Mineralienwachstum

[Luminiszenz]

Hallo!

Habe hier ein Thema vielleicht kann mir ja jemand helfen..

Mich würden die Wachstumsbedingungen vom Quarz intressieren, wie lange so ein Kristall braucht, von welchen Faktoren das Wachstum abhängig ist wann wachsen die klar wann milchig warum sind einige dünn und lang andere wirderum kurz un dick?

Hintergrund ist das ich vor kurzem ein Stück mit krummen Quarzen gefunden habe, genau gesagt sind zwei Kristalle krumm,
der eine ist Milchig und dicker und über die gesamte Länge krumm, der andere ist dünner und klarer und ist nur im unteren Bereich krumm gewachsen, man könnte fast sagen gebrochen...

Daraus schlussfolgere ich das sich die Bedingungen die die Wachstumsrichtung vorgeben geändert haben, ist die Schiefe nun ein Maß für die Zeitdauer der Änderung - das würde ja bedeuten das der eine schneller gewachsen ist als der andere....?   

Stellt sich auch die Frage was sich da geänder hat..... 

Das Stück stammt aus einem Quarzgang welcher sich an verschiedenen Stellen geöffnet hat und sogenannte Klüfte gebildet hat,
wie diese Stück nun darin saß weiß ich nicht mehr, aber spielt die Schwerkraft überhaupt eine Rolle???

Sind die Streifen auf den Qurazen vielleicht ein Maß für die Zeit? Wo kommen die überahupt her?

Fragen über Fragen....       

Hoffe man kann was auf dem Bild erkennen, live ist das schein eine seltsame Stufe....

[aca]

Hallo,

Mich würden die Wachstumsbedingungen vom Quarz intressieren, wie lange so ein Kristall braucht, von welchen Faktoren das Wachstum abhängig ist wann wachsen die klar wann milchig warum sind einige dünn und lang andere wirderum kurz un dick?

Da gibt es ein umfängliches Buch:

Rudolf Rykart
Quarz-Monographie - Die Eigenheiten von Bergkristall, Rauchquarz, Amethyst, Chalcedon, Achat, Opal und anderen Varietäten.
Ott Verlag Thun, 2nd. Edition,1995.
ISBN 3-7225-6204-X

Ein Spezialist für die Beziehung zwischen Kristallform und Wachstumsbedingungen in alpinen Mileus ist Josef Mullis.
Mal googlen.

Daraus schlussfolgere ich das sich die Bedingungen die die Wachstumsrichtung vorgeben geändert haben, ist die Schiefe nun ein Maß für die Zeitdauer der Änderung - das würde ja bedeuten das der eine schneller gewachsen ist als der andere....?   

Stellt sich auch die Frage was sich da geänder hat..... 

Eher nichts.
Wenn es an äusseren Bedingungen läge, die auf alle Kristalle einwirken, wären auch alle krumm.
Bananenquarzstufen, sozusagen.
Aber sowas gibt's vermutlich nicht.

Sehr wahrscheinlich ist, daß die Kristalle aufgrund mechanischer Überbeanspruchung gebrochen und wieder verheilt sind. Meistens sinken die Kristallbruchstücke dann auf den Boden der Kluft und verheilen da wieder und der Kristallrest oben wächst einfach weiter.
Manchmal bleiben die Bruchstücke aber leicht versetzt an Ort und Stelle liegen. Weil Quarz muschelig bricht und diese Bruchstelle keiner regelmässigen Kristallfläche entspricht, ist die Oberflächen thermodynamisch sehr instabil und wächst bei übersättigter Lösung besonders schnell weiter, so daß der Kristall schnell wieder relativ glatt "zuwächst". Das Wachstum ist dann so schnell, dass Flüssigkeit aus der Kluft mit eingeschlossen wird und die Bruchstelle wird trübe. Das kann natürlich x-mal passieren.

Ich kann nicht ganz ausschliessen, daß es gesetzmässige Mechanismen des Kristallwachstums bei Quarzen gibt, die zur Krümmung führen. Allerdings hat das meines Wissens für Quarze noch niemand in der Literatur beschrieben. Bei anderen Mineralien sieht das anders aus, ich denke da z.B. an diese verrückten Malachit-Locken.
Verdreht, verdrillt, gestapelt, gefächert, gefenstert, zerfressen und aufgeplustert gibt es bei Quarz alles, aber "krumm in eine Richtung wachsen und dann noch mal um die Ecke" scheint keine systematische Wuchsform zu sein.
 

...aber spielt die Schwerkraft überhaupt eine Rolle???

Ja, sonst wäre der Kristall beim Brechen nicht verrutscht.

Schwerkraft spielt in der Natur beim Kristallwachstum aus einer Lösung eher eine indirekte Rolle, z.B. dadurch, dass die Anzahl der Fehlstrukturen im Kristallgitter auf der Oberseite eines Kristalles höher ist als auf der Unterseite, weil dauernd Kluftmaterial und Kristallkeimlinge darauf rieseln.
Aber da gibt es natürlich die wildestesten Theorien.

Bei der Kristallzucht ist das vielleicht was anderes, da sind die äusseren Bedingungen wahrscheinlich so genau kontrolliert, dass man einen Einfluss der Schwerkraft messen könnte.
Da gibt es aber Spezialisten hier (Krizu z.B.), die das eher beantworten können.

( Grosse Klammer auf, ich steig mal kurz auf die Kiste ----
Was mir dazu gerade einfällt, von wegen wilde Theorien und was es so schwer macht, Ordnung in die vielen Phänomene rein zu bringen. 
Ist halt so: man sieht was Schrilles und Unerklärliches, an der "die Wissenschaft versagt"  und gleich muss eine neue Theorie her, weil die alten zur Erklärung nicht ausreichen.
Aber die Welt ist durch physikalische Gesetze eben allein nicht vollständig beschrieben, es sind ja nicht nur abstrakte Grössen da, sondern "richtige Dinge mit Geschichte". Das ist so als wollte jemand verstehen, wie die Gesellschaft funktioniert, indem er Gesetzestexte studiert. Und wenn dann was Unerwartetes passiert (jemand begeht ein Verbrechen), sind wohl die Gesetze schuld. Die Natur ist halt launisch und weiss von den Naturgesetzen ja nix. Man kann sich nur bescheiden und achselzuckend hinnehmen, daß man vieles nie verstehen wird.  :'(
--- Ende Vortrag und grosse Klammer zu )

Sind die Streifen auf den Qurazen vielleicht ein Maß für die Zeit? Wo kommen die überahupt her?

Man sagt, es läge an "pulsierend abfallendem" Druck/Temperatur aufgrund tektonischer Bewegungen. Wenn das stimmen würde, könnte man die Streifen als "Jahresringe" zählen. Leider hat  in der Kluft niemand zum Kalibrieren einen Seismographen bei der Hebung der Alpen aufgestellt, der jetzt noch ablesbar wäre. 
So richtig befriedigend finde ich die Erklärung sowieso nicht, Streifen gibt's nämlich z.B. auch auf Gangquarzen oder solchen in Pegmatiten etc., würde jetzt aber zu weit führen.

Huch, ist schon etwas spät, muss in die Heia...

Gruss
Amir

[Krizu]

...aber spielt die Schwerkraft überhaupt eine Rolle???

Ja, sonst wäre der Kristall beim Brechen nicht verrutscht.

Schwerkraft spielt in der Natur beim Kristallwachstum aus einer Lösung eher eine indirekte Rolle, z.B. dadurch, dass die Anzahl der Fehlstrukturen im Kristallgitter auf der Oberseite eines Kristalles höher ist als auf der Unterseite, weil dauernd Kluftmaterial und Kristallkeimlinge darauf rieseln.
Aber da gibt es natürlich die wildestesten Theorien.

Sind die Streifen auf den Qurazen vielleicht ein Maß für die Zeit? Wo kommen die überahupt her?

Man sagt, es läge an "pulsierend abfallendem" Druck/Temperatur aufgrund tektonischer Bewegungen. Wenn das stimmen würde, könnte man die Streifen als "Jahresringe" zählen. Leider hat  in der Kluft niemand zum Kalibrieren einen Seismographen bei der Hebung der Alpen aufgestellt, der jetzt noch ablesbar wäre. 
So richtig befriedigend finde ich die Erklärung sowieso nicht, Streifen gibt's nämlich z.B. auch auf Gangquarzen oder solchen in Pegmatiten etc., würde jetzt aber zu weit führen.

Hallo,

schon da 
Die Schwerkraft spielt eine gewaltige Rolle bei der Kristallzüchtung und beim Kristallwachstum.Sie hält den Stofftransport in nicht "gerührten" Systemen aufrecht!

Einfaches Beispiel zur Erklärung:
Eine Kerze hat eine Flamme und brennt schon ruhig runter. In der Schwerelosigkeit ist es anders: Die Kerze wird angezündet, es bildet sich eine Falmmenkugel die schnell erlischt. Warum? Die "leichte" warme Luft, oder extremer gesagt das N2-CO2 Gemisch ohne Sauerstoff, steigt in der schweren Luft auf. von unten wird kalte, schwere aber O2-reiche Luft in die Flamme gezogen. Ein kontinierlicher Transport beginnt. Nur in der Schwerelosigkeit gibt es ein schwer und leicht, die "Abgase" bleiben am Ort und Verdrängen den Sauerstoff.
(BTW: Jede Flamme in einem Raumschiff ist entweder ein heiss ausströmendes Gas/Flüssigkeit, wo der Impuls reicht, oder ein Fake  )

Was hat das mit Kristallen zu tun? Quarz wächst nie aus der Eigenschmelze, sondern meist aus der Lösung, z.B.  Wasser=Hydrothermal. Jetzt wird die Lösung unterkühlt, der Kristall wächst, die Diffusionzone um den Kristall verarmt an SiO2 und wird leichter. Jetzt kann der Stofftransport, wie bei der Kerzenflamme losgehen, die Konvektion hilft. Das Ganze ist effektiver als wenn der Kristall nur im Wackelpudding liegt und hofft, dass sich per Diffusion das SiO2 zu ihm hinbewegt. Das ist dann analog zum Sol-Gel--Verfahren.

Um das Wachstum bei der Kristallzüchtung zu beschleunigen bringt man per Rotation, Vibration oder whatever eine erzwungene Konvektionsströmung ins System. Oder man bremst zu Testzwecken schnelle Strömungen per Magnetfeld in leitfähigen Schmelzen oder oder oder 

Zur Flächenstreifung:
Meines Wissens entstehen diese nur auf Flächen bestimmter Symmetrie und sin doch vermutich heher durch Wachstumsinstabilitäten bebründet, oder? Ein Beispiel, ohne Streifen, mit Einschlüssen, ist der K,Al-Alaun über {100}. da kommt es zu periodischen Trübungen.


MfG

Fra´nk

[smoeller]

Hallo,

@Krizu: Gebe dir hinsichtlich der Flächenstreifung vollkommen Recht. Bei Quarzen finden sich streifungen nur auf den sechs Prismenflächen {100}. Hingegen sind die Rhomboederflächen (Spitze) und Trapezoederflächen nicht gestreift.

Bei Quarz kann man vielleicht noch rein von der Form her denken, es könne sich um Wachstumsstreifen handeln, da die Streifung senkrecht zur Längsachse (c-Achse des Kristalls) liegt, aber was ist bei Antimonit, wo die Streifung parallel c liegt? Soll der Kristall etwa immer in der waagerechten gelegen haben? Auch für Quarz ist das eher unwahrscheinlich, da der Gradient in der Lösung ja nicht immer irgendwie parallel zu c liegt. Es müsste dann ja auch Quarze mit schräger Streifung geben. Aber die Streifen sind immer senkrecht zu c.

Bei dem abgebildeten Kristall muss es plötzliche Veränderungen gegeben haben, die zum seltsamen Wachstum geführt haben. Eine Möglichkeit wäre sicher, dass der Kristall runtergefallen und dann in anderer Position weitergewachsen ist. Eine andere könnte durchaus auch die rasche und räumlich begrenzte Zufuhr von Lösung sein, wodurch ein anderer Gradient in der Lösungszusammensetzung entstand. Der Kristall wuchs in eine andere Richtung weiter.

Glück Auf!
Smoeller

[aca]

Hallo,

@Krizu: Gebe dir hinsichtlich der Flächenstreifung vollkommen Recht. Bei Quarzen finden sich streifungen nur auf den sechs Prismenflächen {100}. Hingegen sind die Rhomboederflächen (Spitze) und Trapezoederflächen nicht gestreift.

Jawooohl! Gips! 
Nein, Scherz lass nach, ist im Prinzip schon richtig.
s-Flächen (Bipyramidenflachen) zeigen oft Streifen (schräg). Positive Trapezoheder x nicht, steile negative Trapezoheder manchmal und die sind dann auch schräg, etc. etc.
Die meisten Flächentypen sind nicht gestreift.

Aber ich habe im letzten Posting nur die angebliche Ursache genannt, nicht den angeblichen Wirkungsmechanismus:
Die Idee dahinter ist: schnelles Wachstum -> lange Kristalle, langsames Wachstum -> dicke Kristalle
(wenn das so einfach wäre)
Mal schnell, mal langsam gibt dann so ein Treppchenmuster.

Ich halte das auch eher für "Selbstorganisationsphänomene" beim Wachstum.

Ob die allgemeinen Wachstumsbedingungen eine Rolle spielen, könnte man prüfen, indem man sich den Inhalt einer Kluft vornimmt und die Streifenmuster auf den verschiedenen Kristallen vergleicht. Wenn das passt, dann den Inhalt benachbarter Klüfte, etc. etc.

Was mich erstaunt ist, dass Schwerkraft und Konvektion bei Temperaturen um 200-400 Grad C so eine grosse Rolle spielen (bzw. spielen sollen, wenn mir der Einwand erlaubt ist ). Ich hätte erwartet, dass sich bei einem so hohen Diffusionstempo kein kleinräumiger Konzentrations-Gradient stabilisieren kann. Die meisten Kluft-Lösungen sind auch nur minimal übersättigt, so dass der Konzentrations/Dichte-Unterschied nicht sehr hoch ausfallen wird, wenn sich von der Kieselsäure in der Lösung ein kleiner Teil an den Kristall anlagert (bis zur Sättigungskonzentration). Mono-Kieselsäure ist ja auch kein Schwergewicht.
Wie gesagt, in der Natur und in niedrigviskoser (z.B. wässriger) Lösung.

So, muss wieder arbeiten .... bevor der Chef kuckt 

Gruss
Amir

[Krizu]

Was mich erstaunt ist, dass Schwerkraft und Konvektion bei Temperaturen um 200-400 Grad C so eine grosse Rolle spielen (bzw. spielen sollen, wenn mir der Einwand erlaubt ist ). Ich hätte erwartet, dass sich bei einem so hohen Diffusionstempo kein kleinräumiger Konzentrations-Gradient stabilisieren kann. Die meisten Kluft-Lösungen sind auch nur minimal übersättigt, so dass der Konzentrations/Dichte-Unterschied nicht sehr hoch ausfallen wird, wenn sich von der Kieselsäure in der Lösung ein kleiner Teil an den Kristall anlagert (bis zur Sättigungskonzentration). Mono-Kieselsäure ist ja auch kein Schwergewicht.
Wie gesagt, in der Natur und in niedrigviskoser (z.B. wässriger) Lösung.

Hallo,

gerade in den niedrigviskosen Medien spielt Konvektion, sei es über Temperatur oder Dichte, meiner Meinung nach eine Rolle  Luft flimmert sofort, dem Honig ist es egal ;-)
Und je dicker die Schicht ist, desto leichter löst sie sich von der Wand.


Zur Habitusausbildung:
Imho war das was mit F, Na und HCO3 beinflussen selektiv die Formen. Uni bochum hat da mal was gemacht (1985 +/-3)

MfG

Frank