Das Phänomen von Form und Farbe

Form und Farbe der Turmaline

Die Turmaline entstehen besonders häufig bei der magmatischen Entstehung in den Pegmatiten. Diese quarz- und feldspatreichen Gesteine kristallisieren bei der Erstarrung des Magmas erst bei tieferen Temperaturen aus der Restschmelze aus. Beim Prozess des Auskristallisierens reichern sich bestimmte Bor-, Lithium- und Beryllium-Ionen in höherer Konzentration an. Diese Ionen werden beim Auskristallisieren von Quarz und Feldspat nicht benötigt, daher bleiben sie in der Restschmelze übrig. Sie sind an der Ausbildung der Turmalinkristalle beteiligt. Auf dem folgenden Foto sieht man einen Querschnitt durch einen Turmalinkristall, der von Quarz umgeben ist:

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Turmalinkristall in Quarz (Querschnitt), Chyta Region, Malhan mounts, Russland

Die wachsenden Turmalinkristalle nehmen aus der Lösung zuerst Eisen-Ionen auf, dadurch wird ein schwarzer Kern im Kristall gebildet. Danach kommen andere Ionen an die Reihe, so können sich Farbzonierungen herausbilden. Gelegentlich wechseln auch die Kristallisationsbedingungen, wenn beispielsweise frisches Wasser hinzu kommt. Dadurch werden die sich bildenden Kristalle teilweise wieder gelöst und wachsen erst später wieder weiter. Bricht der Hohlraum auf, gelangt neues Material hinein. Auch dieses führt zu veränderten Wachstumsbedingungen. Bei sehr hohem Druck und hoher Temperatur nimmt das Wasser einen überkritischen Zustand an. Dieses „überkritische Wasser“ besitzt eine sehr hohe Lösekraft und es ist dabei sehr beweglich. Dadurch hält es die Ionen in Lösung und ist wesentlich an der Kristallbildung des Turmalins beteiligt.

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Längsschnitt mit verschiedenen Farbzonierungen

An einem Längsschnitt durch einen Turmalinkristall lassen sich die verschiedenen Wachstumsphasen und Kristallisationsbedingungen ablesen. Der „älteste“ Teil des Kristalls befindet sich unten in der Mitte. Der erste Kristall wurde dann immer wieder mit neuen Kristallen umlagert, ähnlich wie die Jahresringe in einem Baum. Turmalinkristalle zeigen beim fortschreitenden Wachstum die Eigenart, in Richtung c-Achse zunehmend stärker zu wachsen (auf dem Foto nach oben zeigend).

Zusammenhang von inneren und äußeren Kristall-Formen

Bei einem Turmalinkristall ist nicht nur das Innere faszinierend, sondern auch die äußere Form der Kristalle. Der Turmalin ist dem trigonalen Kristallsystem zugeordnet. Viele Turmalinkristalle enthalten Kombinationen aus dreieckigen und sechseckigen Prismen. Man findet auch häufig das ditrigonale Prisma. Man kann sich diese Form wie ein gestauchtes, hexagonales Prisma vorstellen (vgl. trigonales Kristallsystem). Die Prismen-Fläche ist meistens nicht glatt, sondern gestreift strukturiert (siehe seitl. Flächen des Kristalls auf dem Foto unten). Das Phänomen rührt daher, dass in einem Turmalinkristall verschiedene Prismentypen konkurrieren. An den Kristall-Enden findet man oft trigonale Pyramiden. Bei dem abgebildeten Turmalinkristall konkurrieren zwei solcher Pyramiden, dadurch sind die Flächen an den Kanten auf dem Kristallkopf entstanden. Bei Turmalinkristallen kommt eine unglaubliche Vielfalt von verschiedenen Kristalltypen und Kombinationen vor. Das beschriebene Beispiel stellt lediglich diejenige Form dar, die am häufigsten auftritt.

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Die symmetrischen Muster bei den Querschnitten ergeben sich aus den verschiedenen im Kristall vorkommenden Formen. Ein Dreieck lässt sich aus der trigonalen Pyramide ableiten, die Sechseckform ergibt sich aus dem hexagonalen Prisma. Typisch für Turmalinkristalle ist auch die Veränderung von der Dreieckform (innen) zur Wappenform (weiter außen) und dann zur Sechseckform (ganz außen).

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Sterne und Engel

Ein besonderes Phänomen stellt der Stern im Turmalinkristall dar. Bestimmte, farbgebende Elemente lagerten sich hierbei nur an bestimmte, schmalere Kristallflächen ein. Bei der hier dargestellten Serie kommt der dreiflügelige, rosarote Stern im oberen Teil des Kristalls vor. Im unteren Teil des Kristalls (links) sieht man dunkle, durch Eisen-Ionen schwarz gefärbte Dreiecke. Der rote Stern ist aber schon ansatzweise enthalten:

Von höchster Ästhetik sind Querschnitte, bei denen die Sterne an einen Engel erinnern. Bei dem folgenden Querschnitt wird der Engel aus der Kombination einer trigonalen Pyramide und einer ditrigonalen Pyramide gebildet. Dadurch bildet sich (im Engel) ein paralleles Streifenmuster aus. Der Riss über dem Engel ist zufälliger Natur und verleiht dem Stein Poesie:

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Angeätzte und angelöste Formen

Wenn es beim Kristallwachstum zu einer Störung des Gleichgewichts zwischen Lösung und wachsendem Kristall kommt, kann sich der gebildete Kristall teilweise wieder auflösen. Es entstehen die typischen Ätzmuster auf Turmalinkristallen. Die Ätzgruben stellen eine Hohlform des Kristalls dar (Negativbild). Bei den Ätzhügeln bleiben Reste der Kristalle als „Inseln“ bestehen. Wird der Kristall sehr stark aufgelöst, spricht man nicht mehr vom Ätzen, sondern vom „Anlösen“. Es entstehen skelettartige Strukturen, die in seltenen Fällen auch von Turmalin-Fäden durchzogen sind.

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Angelöster Schörl (Bildbreite 5cm)	Fadenförmiger Turmalin (Bildbreite 2cm)

Delta-Strukturen

Eine weitere Besonderheit in den Querschnitten stellen die Delta-Strukturen dar. Die Deltas sind relativ klein und finden sich in der Pyramidenzone von kleinen Querschnitten. Es handelt sich um gleichseitige Dreiecke. Überlagern sich mehrere dieser Strukturen, entsteht der Eindruck einer Berglandschaft. Die Delta-Strukturen lassen sich möglicherweise durch neu gebildete Kristallkeime während der Wachstumsphase erklären. Dabei entstehen neue, kleine Pyramiden, die im Querschnitt dann als Dreieck erscheinen.

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Viele Delta-Strukturen bilden ...	...Berglandschaften (Bildbreiten jeweils 1cm)