute in Form von Kainit, Karnallit, Kieserit, Polyhalit, Sylvin u.a. im wesentlichen zur Herstellung von Dünger abgebaut.
Die Reihenfolge dieser Ausfällung entspricht dem Idealfall, der ohne weitere „störende“ Einflüsse die Vorgänge der Salzlagerstättenbildung nach chemischen Gesetzmäßigkeiten logisch zu erklären vermag. In der Natur ist dieser Idealfall nicht immer anzutreffen. Vor allem alleinige Vorkommen von Kaliumsalzen stellen die Wissenschaft vor ein Rätsel. Da sie ja mit der besten Löslichkeit als letztes ausgefällt werden, muß man nach dem Verbleib der restlichen Bestandteile des Meerwassers fragen. Die Antwort der Wissenschaft darauf erschöpft sich oft in komplizierten Theorien.
Gips gehört zur Gruppe der Evaporite oder Eindampfungsgesteine und als Ablagerung zu den Sedimentiten oder Sedimentgesteinen.
Im Zeitraum des Perm und Trias entstehen die großflächigsten und mächtigsten Gipsablagerungen der Erdgeschichte. Der lebensfeindlichen Trockenheit also verdanken wir riesige Gipslagerstätten der Erde aber auch große Flächen relativ unfruchtbaren Landes, da Gipsgestein sehr stark zur Austrocknung neigt. Heute findet man großflächig aufgeschlossene Gipsgesteinssedimente nur dort, wo trockenheiße Klimate herschen und das weiche und auch leichte Gestein nicht der Wassererosion durch Verschwemmung und Lösung zum Opfer fällt. Der Begriff Gips verbindet sich somit fast ausschließlich mit Trockenheit. (Außer dass er Wasser im Kristall enthält.)
Ein dem Gips verwandtes und in chemischer Zusammensetzung und Aussehen fast identisches Mineral ist der oben erwähnte Anhydrit. Im Gegensatz zu Gips besteht Anhydrit aus reinem Calziumsulfat, ohne gebundenes Kristallwasser. Daher ist er auch etwas härter (3 – 3,5).
Gips entsteht sekundär durch Aufnahme von Wasser auch aus Anhydrit. Umgekehrt kann Anhydrit auch aus Gips entstehen. Durch das Gewicht der sich im Lauf der Zeit auf einer Gipslage ablagernden Sedimentschichten und den dadurch entstehenden Druck wird das Kristallwasser förmlich aus dem Gips herausgedrückt und es entsteht Anhydrit.
Abgesehen von der Entstehung von Gips durch chemische Ausfällung in den Ozeanen entsteht Gips auch bei der
Verwitterung von sulfathaltigen Sedimentgesteinen. Zu guter letzt auch durch Vulkanismus. Bei der Reaktion schwefeldioxid (SO2)-haltiger Gase mit heißer Calzium-haltiger Lava entsteht Gips. Allerdings in weit geringerem Umfang.

Kristallformen

Gips ist sehr vielgestaltig und tritt in verschiedenen Erscheinungsformen auf. Die Kristallformen des monoklinen Kristallsystems des Gips können prismatisch-tafelig, säulenförmig, und wie bei Fasergips, faserig-nadelig sein. Letzterer wird auch Gipsasbest genannt und besteht aus feinsten biegsamen Nädelchen. Auch innerhalb der genannten Kristallformen variiert das Erscheinungsbild des Gips sehr stark und führt immer wieder zu Überraschungen, wenn sich skurrile Kristallformen auf Mineralienbörsen bei Nachfrage als Gips herausstellen .
Häufig sind Zwillingsbildungen. Bei der bekannten Sand- oder Wüstenrose verwachsen tafelige Kristalle durch Bildung von Durchdringungszwillingen zu rosettenartigen, schönen Gebilden. Die schönsten
Wüstenrosen stammen aus Marokko. Bei der Ausbildung von Berührungszwillingen entstehen sogenannte Schwalbenschwanzzwillinge, da sie schwalbenschwanzförmige Enden besitzen.

Namen und Überlieferung

Der Name entstammt dem griechischen Wort für Gips gypsos.
Gipsabdrücke wurden von den Griechen und Römern schon 500 vor Chr. angefertigt.
Die Bezeichnung der dichten Gipsvariante Alabaster geht auf einen 300 Jahre vor Chr. nahe der ägyptischen Stadt Alabastron gelegenen Fundort zurück. In Zeiten, in denen es noch kein Fensterglas gab, wurden durchsichtige, tafelige Gips- und Anhydritplatten als Schutzscheibe vor Marienbildern verwendet, daher der Name Marienglas oder Fraueneis. Die schönsten Kristalle dieser Art stammen aus Italien (Toskana), Spanien (Cartagena) und Mexiko.
Das Element Selen tritt in kleinen Mengen als „Verunreinigung“ in Gips und anderen Sulfiden auf. Als reines
Element kristallisiert Selen in weichen Fasern aus und ähnelt somit dem Fasergips. Von welcher dieser Eigenschaften sich der Name Selenit für Gips ableitet ist nicht ganz klar. Ebenso von der möglichen faserigen Struktur des Gips kommt der Begriff Gipsasbest. Das aus Silikatnadeln (SiO2) bestehende, aus der Verwittwerung von Serpentin hervorgehende Mineral Asbest ähnelt äußerlich sehr dem Fasergips.

Esoterik

In der Esoterik wird gut entwickelten Gipskristallen wie Sandrosen, tafeligen Marienglaskristallen und Ähnlichen eine heilende, wohltuende und vorbeugende Wirkung besonders auf Geschlechtsorgane Eierstöcke und Hoden zugeschrieben. Große Kristalle in der Umgebung aufgestellt sollen vor Krebsleiden dieser Organe schützen. Bei Schwangerschaft soll Gips Übelkeit und Breichreiz lindern, Wasseransammlungen im Gewebe verhindern und starken hormonellen Schwankungen Einhalt gebieten. Als Tee (Lösung) genossen schütze Gips vor Mineralmangel und liefere durch seinen Calziumreichtum wichtige Bestandteile für den Knochenaufbau des Kindes im Mutterleib und auch nach der Geburt. Auch Fettsucht soll durch Gips heilbar sein.
Klare Kristalle sollen anregend und klärend auf die Psyche wirken und damit positiv auf die Vitalität und Kreativität einwirken.
Beim Bau des Engelberger Tunnels bei Stuttgart in den letzen Jahren kamen Alabasterlinsen ans Tageslicht. Genauere Untersuchungen haben ergeben, daß diese Linsen die seltenen Elemente Ytterbium und Radium enthalten.

Industrielle Bedeutung

Bei 120°C gibt Gips etwa die Hälfte seines Wassergehaltes ab und es entsteht daraus gebrannter Gips.
Gibt man wieder Wasser hinzu, quillt er unter Bildung feiner verfilzter Kriställchen auf und verfestigt sich. Man spricht vom Löschen des Gipses. Diese Eigenschaft macht Gips heute unentbehrlich als Baumaterial im Innenausbau, z.B. für Stuck, Estrich, Putz, Kitt, Bindemittel und Leichtbauplatten. Außerdem findet er Verwendung in der Medizin, Technik, beim Modellbau und in der Kunst. Aus Anhydrit wird großtechnisch Schwefelsäure und Dünger (Ammoniumsulfat) hergestellt.

Vorkommen

weltweit; Europa, Australien, GUS-Staaten, Kasachstan, Ukraine/Kaspissenke, Marokko, Tunesien, Mexico, Nordamerika (Texas), Chile
Wichtigste Vorkommen in Europa: England, Irland, Österreich (Kärnten, Salzburg), Toskana/Italien (Alabaster),
Frankreich, Wallis/Schweiz, Cartagena/Spanien
Die wichtigsten Lagerstätten in Deutschland: Staßfurt /Harz, Ostrode /Harz, Raum Nordhausen / Harz, Raum Pößneck und Erfurt/Thüringer Becken, Celle/Niedersachsen, Oberpfalz/Bayern, Berchtesgaden/Bayern

Wissenswertes
Grazile, säulenförmige Gipskristalle findet man in Salzbergwerken, wo sie mitunter auf alten, feuchten und salzdurchtränkten Holzbalken wachsen, die als Stützmaterial des Stollens den Abbau von Salz mancherorts bereits vor mehreren tausend Jahren belegen.
Anhydritschichten sind beim Stollen und Tunnelbau gefährlich,
da sie durch Quellen bei der Wasseraufnahme ihr Volumen vergrößern und so die Stollen eindrücken können.
Tip: Das Knauff-Museum in Iphofen/fränkisches Weinland zeigt aus Gips nachgebildetet Kunstwerke der Weltkulturen aus 5 Jahrtausenden.

Glas

Die amorphe Silikatstruktur
In der amorphen (griech. „ gestaltlos“) Struktur sind SiO4-Pyramiden regellos ohne jede Symmetrie an den Ecken miteinander verbunden. Fremdatome sind ebenso regellos integriert. Durch die vielfach auftretenden „verbogenen“ Bindungen treten Spannungen zwischen den Tetraedern auf. Um diese auszugleichen fließen die Atome im Laufe von Jahrtausenden zur ausgeglichenen Kristallstruktur zusammen. Deshalb bilden sich auf dem amorphen vulkanischen Gesteinsglas Obsidian weiße Flockenstrukturen. Es handelt sich dabei um auskristallisierte Stellen. Man spricht dann vom SchneeflockenObsidian. Insofern ist Glas auch in ungeschmolzenen Zustand eine Flüssigkeit, wenn diese auch sehr zäh ist.
Warum sind Flaschen grün oder braun?

Weisses Fensterglas wird aus amorphen Quarzsand (SiO2), Soda (Na2Co3) und Kalk (CaCo3) hergestellt
Die Zutaten werden im Hochofen geschmolzen. Unter Abspaltung von Kohlendioxid (CO2) entsteht CaO. Dieses verschmilzt mit den restlichen Zutaten zu einem amorphen Natrium-Kalzium-Silikat. Reines Siliziumdioxid ist sehr hart, daher aber auch spröde. Die Zugabe von Kalk und Soda erhöht die Stabilität des Glases dadurch, dass es etwas weicher und elastischer wird. Außerdem läßt sich mit Hilfe von Soda (Natriumcarbonat) als Flußmittel der extrem hohe Schmelzpunkt von 1700°C des reinen Siliziumdioxids um 1100°C auf nur 600°C senken, was eine erhebliche Energieersparnis bei der Herstellung von Glas bedeutet. Durch die Variation von Metalloxiden können die Eigenschaften von Glas beinflußt werden. Auch die Farbgebung wird auf diese Weise reguliert.
Für grünes Glas verwendet man Eisenoxid, Chromoxid oder Uranoxid.
Blaue Färbung kommt durch Kobaltoxid und Kupferoxid zustande.
Violett erreichtman durch Zugabe von Nickeloxid und Manganoxid.
Braun geht auf Eisen-, Nickel-, Mangan,-und Kobaltoxid zurück und eine Überfärbung mit Mangan-, Nickel-oder Eisenoxid führt zu schwarzem Glas.

Warum ist Glas oder ein reiner gut auskristallisierter Bergkristall durchsichtig ?

Die Durchlässigkeit von Licht ist wohl die wichtigste Eigenschaft von Glas. Licht kann in Glas, sowie in Bergkristall eindringen, weil im Inneren keine Grenzflächen vorhanden sind an denen das Licht reflektiert wird. Licht kann als Energieteilchen oder sogenanntes Photon interpretiert werden. Es wird absorbiert, wenn es auf Teilchen trifft, auf die es seine Energie überträgt. Diese Teilchen fangen dann an zu schwingen. In einem Metall sind sehr viele Elektronen, die sich sehr frei bewegen können. Der elektronenerfüllte Raum in einem Metall wird deshalb auch als Elektronengas bezeichnet. Ein Lichtteilchen das in Metall eindringt kollidiert mit den freien Elektronen und überträgt dabei seine ganze Energie auf die Elektronen. Da diese Elektronen frei beweglich sind lassen sie sich sehr leicht zur Schwingung anregen. Das Photon gibt seine gesamte Energie an dieses oder mehrere Elektronen ab und wird dabei absorbiert. Die Schwingungsenergie äußert sich als Wärme. Das Metall erscheint als schwarz. In einem Bergkristall sind sehr viel weniger Elektronen vorhanden und sind außerdem im Kristallverband des Siliziumdioxids nicht frei beweglich. Sie sind in feste Atombindungen integriert. Die Wahrscheinlichkeit eines Photons mit einem Elektron zusammenzustoßen ist in Bergkristall oder im Glas sehr viel geringer. Bei einem Zusammenstoß wird zudem nur sehr wenig Energie auf Elektronen übertragen. Ein Lichtstrahl findet als sehr leicht seinen Weg durch Glas oder Bergkristall. Gefärbtes Glas enthält Metalle wie Mangan, Eisen oder Kobalt. Die Elektronen absorbieren zumindest einen teil der Lichtenergie. Der Rest ist als bestimmte Farbe sichtbar. Die Lichtdurchlässigkeit von Stoffen nennt man auch Transparenz.

Gold

Warum ist Gold auf der Erde so selten ?

Nicht nur aufgrund seiner robusten Eigenschaften, sondern auch wegen seiner Seltenheit ist Gold ein vielgesuchtes, teuer bezahltes Metall. Auf welche Art und Weise Gold und die anderen Elemente unseres Universums hervorgingen, ist auch in wissenschaftskreisen nicht eindeutig geklärt. Als Erklärung für den Ursprung von Dingen und Phänomenen, deren Entstehungsweise nicht direkt beobachtbar ist, wird natürlich immer diejenige Möglichkeit in Betracht gezogen, die auf künstliche Weise nachvollzogen werden kann und damit nachweislich stattgefunden haben könnte. Dabei ist zu bedenken, dass die Natur über ein weit größeres Spektrum an Möglichkeiten verfügt als diejenigen, die uns bekannt sind. Entsprechend gibt es auch für die Entstehung von Gold verschiedene Theorien, die in ihren wesentlichen Punkten nachvollziehbar sind.

Die Supernova-Theorie
Die Elemente Wasserstoff und Lithium entstanden vor 12 – 15 Milliarden Jahren allein durch die Energie des Urknalls und wurden als kosmischer Staub im Raum verteilt. Es wird angenommen, dass alle weiteren Elemente durch Kernfusion in einer sehr frühen Sonne entstanden sind, die sich durch Anziehungskräfte zwischen den Teilchen aus dem kosmischen Staub verdichteten. Je mehr Masse sich auf diese Weise konzentriert, desto größer werden Druck und Temperatur im Innern des Himmelskörpers. Ist die Temperatur hoch genug, „verbrennt“ dort auch Helium, das zuvor durch die Verschmelzung zweier Wasserstoffisotope, nämlich Deuterium und Tritium hervorging. Dabei entstehen alle leichteren Elemente bis Eisen. Ist der Vorrat an Helium zu Neige , kollabiert der Stern in einer Supernova, einer gewaltigen Explosion. Die Bausteine der Elemente, Wasserstoff und Lithium, sind im Augenblick der Explosion in einem sehr angeregt-energetischen Zustand. Viele der gebildeten Elemente zerfallen kurz nach ihrer Entstehung wieder. Mit größerer Wahrscheinlichkeit bleiben jene Elemente erhalten, die am meisten Energie benötigen, damit die Teilchen, aus denen sie zusammengesetzt sind, auch zusammenhalten. Zur Bildung beispielsweise von Eisen aus diesen „Elementarteilchen“ ist weit mehr Energie aufzuwenden als zur Bildung von Gold. Eisen ist deshalb das wesentlich häufigere Element auf der Erde.

Die Neutronenstern – Theorie
Ob die bei einer Supernova freiwerdende Energie zur Entstehung solch schwerer Elemente wie Gold ausreicht, vor allem ob die Wucht der Explosion groß genug ist, das Gold weit im Weltraum zu verteilen, wie dies scheinbar der Fall ist, ist umstritten. Englische Wissenschaftler der Universität Leicester halten deshalb die Entstehung des Goldes durch die Kollision von zwei Neutronensternen für möglich. In einem Neutronenstern ist mehr Masse als die der Sonne auf ein Objekt von etwa 30km Durchmesser verdichtet. Die Dichte eines Neutronenstern ist vergleichbar mit der, wie sie in Atomkernen herrscht. Bei der Kollision zweier Neutronensterne kann bei einer Temperatur von 1Milliarde °C viel Gold entstehen und durch die Wucht der Explosion weit im Weltall verteilt werden. Eine solcher Zusammenstoß ist allerdings nicht sehr wahrscheinlich, da Neutronensterne selten sind und im Weltall weit voneinander Entfernt stehen.

Das Gold steckt tief in der Erdkruste

Der andere Grund für die Seltenheit von Gold ist die Tatsache, dass sich die Elemente, nach der Entstehung der noch flüssigen Urerde vor 4,6 Milliarden Jahren, ihrem Gewicht nach in der Erde sortierten. Schwere Elemente wie Eisen, Nickel und schließlich Gold sanken zum Erdinnern hin, während leichte Elemente wie Silizium auf der Oberfläche schwammen und dort erhärteten. Das meiste Gold steckt deshalb in magmatischen Gesteinen tief in der Erdkruste. Erst durch tektonische Hebungs-und Faltungsvorgängegelangen diese Gesteine an die Erdoberfläche, wo durch deren Verwitterung das Gold frei wird. Eigentlich ist es verwunderlich genug , dass sich in der Erdkruste überhaupt Gold befindet. Wissenschaftler glauben deshalb, dass Gold erst nach der Entstehung der Erde durch das Bombardement von Meteoriten während der Erdfrühzeit auf die Erde gelangte.

Granat

Granat-Gruppe
Amandin, Pyrop, Grossular, Spessartin, Andradit, Uwarowit, Pyraspit
Chemische Formel: X3Y2 (SiO4)3
X = Mg, Mn, Fe,Ca
Y = Al, Fe, Cr
Ferner vereinzelt Ti, Va
Mohshärte: 6,5 – 7,5
Spez. Gewicht: 3,4 – 4,6
Kristallsystem: kubisch
Strich: weiß
Bruch: muschelig, splittrig, rauh
Spaltbarkeit: unvollkommen
Sonstige Eigenschaften: Harzartiger bis glasiger Fettglanz

Varietäten des Granat:

Almandin Fe3Al2(SiO4)3, rot-braun, spez. Gewicht: 4,32
Pyrop Mg3Al2(SiO4)3, blutrot , spez. Gewicht: 3,58
Grossular Ca3Al2(SiO4)3, grünlich, rotgelb, spez. Gewicht: 3,59
Spessartin Mn3Al2(SiO4)3, schwarz, rot, orange, spez. Gewicht: 4,19
Andradit Ca3Fe2(SiO4)3, farblos, braun, grün, schwarz, spez. Gewicht: 3,86
Uwarowit Ca3Cr2(SiO4)3, grün, spez. Gewicht: 3,8
Pyralspit MgMnFeAl2(SiO4)3

Diese vielfältige Gruppe von Mineralien stammt aus den Tiefen der Erdkruste. Faszinierend wirkt ist das Spiel mit der Symmetrie ihrer Kristallformen, die den Früchten des Granatapfels gleichen. Vor Jahrhunderten schon verkörperten sie die Macht der Könige und stellen auch heute noch trotz ihrer Häufigkeit sehr begehrte Edelsteine dar.

Im Altertum wurde Granat als Edelstein verwendet. Im Mittelalter wurden rote Granate zusammen mit anderen roten Edelsteinen wie Rubin als röm. Carbunculus oder Karfunkel bezeichnet. Wegen seiner, gegenüber dem Rubin geringeren Härte und der damals eingeschränkten Möglichkeitenm, harte Steine zu schleifen, war der Granat als Schmuckstein sehr beliebt. Die Granatbrosche unserer Großmutter stammte fast ausschließlich aus der traditionellen Granatschmuckfabrikation in Böhmen, wo früher die Hauptvorkommen vor allem von Pyrop und Almandin waren. Auch heute noch werden dort Granate gefunden und verarbeitet.
Der Begriff Granat umfasst nicht nur ein Mineral, sondern eine ganze Gruppe unter ähnlichen Bedingungen entstandener und ähnlich zusammengesetzter Minerale mit einem breiten Spektrum an Farben in allen Nuancen, je nach Anteil färbender Bestandteile. Die einzige Farbe, die bei Granaten nicht, vorkommt ist blau. Alle diese Granat -Varianten verbindet eine ähnliche Entstehungsweise, eine sehr ähnliche chemische Zusammensetzung, gleiches Kristallsystem und dadurch verwandte Kristallformen. Man unterscheidet zunächst die Aluminium-Granate Almandin, Pyrop, Spessartin und Grossular, den Kalkeisengranat Andradit und den Chromgranat Uwarovit. Sehr häufig sind Mischformen der Granate oder besser : eher selten sind Granate, die ihrer definierten chemischen Zusammensetzung entsprechen. Pyrop zum Beispiel ist in der Natur so gut wie nie in reiner Form vorhanden. Er steht dem Almandin in seiner chemischen Zusammensetzung stets sehr nahe. Entsprechen sind Pyrope von Almandine meist nur sehr schwer zu unterscheiden. Eine Mischform zwischen Almandin und Pyrop ist der hellrote Rhodolith.
Namen
Der Name Granat ist aus den lateinischen Wort Granum für „Korn“ abgeleitet und wurde erst ab dem 18. Jahrhundert gebraucht. Im Muttergestein kommen kleine Granate sehr gehäuft in Form kleiner dunkler Körnchen vor. Auf Glimmerschieferplatten, die oft als Bodenplatten in öffentlichen Gebäuden verwendet werden ist dies gut zu beobachten. Aber auch kompakte, dichte Granat-Aggregate sind in ihrem Aussehen sehr körnig. deshalb wohl der Name „Korn“. Karfunkel geht auf das römische „carbunculus“ für Kohle oder besser Köhlchen zurück, wegen seines glutroten Feuers.

Der Almandin ist nach der Stadt Alabanda in Anatolien/Türkei benannt. Weitere Bezeichnungen für diesen Granat sind Eisentongranat oder Syrischer Granat.

Der Pyrop ist von feuerigem Aussehen, wenn man dem griechischen Wortstamm „pytopos“ glauben darf. Weitere Namen: Magnesiatongranat, Böhmischer Granat, Kaprubin, Adelaide-Rubin, Arizona-Rubin

Der Grossular ist wegen seiner hellgrünen Farbe nach einer Stachelbeere benannt, genauer genommen nach der drüsenborstigen Stachelbeere „ Ribes uva crispa ssp. grossularia“.

Das bayrische Mittelgebirge Spessart gibt als Fundort dem Spessartin seinen Namen. Weitere Bezeichnungen sind Kalktongranat, Tsavorit, Kalifornischer Rubin, Granat-Jade, Montana-Rubin, Transvaal-Jade Mangantongranat, Hollandin.

Der Andradit, auch Kalkeisengranat, Sibirischer Chrysolith, Ural-Smaragd, Regenbogen-Granat geht auf den brasilianischen Mineralogen J.B. d’Andrada zurück.

Graf S.S. Uwarow, ein russ. Staatsmann und ehemaliger Präsident der Leningrader Akademie der Wissenschaften ist für den Namen des Uwarowit verantwortlich. Wegen seines Chromgehaltes heißt dieser Granat auch Chromgranat.

Wie man sieht ist die Namensgebung der Granate ist sehr kompliziert und vielfältig. Neben den Varietäten des Granats, werden auch eine ganze Reihe von Farbabstufungen der jeweiligen Varietäten unterschieden. Eine rotgelbe Varietät des Grossulars beispielsweise wird als Hessonit oder Kaneelstein bezeichnet, eine grüne chrom- und Vanadium-haltige Abart als Tsavorit nach dem Fundort Tsavo in Kenia bezeichnet Abarten des Andradit sind der grüne Demantoid, der grünlichgelbe Topazolith und der schwarze Ttitan-haltige Melanit.

Entstehung der wichtigsten Granate

Die meisten Granate sind vulkanischen Ursprungs. Sie entstehen auch aus Sedimenten, häufiger aber auch durch ständiges Ablagern von Gesteinsschichen darüber allmählich in tiefere und heißere Erdschichten gelangten. Durch das Zusammenspiel von Druck und Temperatureinflüssen werden diese Gesteine teils sogar aufgeschmolzen. Dabei verändert sich ihre Kristallstruktur. Dieser Vorgang heißt Metamorphose, aus dem griech. „metamorphosis“ für Veränderung. Druck und Tempereraturveränderungen haben verschiedene Ursachen. Zum einen ist Druck der obenauf liegenden Sedimentschichten nicht zu vernachlässigen, reicht jedoch oft nicht aus um grossflächige, sogenannte Regionalmetamorphosen herbeizuführen. Die Gründe dafür werden in „Ausbeulungen“ des flüssigen Erdmantel in etwa 80 -100 km Tiefe gesucht. Demgegenüber ist die Lokale Metamorphose wie der Name schon sagt räumlich eingeschränkt. Dabei kommen Sedimentgesteine mit glühend heißem Magma in Berührung, das unterirdisch durch Risse und Spalten unter hohem Druck in die Erdkruste vordringt. Die Erhitzung führt zur Metamorphose des angrenzenden Gesteins, deshalb nennt man diese Art von Metamorphose auch Kontaktmetamorphose. Bei der Kontaktmetamorphose spielt der Einfluss der Temperatur eine größere Rolle als die des Druckes.

Idioblasten setzen sich durch

Bei der Metamorphose verlieren die Minerale im Gestein ihre ursprüngliche Kristallform, die neu entstehenden Kristalle passen nicht mehr in den Zusammenhang des neu entstandenen mineralischen Kristallgefüges und es entstehen vorwiegend deformierte Kristalle. Anders bei Granat. Er setzt seine Kristallform gegenüber anderen Mineralen durch. Solch vereinzelte Kristallbildungen in einem feinschiefrigen metamorphen Kristallgefüge nennt man Idioblasten. Sie entstehen dabei vorwiegend aus den Kristallbestandteilen von Glimmern wie Biotit, Muskovit und Chlorit aber auch aus Feldspäten, Staurolith und Quarz, und anderen Mineralen.

Granatbildung in Metamorphiten magmatischer Herkunft

Eine ganze Reihe magmatischer Gesteine wie Granit und Basalt liefern unter dem Einfluß von Kontakt- und Regionalmetamorphose bei mittleren bis starken Temperatur und Druckverhältnissen Gneise und Glimmer. Granate, vor allen Pyrop, Almandin und Grossular sind darin sehr häufige Nebengemengteile. In Glimmerschiefern können sie in großen Mengen auftreten und sogar als Hauptgemengteile gesteinsbildende Funktion übernehmen.Daneben sind oft Idioblasten von Staurolith, Disthen und Turmalin zugegen. Als gesteinsbildende Granate sind die Pyralspite von Bedeutung, Mischformen von Almandin, Pyrop und Spessartin.
In Grünschiefern anzutreffen, die bei geringeren Druck und Temperaturverhältnissen aus basischen Magmatiten hervorgehen sind oftmals Almandine vorhanden.

Granatbildung aus sedimentärem Ausgangsgestein

In selteneren Fällen kristallisieren Granate auch in Sedimentgesteinen wie Tonschiefern, und Kieselsäure- haltigen Karbonatgesteinen z.B. Mergeln aus, wie der Almandin und der Grossular. Dies bevorzugt bei der Kontaktmetamorphose, da hierbei sedimentäre Gesteine unter hohen Druck und Temperatur geraten. Die Sedimentgesteine werden dabei natürlich in Metamorphite umgewandelt. Die Almandinbildung setzt bei 500°C und einem Druck von 4 Kilobar ein, also etwa beim 4000-fachen Athmosphärendruck. Mangan-haltiger Radiolarit (Silikatgestein das sich aus den fossilen Gehäusen einzelliger Strahlentierchen (Radiolarien) zusammensetzt) kann dabei auch das nötige Mangan für die Bildung von Spessartin liefern. Auch bei der Regionalmetamorphose entstehen unter geringen Druck und Temperaturbedingungen zunächst Almandin-führende Grünschiefer aus basischen Magmatiten, Tuffen und Mergeltonen.
Sandsteine liefern unter mittlerem Metamorphosebedingungen Gneise und Glimmerschiefer in denen Granate in denen Granate, vorwiegend Almandine in großen Mengen vorkommen und sogar gesteinsbildend sein können. Unter höchsten Druck und Temperaturbedingungen der Regionalmetamorphose entstehen stark Granat-haltige Quarzite.

Granatbildung in Granulitgesteinen
Granulite sind verschiedenen Ausgangsgesteins , die unter sehr hohem Druck von 7 – 10 Kilobar bei 700 – 850°C aus Magmatiten bei der Regionalmetamorphose entstehen. Pyrop und Grossular tritt dabei bevorzugt in sauren, also Quarz-reichen, hellen Gesteinen auf. Sehr selten sind Aufschlüsse die Magma aus dem Bereich des oberen Mantels in etwa 35km Tiefe. Dort treten Drücke bis zu 13 Kilobar Temperaturen bis zu 1300°C auf. In ultrabasischen Gesteinen werden dort Augit und Spinell zu vorwiegend Pyrop umgewandelt. Es kristallisieren u.a. pyropreiche Granatserpentinite aus, wie im Sächsischen Granulitgebirge und in Südböhmen die auch Uwarowit, Andradid und Grossular enthalten. Solche Tiefengesteine sind wichtig für die Erforschung der Zusammensetzung des Erdmantels. In diesem Zusammenhang stehen auch die Diamant führenden Kimberlite in denen Pyrop zu finden ist.

Granatbildung in Pegmatiten
Beim erstarren flüssiger Magma in einem Schlot innerhalb der Erdkruste kristallisieren bei einer Bestimmten Temperatur ein Großteil an Mineralen aus. Eine an Wasser und Metallen reiche Restschmelze, die sehr beweglich ist dringt in kleinste Ritzten und Spalten der Erdkruste bis nahe der Erdoberfläche ein. Dort kühlen sie ab und fangen an auszukristallisieren Durch die hohe Beweglichkeit des Mediums können sich die Elemente gut zu Kristallen formieren. Es entstehen sehr grobkristallene Ganggesteine, sogenannte Pegmatite. Sie enthalten neben Spessartin und seltener Almandin auch andere Edelsteine wie Beryll, Topas und Turmalin. Bei langer Abkühlungszeit können sich in Pegmatiten Riesenkristalle ausbilden. Die größten Granatkristalle aus Pegmatiten haben ein Gewicht von über 700 kg . Ein schöner Almandin mit 23 cm Durchmesser stammt aus Madagaskar und ist in einem Pariser Museum ausgestellt.

Gewinnung
Durch Verwitterung der genannten Gesteine an der Erdoberfläche werden Granate freigesetzt. Sie können dann aus körnigem Verwitterungsmaterial wie Sand und Grus ausgewaschen werden. Granate gehören zu den verwitterungsresistentesten Mineralen. Oft werden sie nach ihrer „Befreiung“ aus dem Gestein über Flüsse transportiert, wo sie in sogennannten Seifen angehäuft werden.

Kristallstruktur

Die Kristallstruktur der Granate ist kubisch. Aus ihr leiten sich die bei Granaten gängisten Kristallformen Rhombendodekaeder und Ikositetraeder, wobei ersterer die häufigere ist. Da Granate in ihrer Zusammensetzung oft nicht klar definierbar sind entstehen unterschiedlichste Mischtypen auch in ihren Kristallformen. Diese mannigfaltigen Kristallformen sind nicht immer leicht zu benennen. Bei der Bildung von Mischkristallen bestimmen immer die Schnittmengen der verschiedenen Kristalle das Aussehen des Mischkristalls. Also besitzt ein Mischkristall nur diejenige Oberfläche, die alle Kristalle, die den Mischkristall bilden gemeinsam haben. Auch Zwillings-, Drillings- und Vierlingsbildungen kommen bei Granaten in Form von Durchdringungskristallen vor.

Almandin : Rhombendodekaeder und Ikositetraeder und Mischungen von beiden.
Pyrop: Reiner Pyrop ist in der Natur eigentlich garnicht vorhanden. Oft sind die Körner abgerundet und zeigen keine Kristallstruktur. Relativ reiner Pyrop ist meist rhombendodekaedrisch, selten ikositetraedrisch.
Grossular: Dodecaeder, selten Hexaoctaeder
Spessartin: Ikositetraeder, Rhombendodecaeder, 24-flächige Trapezoeder, durch Mischung der Kristallformen selten Hexaoctaeder.
Andradid: Ikositetraeder und Rhombendodekaeder; Kombinationen aus beiden u.a.. Sehr variabel
Uwarowit: Dodecaeder, Rhombendodecaeder, häufig sind 24- flächige Trapezoeder.

Überlieferung und Esoterik
Der Granat galt schon im Mittelalter als Stein der Helden, als Symbol der Kraft, des Mutes, der Hoffnung und der Willenskraft. Schilde und Schwerter der Krieger des Mittelalters wurden deshalb mit Granat verziert. Ein großer Granat in der Krone des Sachsenkönigs Otto I ging als „der Weise“ in die Geschichte der Edelsteine ein und die Arche Noah wurde vom Licht eines großen Granaten erleuchtet. Das glutrote Feuer des Granates soll Glück, Reichtum, Ansehen bringen und vor Unglück und Mißgeschicken schützen. In der indischen Mythologie steht Granat für das befreiende Urfeuer der Verwandlung.

Granat wird den Sternzeichen Skorpion, Wassermann, Widder, Zwillinge und Jungfrau zugeordnet.

Eine weites Spektrum an Heilwirkungen werden ihm zugeschrieben:

Granat soll den Blutdruck regulieren, die Durchblutung fördern und kräftigend auf das Herz einwirken. Durch Stärkung von Leber, Nieren und Milz sollen Blutkrankheiten vorgebeugt werden. Bei Leukämie fördere er die Heilung. Granat soll die Potenz steigern und vor Genitalkrankheiten verschiedenster Art schützen und heilsam wirken. Auf das Nervensystem soll er anregend wirken und bei Depressionen, Kopfschmerzen, Gedächtnischwäche und Gehirnerkrankungen helfen. Außerdem kräftige er den Knochenbau, Zähne und halte die Haut, Gewebe und Muskeln gesund. Auch bei Rheuma und Erkrankungen im Hals und des Bronchialbereichs soll er sich bewährt haben.

Vorkommen: weltweit : Böhmen , Zillertal/Ötztal/Österreich, Alpen, England, Finnland, USA, Italien, Norwegen Ural, Rumänien, Südafrika,Sri Lanka, Indien, Madagaskar, Kanada, Brasilien, Australien, Kongo
Vorkommen in Deutschland: Kaiserstuhl, Thüringer Wald, Spessart; Harz ; Riesengebirge; Oberpfalz/Bayern.

Industrielle Bedeutung: Verwendung als Edelstein; Zur Herstellung von Schleifmaterial z.B. Granatpapier

Gruppensilikate

Der Aufbau der Gruppensilikat ähnelt prinzipiell dem der Inselsilikate
Bei Gruppensilikaten werden jeweils zu Zweiergruppen verbundene Pyramiden die eine gemeinsame Ecke besitzen durch Fremdatome isoliert und gleichzeitig verbunden. Ein Beispiel ist der eher seltene Thortveitit.