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Temperaturverwitterung

Die verschiedenen Komponenten der Gesteine besitzen unterschiedliche chemische Zusammensetzung und damit auch unterschiedliche physikalische Eigenschaften. Beispielsweise dehnen sich Feldspat, Quarz und Glimmer, die Mineralien aus denen Granit besteht, bei Erwärmung unterschiedlich aus. Im Gefüge treten dabei große Spannungen auf. Temperaturschwankungen können somit selbst auf dieses zunächst harte, scheinbar unzerstörbare Gefüge zerstörerisch einwirken. Der ständige Wechsel von Ausdehnung und Schrumpfung macht das Gestein schnell mürbe und es zerfällt an dessen Oberfläche in seine Bestandteile zu Grus, einem grobkörnigen Substrat aus den Einzelkristallen. Die Vergrusung gibt verwitternden Granitblöcken ihre typische Wollsackform. Die im Grus vorliegenden Glimmer quellen durch Wasseraufnahme auf und fallen bei Trockenheit wieder zusammen. Diese ständige mechanische Beanspruchung des Materials führt schnell zum Zerfall des Glimmers. Auch Feldspat verwittert relativ leicht, allerdings auf chemische Weise. Was zunächst noch übrig bleibt ist Quarz. Er ist durch seine Härte, seine Unempfindlichkeit gegen Säuren und aufgrund seiner kompakten Kristallstruktur durch Erosion nur sehr schwer angreifbar. Nicht nur wegen des ohnehin großen Anteils von Kieselsäure an der Erdkruste, sondern auch wegen seiner hohen Widerstandsfähigkeit ist Quarz das häufigste Mineral in den Sedimenten der Erdoberfläche.

Turmalin

Turmalin -Gruppe

Chemische Formel: WX3Y6(BO3)3 Si6O18Z4

W = Na, Ca oder selten K
X= Mg, Li, Al, Fe2+
Y = Al, Mg, Cr
Z= OH, O, F

Die Zusammensetzung der Turmaline ist sehr variabel. Für X, Y oder Z können auch mehr als eines der angegebenen Elemente beteiligt sein.

Mohshärte: 7-7,5

Spezifisches Gewicht: 3,0 –3,25

Kristallsystem: Trigonal

Strich: weiß

Bruch: muschelig

Spaltbarkeit: Gut bis fehlend, häufig ist der Bruch senkrecht zur Stengelachse.

Farbe: schwarz, braun, grün, rot, blau, gelb, rosa, violett, orange (selten), farblos, einige Turmaline sind polychrom (mehrfarbig) und besitzen zonar (längs eines Kristall in Zonen abgegrenzte) abwechselnde Farben.

Glanz: Glasglanz, selten matt.

Sonstige Eigenschaften: Durchsichtig bis opak selten durchscheinend, Turmalin besitzt piezoelektrische und pyroelektrische Eigenschaften Manche Turmaline fluoreszieren bei Bestrahlung mit utraviolettem Licht in gelb.
Zonarbau ist sehr häufig, dieser geht bei Erhitzen über etwa 480°C verloren. Sehr starker Pleochroismus ist typisch.

Dieses borhaltige Ringsilikat ist eines der am kompliziertesten gebauten Minerale. Seine chemische Variabilität bringt eine ganze Reihe verschiedenfarbiger Formen und Varietäten hervor, deren Eigenschaften sie zu beliebten und wertvollen und Edelsteinen werden ließ. Der Glanz dieser vielfarbige Steine ist unübertroffen. Wegen ihrer chemischen Variabilität spricht man auch von den Mineralen der Turmalin-Gruppe.

Urprung und Bedeutung des Namens

Erst im 18. Jahrhundert gelangten die ersten Turmaline nach Europa. Die Holländer brachten das, wohl eines der letzten bis dahin in Europa als Edelstein erkannten Minerale aus Zeylon (das heutige Sri Lanka) mit. In Europa waren bis dahin nur schwarze Turmaline bekannt, die als Edelsteine unbedeutend schienen. Der „turamali“ war allerdings rot und durchsichtig. Das singhalesische „turamali“ bedeutet soviel wie: „der Stein der Asche anzieht“. Dies geht auf seine pyroelektrische Eigenschaft zurück, das heißt dass sich Turmaline durch Erhitzen elektrisch aufzuladen und dadurch kleine Partikel elektrostatisch anzuziehen.

Entstehung

Der wegen seines hohen Gewichts als Schwermineral geltende Turmalin kommt vorwiegend in magmatischen Gesteinen vor. Am häufigsten sind sie dabei in sogenannten Pegmatiten zu finden: Wenn flüssiges Magma in Risse und Spalten der Erdkruste eindringt bildet es dort einen einen magmatischen Körper, einen sogenannten Pluton. Bei der Abkühlung des Magmas kristallisieren nach und nach verschiedene Minerale aus. Diese mitunter komplizierten Vorgänge bezeichnet man als Kristallisationsdifferenziation. Dabei trennen sich in ihrer Zusammensetzung unterschiedliche Teilschmelzen voneinander ab. Diese Teilschmelzen können verschieden stark fließfähig sein. Sehr Silikatreiche Restschmelzen mit einem hohen Anteil an leichtflüchtigen Stoffen wie Bor sind sehr fließfähig und beweglich. Dadurch können sie in kleinere Risse und Spalten der Erdkruste oder in Risse des Plutons aus dem sie entstanden sind vordringen. Dort kristallisieren sie aus und bilden Gänge oder, je nach Größe der aufgefüllten Spalten größere Pegmatitkörper. Die Gesamtheit daraus resultierender unterschiedlicher Gesteine nennt man Pegmatite. Pegmatite enthalten neben einer ganze Reihe seltener Elemente auch das zur Entstehung von Turmalinen nötige Bor. Durch günstige Kristallisationsbedingungen enthalten Pegmatite oft sehr große Kristalle. Edelsteinpegmatite enthalten Turmalin, Beryll, Topas und andere Edelsteine. Pegmatite befinden sich sehr häufig in den Randbereichen von Granitplutonen.
Neben sehr fließfähigen Restschmelzen werden auch sehr heiße und unter hohem Druck stehende, Wasserlösungen mit Silikat, Bor, Phosphor u.v.a. aus dem Magma ausgeschieden. Durch chemische Reaktionen mit benachbartem Granit wird der Feldspat des Granit durch Turmalin, Topas oder Quarz verdrängt, Der Glimmeranteil wird meist in Lepidolith (Lithiumglimmer) umgewandelt. Solche grobkörnigen, meist grauen, quarzreichen Gesteine nennt man Greisen. Man unterscheidet Topas-, Glimmer- und Turmalingreisen. Die Bildungsform wird als pneumatolytisch bezeichnet. Durch solche und ähnliche Stoffaustauschvorgänge durch hydrothermale Lösungen und heiße Gase (Metasomatose) entstanden in Cornwall (Südwestengland) ganze Felsen aus Turmalin. In Greisen wird Turmalin in Hohlräumen des Gesteins ausgeschieden. Kristallfüllungen in rundlichen Hohlräume bleiben nach Verwitterung des umgebenden Gesteins als sogenannte Drusen zurück.
Ansonsten ist Turmalin in geringer Menge und in Form mikroskopisch kleiner Kristalle in einer Vielzahl von Gesteinen vorhanden, als Mineralneubildung auch in Sedimentgesteinen.

Kristallformen

Turmalin ist ein sehr kompliziert gebautes sogenanntes Ringsilikat. Ein wesentlicher chemischer Baustein ist die Strukur von sechs SiO4-Tetraedern (pyramidenförmig mit dreieckiger Grundfläche und zentralem Silizium-Atom), die ringförmig über gemeinsame Sauerstoff-Eckatome miteinander verbunden sind. Viele solcher Ringe sind im Kristall komplex über andere Elemente polar miteinander verknüpft. Turmalin bildet lange, senkrecht gestreifte, im Querschnitt sechsseitig oder sphärisch-dreieckige (schiffskielförmige), prismatische Kristalle im trigonalen Kristallsystem. Die Enden der Kristalle können unterschiedlich ausgebildet sein. Seltener sind dreieckige kurze prismatische Kristalle. Häufig sind Aggregate aus parallel oder radialstrahlig angeordneten nadeligen Einzelkristallen. Nadelige Kristalle finden sich oft auch als Einschlüsse in Quarz.

Varietäten

Einige Mitglieder der Turmalingruppe besitzen aufgrund ihrer spezifischen chemischen Zusammensetzung den wissenschaftlichen Status eines eigenständigen Minerals. Sie besitzen fast durchwegs dunkle braune oder bläulich-, grünlichschwarze oder schwarze Erscheinungsformen.
Schörl ( NaFe3+3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4) ist eine schwarze Varietät, der häufig in Form kleiner Nadeln erscheint.
Dravit (NaMg3Al6(BO3)3 Si6O18 (OH)4 ) ist nach den Ort seines Fundortes an der Drau (Drava) einem Fluß in Österreich benannt. Der Magnesiumturmalin erscheint meist in in brauner Farbe, aber auch in schwarz ,grün, blau und weiss, wobei er gelb-braunen Dichroismus aufweist. Er entsteht in durch Metasomatose beeinflussten magnesiumhaltigen Kalksteinen und Dolomiten. Der auch in gelblichschwarzen Farbtönen auftretende
Schörl und der Dravit sind sehr gemeine Varitäten des Turmalin. Durch ihre dunkle Farbe und ihre Undurchsichtigkeit werden sie nur untergeordnet als Edelsteine verwendet. Ihre Namen werden häufig nur für schwarze Farbvarietäten gebraucht.
Uvit( (Ca(Mg, Fe2+)3Al5Mg(BO3)3 Si6O18(OH)4 ) enthält Magnesium. Der seltene Turmalin hat einen hellbraunen Strich. Seinen Namen hat er von der Provinz Uva auf Sri Lanka. Im ebenfalls seltenen Chromdravit ( NaMg3Cr6(BO3)3 Si6O18(OH)4 ) sind die Aluminiumatome durch Chrom ersetzt. Sein Strich ist graugrün. Die Farbe auch dunkelgrün.
Feruvit( (Ca,Na)(Fe,Mg,Ti)3(Al,Mg,Fe)6(BO3)3 Si6O18 (OH)4 ) ist ein chemisch sehr variabler Turmalin. Sein Strich ist grau.
Buergerit( NaFe3+3Al6(BO3)3Si6O18O3F ) ,nach Professor Martin Buerger, einem berühmten Kristallographen am Massachusetts Institute of Technology, in Cambridge, Massachusetts (USA) benannt, ist ein seltener Eisenturmalin, der auch in Hohlräumen von Rhyolithen auftritt. Sein Strich ist gelbbraun. Er bildet auch bronzefarbene Kristalle.
Der vollständigkeit halber ist noch zu nennen der schwarze Povondrait ( (Na,K)(Fe3+,Fe2+)3(Fe,Mg,Al)6(BO3)3 Si6O18(OH)4 ),ebenfalls ein variabler Eisenturmalin mit braunem Strich. Er wird auch Ferridravit genannt. Außerdem der Foitit NaFe3+2.25Al6.75Si6O18(BO3)3(OH)4, ein blauschwarzer Eisenturmalin aus Namibia und
Tasmanien

Bisweilen sehr Farbenprächtigere Vertreter der Turmaline sind der
Liddicoatit (Ca (Li,Al)3Al6(BO3)3 Si6O18(O,OH,F)4 ), neben braun mit kräftigen blauen, grünen, rosaroten und roten Kristallen. Liddicoatit ist zu selten, um als Edelstein eine große Rolle zu spielen, dennoch nimmt die Nachfrage an den Steinen zu. Die wichtigsten farbenprächtigsten Edelsteine unter den Turmalinen jedoch sind Varitäten des Elbait ( Na(Li,Al)3Al6(BO3)3 Si6O18(OH)4 ). Der blaue Indigolith, der rote oder rosarote Rubellit, der grüne Verdelith und der fast farblose Achroit sind nach ihrer Farbe benannt. Der Elbait stammt ursprünglich von der italienischen Mittelmeerinsel Elba. Unter dem Namen Elbait werden oft nur grüne Turmaline gehandelt. Er variiert jedoch sehr stark in seiner Farbgebung. Die farbigen Turmaline besitzen Pleochroismus, darunter versteht man das Wechseln der Farbe, wenn man die Steine unter verschiedenen Winkeln betrachtet. Der Effekt ist bei manchen Steinen kaum zu bemerken, bei anderen jedoch sehr stark ausgeprägt. Ein Edelsteinschleifer muß dies berücksichtigen, damit die Farbe des geschliffenen Edelsteins voll zur Geltung kommt. Manche Steine zeigen als rundlicher Cabochon geschliffen einen sogenannten Katzenaugeneffekt, eine schmale, strichförmige Lichterscheinung auf ihrer Oberfläche. Der Katzenaugeneffekt wird durch die Lichtbrechung an Einschlüssen winziger Kristalle verursacht. Liddicoatit und Elbait sind Lithiumturmaline. Sie sind unschmelzbar.
Der Olenit ( NaAl3Al6(BO3)3 Si6O18(O,OH)4 ) ist hell pinkfarben. Er ist nach den Fundort am Fluß Olenek in Russland benannt.
Die Farbe von Turmalinen kann durch Erhitzen, sogenanntes Brennen verstärkt oder verändert werden. Grünliche Farben werden zu tiefem grün, manches braun wird dadurch rot, hellrosarote Steine werden farblos. Schwarze und doch transparente Exemplare wie Dravit werden dadurch etwas heller. Im allgemeinen werden die Farben auch etwas kräftiger.
Im Handel als Moorenkopf-Turmalin angebotene Steine sind farblose Turmaline der Elbaitvarietät Achroit mit schwarzer Haube. Wassermelonen-Turmaline sind zweifarbige Elbaite, die innen rot und aussen grün sind.
Siberit ist sind violettfarbene Varietät des Elbait. Neonblaue Turmaline werden häufig als Paraiba-Turmaline angeboten.
Fälschliche Bezeichnungen deuten auf die Ähnlichkeit mit anderen, wertvolleren Edelsteinen hin, z.B. Sibirischer Rubin für roten Turmalin oder brasilianischer Saphir für blauen Turmalin. Geschliffene Turmaline sind sehr leicht mit vielen anderen Edelsteinen zu verwechseln.

Erdgeschichtliches

Seltener kommen Turmaline in sogenannten Skarnen vor. Diese Kalksilikatgesteine entstehen durch Kontakt von Kalkgesteinen mit meist metallführenden, silikatischen heißen Gasen und Lösungen aus benachbarten Plutonen.
In Falun und in Boliden in Schweden und in Outukumpu treten bedeutende sulfidische Skarnlagerstätten auf, deren Entstehung bereits durch Ergüsse in der Erdkruste der Urkontinente, der sogenannten präkambrischen Schilde vor sich ging. Diese präkambrischen Schilde entstanden im Archaikum vor ca. 3500 Millionen Jahren.

Heilwirkung und Mythologie

Für die Ägypter war der Turmalin der Stein, der aus der Tiefe der Erde über den Regenbogen zur Sonne wanderte, die ihn hell erleuchtete. Die Ägypter und andere Kulturen der Erde fertigten schon seit jeher Amulette und Talismane aus Turmalinen an. Die verschiedenen Farbvarietäten der Turmaline werden zu unterschiedlichen Heilzwecken verwendet.
Der kräftigste Stein ist angeblich der schwarze, eisenhaltige Schörl. Er soll als starker Schutzstein vor negativen Gedanken und Einflüssen bewahren. Durch seine elektrische Leitfähigkeit löse er energetische Blokaden und soll so entspannend und schmerzlindernd wirken, die Muskulatur stärken und Narben entstören.. Außerdem soll er bei Erkrankungen von Herz und Nieren helfen..
Der braune magnesiumhaltige Dravit fördert angeblich die Regenerationskraft von Zellen und Gewebe und wird bei Hautkrankheiten eingesetzt, ebenso der Elbait und seine farbigen Varietäten .
Dem roten Rubellit wird eine schützende Wirkung gegen negative Strahlen, Viren und Bakterien zugeschrieben. Er fördere auch die Durchblutung und wirke blutreinigend.
Der blaue Indigolith wird zu Heilung von Lungenkranheiten und der Atemwege eingesetzt, z, B. bei Asthma.
Der grüne Verdelith soll das Herz und die Blutgefäße stärken und für einen ausgeglichenen Hormonhaushalt sorgen.
Der rotgrüne Elbait oder Wassermelonenturmalin findet Verwendung bei multipler Sklerose, Gedächtnisschwäche und Taubheit der Ohren.

Allgemein sollen Turmaline die Selbstwahrnehmung verstärken und so auch zur Teilnahme am gesellschaftlichen Leben motivieren. Der Turmalin wird den Sternzeichen Skorpion, Widder (Rubellit), Waage (Rubellit, Olenit) und Steinbock (Dravit, Uvit, u.a. schwarze Varietäten) zugeordnet.

Besonderheiten und Wissenswertes

Wegen seines polaren Kristallaufbaus zeigt Turmalin piezoelektrische und pyroelektrische Eigenschaften. Wie bei einem Magneten bildet sich bei Verformung, Erhitzen (Pyroelektrizität) oder Reiben am einen Ende ein Pluspol, am anderen Ende ein Minuspol aus. Auf der Oberfläche des Kristalls tritt dabei eine elektrische Spannung auf. Die Erzeugung einer Spannung durch Verformung nennt sich piezoelektrischer Effekt.Umgekehrt kann eine Verformung des Kristall erzwungen werden, wenn man den Kristall mit einem elektrischen Feld umgibt. Der Kristall gerät so in Schwingung . Diese Schwingungen sind sehr präzise, deshalb werden piezoelektrische Minerale in der Technik als elektronische Schrittmacher verwendet. Durch seine pyroelektrische Eigenschaft zieht erhitzter Turmalin feine Partikel an. Während des 17. Und 18 Jahrhunderts wurde er daher zum Filtern von Rauch aus industriellen Fabrikschloten verwendet.

Vorkommen:

Die meisten farbigen Turmaline, meist Elbait, aber auch Uvit, Dravit, Schörl in Edelsteinqualität stammen aus Brasilien. Besonders klare Elbaite kommen von der italienischen Mittelmeerinsel Elba. Einige andere, sehr wichtige Vorkommen sind auf Madagaskar, dort kommen sehr große Kristalle vor. Auch die meisten hochwertigen Liddicoatite stammen von dort. Auch aus Sri Lanka, Pakistan, Nepal, Russland, Burma, Tasmanien und Afghanistan kommen sehr viele Turmaline. Ein riesiges Dravitvorkommen ist in Yinniethara in Westaustralien. Sehr schöne mehrfarbige und berühmte rosa Kristalle gibt es bei San Diego, Pala und Ramona in Kalifornien, hochwertige grünblaue Turmaline gibt es in Maine. Verschieden Turmaline gibt es auch und in anderen Bundesstaaten der USA. Sehr gute Turmaline kommen aus Mexico. Sehr fein zonierte mehrfarbige Kristalle gibt es bei Baja in Kalifornien. Bei Santa Cruz kommt Schorl mit samtigem Glanz vor. Den seltenen Buergerit findet man in San Luis Potosi in Mexico.
Olenit kommt am Fluß Olenek in Kola Peninsula in Russland, im Bundesstaat Maine in den USA und in Tasmanien vor. Außerdem in Ontario in Cananda, auf Grönland, im Binntal in der Schweiz, und in New Jersey in den USA. Dravit findet man auch in Österreich, in Cornwall in England, in Var in Frankreich und in den Westalpen in Italien.
Schörl gibt es auch im Zillertal in Österreich, in Mähren, Piesek und Kudna Hora in der Tschechischen Republik, in Graubünden in der Schweiz, in Corwall in England, in den Pyreneen in Frankreich, im Pamirgebirge in Tadschikistan und im Altaigebirge in der Provinz Xinjiang in China .

Fundorte in Deuschland

Dravit und Schörl findet man bei Bad Harzburg in Harz. Schörl auch im Kitzingtal im Schwarzwald, in Bodenmais im Böhmerwald, und im Spessart. Dichte Turmalinmassen in Greisen treten im böhmischen Erzgebirge auf.

Verwendung

Turmaline, vor allem die farbenprächtigen Varietäten des Elbait sind sehr beliebte und wertvolle Edelsteine.
Turmalinisierter Quarz (mit Einschlüssen feiner Turmalinnadeln) und einige farbige Turmaline werden als Material für Dekorations-und Kunstgegenstände verwendet. Pyroelektrische Kristalle eignen sich besonders gut zur Verwendung in thermoelektrischen Meßgeräten. Häufige Anwendung finden sie auch in Detektoren für Wärmestrahlung. Durch ihre piezoelektrischen Eigenschaften werden sie auch in Hochdruckmanometern verwendet.