Einschlüsse / Inklusion / Inkludien / Inclusion
sind im Kristallinneren eingeschlossene Fremdkörper wie Flüssigkeiten, Gase, Kohlenwasserstoffe (Erdöl, Asphalt), Sediment, NaCl, sowie andere Mineralien oder Kristalle.
Einschlüsse können eine Art Fingerabdruck einer Fundstelle sein. So zeigen Einschlüsse, unter welchen geologischen Bedingungen sich die Mineralien gebildet hatten. Dies ermöglicht wiederum Rückschlüsse auf die Fundstelle.
So glückte über Einschlüsse in Quarzen eines Kronleuchters des Schlosses "Sanssouci" die Zuordnung zur Fundstelle der Kristalle. Die Quarze stammen aus den Klüften Hegdorn und Wasenhorn im östlichen Wallis, der Kluft am Zinggenstock im Grimselgebiet, auf der Göscheneralp und aus dem Klüften Sandbalm und Urschlaui im oberen Reusstal in den schweizer Zentralalpen. Der Kronleuchter konnte nun mit Originalquarzen vervollständigt werden. (Quelle: Pressemitteilung der Universität Potsdam)
Entstehung
Einschlüsse durch Überwachsen/Umwachsen
Bilden sich in Klüften neue Kristalle, werden bestehende Kristalle oft nicht verdrängt, sondern mit in die neu wachsenden Kristalle eingebettet (z.B. Rutilquarz, Turmalinquarz). Dies kann auch mit Flüssigkeiten und Gasen geschehen.
Einschlüsse durch gleichzeitiges Wachstum
Einschlüsse können auch durch gleichzeitiges Kristallwachstum gebildet werden. In der Nährlösung vorhandene Elemente lassen mit der Kristalloberfläche Einschlüsse mitwachsen. Dies kann u.a. an fadenähnlichen Einschlüssen, die oftmals während der Wachstumspausen des Mutterkristalls Verdickungen aufweisen, beobachtet werden.
Einschlüsse durch Wachstumspausen
Schwankt die Nährlösung während des Kristallwachstums in ihrer Zusammensetzung, kann es zu Wachstumspausen kommen, die das Wachstum anderer Kristalle begünstigen. Setzen sich diese Kristalle der jüngeren Generation auf den Ursprungskristall ab, kommt es beim weiteren Wachstum des Ursprungskristalls zum Einschluss des jüngeren Kristalls.
Einschlüsse durch Risse/Sekundäreinschlüsse
Bilden Kristalle während ihres Wachstums Risse z.B. durch tektonische Veränderungen, kann in die Risse Lösung eindringen. Es können sich u.U. Fremdkristalle, Dendriten, oder auch Kluftlehm ablagern. Verheilt der Kristall im Laufe der Zeit seine Risse, werden diese Fremdpartikel mit eingeschlossen. Auf diese Weise können auch Gas oder Fluide eingeschlossen werden.
Eine weitere denkbare Möglichkeit für Hohlräume in Kristallen ist das Herauserodieren eingeschlossener Substanzen durch Risse. Diese hinterlassen Hohlräume, die in ihrer Form und auch Hohlraumauskleidung den Anschein eines Kristalleinschlusses hinterlassen.
Flüssigkeits- und Gaseinschlüsse
Einschlüsse (z.B. eingeschlossene Lösungen und/oder Gasblasen), die während der Wachstums- oder Rekristallisationsphase in ein Mineral eingeschlossen werden, sind i.d.R. Überbleibsel der hydrothermalen Lösung, welche die Kluft während des Wachstums des Kristalls füllte. Sie werden als Primäreinschlüsse bezeichnet und befinden sich oft auf den Wachstumszonen von Mineralen.
Diese stofflich selbständigen Einschlüsse können auch sekundär durch verheilte Risse und Bruchstellen (und evtl. auch Zersetzung eingeschlossener Mineralien) entstehen und werden dann als Sekundäreinschlüsse bezeichnet.
Pseudo-sekundäre Einschlüsse wurden während des Wachstums von Mineralien gebildet, ähneln in ihrem Aussehen aber den sekundären Einschlüssen.
Die Gas- und Flüssigkeitseinschlüsse besitzen meist einen extrem kleinen Durchmesser (< 0,1 mm). Oft bestehen die Einschlüsse aus einer Flüssigkeit und einer Gasblase, die sich durch Ausdehnung der Flüssigkeit beim Abkühlen des Gesteins gebildet hat.
Die Einschlussflüssigkeit besteht häufig aus einer wässrigen Lösung, in der Natrium (Na)-, Kalium (K)-, Calcium (Ca)- und Magnesium (Mg)-Chloride gelöst sind.
Diese Form der Einschlüsse ist besonders häufig bei Quarzen, wo zwischen Ein-, Zwei- und Dreiphaseneinschlüssen unterschieden wird (Gasblase aus Kohlensäuregas, flüssige Kohlensäure, wässrige Lösung).
- Einphasig: Gas: z.B. Methangas, gasförmige Kohlensäure
- Zweiphasig: Flüssigkeit neben Gasblase
- Dreiphasig: zwei nicht mischbare Flüssigkeiten neben Gasblase; z.B. wässrige salzhaltige Lösung, flüssiges und gasförmiges Kohlendioxid, oder Flüssigkeit neben kubischem Salzkristall und Gasblase.
Die Anteile der Gasblasen am Gesamtvolumen des Einschlusses variieren in weiten Grenzen. Sie wird als Füllungsgrad bezeichnet.
Manche Kristalle enthalten Vakuolen mit Flüssigkeitseinschlüssen in Form negativer Kristalle, welche als Libelle sichtbar werden. Sie enthalten als Gas Methangas (CH4) oder Schwefelwasserstoff (H2S), als Flüssigkeit leichte Kohlenwasserstoffe bzw. geringe Anteile höherer Kohlenwasserstoffe.
Enthalten Einschlüsse über 23 % Salz, so kristallisieren bei Raumtemperatur kubische Salzkristalle aus.
Diese Einschlüsse können wichtige Informationen über die Herkunft des Kristalls, resp. zur Genese von Gesteinen enthalten. Einschlüsse können geologische Thermometer darstellen.
So werden bei Gas-Flüssigkeitseinschlüssen durch Aufheizen/Abkühlen unter dem Mikroskop (sog. Kühl-/Heiztisch) Temperaturen bestimmt, bei denen eine Homogenisierung, d.h. ein Verschwinden der Mehrphasigkeit, eintritt. Damit kann man dann Aussagen über die Bildungstemperaturen und -bedingungen treffen.
Lichterscheinungen durch Einschlüsse
Sehr feine und massenhaft verteilte Einschlüsse rufen in manchen Mineralien besondere Licht- und Farbenerscheinungen hervor. So z.B. das Lichtspiel des Tigerauges und die lebhaften Farben des Labradorfeldspats (Spektrolith). Die baum- u. moosartigen Zeichnungen, die im Achat (Moosachat) öfters zu sehen sind und für pflanzliche Gebilde gehalten wurden, sind feine Mineralteilchen, die von durchsickertem Wasser zurückgelassen wurden.
Mineralien mit besonders häufigen Einschlüssen
Diamant
Diamanten mit Einschlüssen sind eine wichtige Bestimmungshilfe für den Aufbau der Erde. Auch kann über deren Einschlüsse das Alter der Diamanten bestimmt werden. Die Anzahl und Art der Einschlüsse in Diamanten bestimmt erheblich ihren Wert.
Fluoriteinschlüsse
Quarzeinschlüsse
Einschlüsse in Quarz sind besonders häufig. Quarze ohne jegliche Einschlüsse sind eher die Ausnahme.
Selenit
Calcit
Weitere Begriffe
- Libellen sind gasförmige Einschlüsse (Gasblasen) in flüssigkeitsgefüllten Hohlräumen (Vakuolen), welche sich während der Abkühlung hydothermaler Lösungen bilden.
siehe > Diamant, Risse in Kristallen
Bilder
Quellenangaben
Literatur
- Einschlüsse in Quarz. Inclusions in Quartz von Jaroslav Hyrsl, Gerhard Niedermayr, ISBN:3925094814
- Gübelin, E., Koivula, J.; 1986; Bildatlas der Einschlüsse in Edelsteinen, ISBN:385504094X
- Rykart, R.; 1977; Bergkristall, ISBN:372256249X
- V. Yu. Prokof’ev, S. Z. Smirnov: Research on fluid inclusions in minerals: Current state and future outlook. Geology of Ore Deposits Volume 53, Number 2 (2011) S.171-176.
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