Sehr hartes Mineral - was ist das?

[Achim]

Hallo,

vielleicht erinnert sich der eine oder andere, vor ca. 6 Wochen hatte ich eine Steine- und Mineraliensammlung erworben. Ca. 90% hatte ich ausgemistet, mich aber nichts wirklich wegschmeißen getraut, sondern den 'Schrott' hinter einem Schuppen im Garten verteilt. Ab und an schaue ich dort vorbei und wühle - mit langsam zunehmenden Wissen - dort etwas herum. Heute war mir ein kleines Stück in die Hand gefallen (ca 50 * 20 * 19mm) welches relativ leicht ist, sich 'warm' anfühlt und einen glänzenden fast speckingen Eindruck macht. Ich hatte zunächst gedacht, das es in Richtung Achat gehen könnte.

Zunächst bin ich mit meinem neuen Ritzbesteck zu Werke gegangen. Erst mir Härte 7 - nichts. Härte 8 - immer noch nichts? Zur Probe ein Stück Achat genommen - der ließ sich mit Härte 7 gerade so ankratzenm mit 8 locker. Mit Härte 9 konnte man dann auch Ritzen - mit viel Druck. Neugierig geworden habe ich die Dichte auf 2,1 +/- 0,05 so genau wie mir möglich bestimmt.

Anbei stelle ich zwei Bilder. Nach meinem rudimentärem Wissen kann es kein Achat sein (Härte 6,5 bis 7, Dichte 2,6 bis 2,7.

In meinen zwei Büchern konnte ich nichts passendes ausmachen. Was könnte dies sein?

Viele Grüße

Achim

p.s. vor der Härtebestimmung wollte ich eine relativ flache Seite mit meiner Schleifmaschine (eigentlich für Werkzeugschleifen mit Korundscheibe) abschleifen - nur da hatte sich fast gar nichts getan - was mich im Nachgang nun kaum wundert.

[Achim]

und das 2. Bild:

[heli]

Würde vermuten, dass hier irgendwas beim Ritzen danebengegangen ist.

Sieht nach einer Quarzvariätät aus.   

[Achim]

Hallo Helmut,

die Vermutung liegt nahe. Nur passt neben der Härte auch die Dichte überhaupt nicht. Von Quarz mit 2,1 habe ich bisher nirgends gelesen. Ich kann gerne heute abend nochmals es mit Ritzen versuchen. Ich hatte es an zwei verschieden Stellen probiert, mit dem jeweils gleichen Ergebnis. Gesichtert kann ich sagen, daß das Material deutlich härter als Achat ist - ich hatte direkt mit einander verglichen.

Beim Ritzbesteck habe ich mir 'etwas vernünftiges' zugelegt, ab Härte 5 bis 9 haben die Griffel alle entsprechend gehärtete Metallspitzen.

Viele Grüße und Danke für Eure Beiträge

Achim

[Ralf]

Es könnte sich dem Foto nach um sog. Holzopal handeln, könnte....

[berthold]

Hallo,

nach dem Bild würde ich auch Holzopal oder Chalcedon sagen. Zur Dichteangabe 2,1 +/- 0,05 hätte ich eine Frage: Wie ist die ermittelt? Klar, wenn über Volumenbestimmung und Gewicht des gesamten Stückes dann ist das -sofern das Stück nicht komplett homogen und frei von Einschlüssen/Hohlräumen ist- eher eine Lottozahl und die Genauigkeitsangabe ohne jede Bedeutung. Sinn macht es hier ein kleines Stückchen abzutrennen und zu testen (Schwebemethode in schwerer Flüssigkeit wäre gut, ist aber sehr aufwändig). Vom Trend her kann man nornalerweise sagen, dass sehr harte Mineralien auch schwer sind. So passen die beiden physikalischen Beobachtungen nicht so recht zusammen.

Zur Härte möchte ich anmerken dass die Bestimmung immer mit gewisser Vorsicht zu betrachten ist. Einmal, weil die Härte des gleichen Minerals verschieden sein kann, zweitens weil die Ritzhärte mit naheliegenden Härtegraden geprüft schwer erkennbar ist. Und drittens weil bei glatten Oberflächen das Ritzbesteck auch mal leichter abgleitet als ritzt. Ich schlage vor, mit der Härte 8 nochmals zu prüfen und zwar in der Form: Eine ebene, nicht zu glatte Stelle unter dem Mikroskop suchen, makrieren, dann dort  kreuzförmig mit Härte 8 einen Ritzversuch machen und die Stelle dann -wieder mit dem Bino- auf Ritzspuren untersuchen. Ich bin 100% sicher, dass sich da Ritzsspuren zeigen.

Gruß
Berthold

[Achim]

Hallo Berthold,

ich hatte die Dichte wie folgt gemessen: Das Mineral an einen Bindfanden gebunden. Mit Küchenwaage (Grammteilung) gewogen. Ergebnis: 36 g. Dann ein Gefäß mit Wasser gefüllt, auf die Waage gestellt, genullt. Nun am Bindfaden das Mineral komplett in die Flüssigkeit getaucht, und dort schwebend gehalten. Gewicht der verdrängten Flüssigkeit: 17g.  Dichte = 36/17 = 2,11. Die 36g und 17g sind jederzeit reproduzierbar. Bei einem Referenz 1000g Gewicht zeigt die Waage auch 1000g. Die Dichteangabe müsste somit - im Rahmen meiner Messmöglichkeiten korrekt sein.

Mit dem Ritzen will ich heute abend gerne versuchen. Ich habe jedoch kein Auflichtmikroskop, so muss eine 10-fach Einschlaglupe reichen.

Viele Grüße

Achim

[Goldi85]

Hallo,

ich würde hier ebenfalls eine Quarzvarietät vermuten, auch wenn die Härte nicht zu stimmen scheint. Man muss, wie Berthold schon schreibt, bei einem harten Mineral wie Achat schon stark aufdücken, dass sich da überhaupt was tut. Das merkt man noch, wenn man mit SiC (Härte 9,5) dran geht. Die Dichtebestimmung geht halt auch immer von einem Idealwert aus, in der Realität hat man große Abweichungen (gerade bei Achat, Jaspis, usw). In den meisten Fällen ist es eigentlich nur sinnvoll zu sagen, ob ein Stein "relativ" schwer ist oder "relativ" leicht.

Gruß  Daniel

[smoeller]

Hallo,

Opal oder Chalcedon.

Das Problem mit der Dichtebestimmung: In der Regel hast du in einem solchen Stück Hohlräume mit Luft- oder Flüssigkeitsfüllung, andere Komponenten, Porositäten etc. Besonders der graue Anteil bei dem Stück sieht sehr porös aus. All diese Poren tragen zum Volumen des Stückes, jedoch nur wenig zum Gewicht bei.

Glück Auf!
Smoeller

[berthold]

Hallo Achim,

bei der Dichtebestimmung mittelst Du über den gesamten Stein. Typischerweise enthaltene Hohlräume -egal ob mit Luft oder Wasser gefüllt- verringern den gemessenen Wert. Wer mal die Wolken von Einschlüssen z.B. in einem Milchquarz gesehen hat kann sich gut vorstellen dass da nie der theoretische Wert erreicht werden kann. Und: Für Quarz wird oft 2,6 bis 2,7 angegeben. Theoretisch - und nur durch schwerere Mineralbeimengungen zu übertreffen - ist der obere Grenzwert jedoch 2.651. Selbst bei reinem kristallinen Quarz setzen schon Gitterbaufehler die Dichte herab (ja, Unordnung braucht eben mehr Platz als Ordnung). Deswegen: An dieser Form der Dichtebestimmung würde ich in hier eine Quarzvarietät nicht scheitern lassen.

@Daniel:

Realität hat man große Abweichungen (gerade bei Achat, Jaspis, usw).

Ja, genau. Manchmal liegt auch Opalstruktur vor (ohne dass man das sieht) und da sind Dichten unter zwei keine Seltenheit...

In den meisten Fällen ist es eigentlich nur sinnvoll zu sagen, ob ein Stein "relativ" schwer ist oder "relativ" leicht.

soweit würde ich nicht gehen - homogene Probe bei guter Messung vorausgesetzt 

Gruß
Berthold

[heli]

Hallo Achim,

Dichteangaben von Quarz funktionieren eigentlich nur bei "echten" Quarzbrocken (ohne Hohlräume) oder Bergkristall ohne Matrix. Die ganzen Varietäten (und um eine solche handelt es sich zweifellos) haben eine ziemliche Schwankungsbreite beim Gewicht - wie bereits ausgeführt meistens liegt das spez. Gewicht eher niedriger. Dazu ist noch zu beachten, das jede Matrix die Durchschnittswerte massiv verfälscht.
Daher: Dichte 2,1 ist jederzeit vorstellbar, ich habe selber einige "opalartige" Mineralienstufen (Traß, Holzopale usw.), bei denen das spez. Gewicht vermutlich noch geringer ist.

Zum Ritztest: So ein Ritzbesteck habe ich mir vor vielen Jahren auch mal zugelegt. Ich habe es aber nur ganz selten verwendet. Ich ritze fast immer mit Vergleichmineralien wie Calcit, Fluorit, Quarz oder Messer, Glas.

 

[Achim]

Hallo,

vielen Dank für die zahlreichen und ausführlichen Erläuterungen. Ich habe mittlerweile etwas im www gelesen und eben den Ritztest an zwei Stelle nochmals durchgeführt ( und mit Bildern dokumentiert).


Fazit: die Härte des Stoffes ist stark von der Prüfstelle abhängig. An der ersten Stelle war mit Härte 8 ein Kreuz gut einzuritzen, auch mit Härte 7 ging noch etwas, erst mit Härte 6 war schluss.

An der zweiten Prüfstelle (im dunklen Material, jene Stelle, an der ich mich auch gestern versucht hatte) ist der Stoff deutlich härter. Das erste Bild zeigt den Anblick nach dem Ritzversuch, ich hatte mit ca. 10N angedrückt (extra auf der Waage gemessen). Das 2. Bild zeigt den Anblick nachdem ich mit dem Finger wieder darüber gewischt habe - das Kreuz ist weg, es war scheinbar Abrieb vom Stift. Unter der Lupe bei 10-fach kann in einer Richtung noch eine schwache Spur erkannt werden - das Material war also nicht 100% unbeeindruckt. Mit Härte 7 geht an dieser Stelle absolut gar nichts.

Ich komme für mich zum Schluss, das es sich um Holzopal handeln könnte (hier passt auch in etwa die Dichteangabe, ich kann eure Argumente bezüglich Einschlüsse aber auch gut nachvollziehen, das Stück selbst sieht rein äußerlich von einer 'Rinde' abgesehen relativ homogen aus). Die Härte würde zu Opal mit geringen Wasseranteil auch an der 'weichen' Stelle gut passen, die Harte fällt eben etwas aus dem Bild.

Bildreihenfolge:

1) helle und weiche Prüfstelle vor dem Ritzversuch
2) Stelle nach Ritzen
3) dunkle und harte Prüfstelle nach Ritzversuch
4) dunkle und harte Stelle nach Ritzversuch mit anschließenen abwischen

Viele Grüße

Achim

[Achim]

und noch das 4. Bild:

[Achim]

Hallo,

heute habe ich eine Seite zunächst mit einer Diamantscheibe so gut als möglich plan geflext, dann geschliffen (80er, 180, 360er Carbo, dann Microgrit WCA 9my, 5my, 1my) und poliert.

Leider ist der Stein im Schliffbild nicht so schön bunt wie auf der Außenhaut. Die Politur hat ganz klar gezeigt, dass das schwarz gefärbte Material wesentlich härter als der Rest ist, da dieses schon nach sehr kurzer Zeit sehr reflektiv wurde. (WCA 3 my entspricht etwa Carbo 1600).

Kann die Vermutung Holzopal aufrecht gehalten werden? Irgend eine Idee, was die schwarze Einlagerung sein könnte?

Viele Grüße

Achim

[Goldi85]

Hallo,

so wie das Stück aussieht, würde ich da auch von versteinertem Holz oder etwas in der Richtung sprechen.
Das Dunkle dürfte relativ kompakter, unverwitterter Chalcedon oder Opal sein, durch Verwitterung verfärbt sich die Oberfläche oft weiss und ist dann deutlich weicher. Chalcedon oder Opal ist in "Reinstform" (also ohne irgendwelche Einschlüsse, unverwittert) eigentlich farblos-leicht blaugrau, wenn sich dann aussenrum so eine Verwitterungskruste gebildet hat, kommt das Licht meist nicht mehr durch und der Chalcedon erscheint manchmal fast schwarz.

Gruß  Daniel