Wissenschaftliches zu der Achatgenese

[Bernd G]

Thema für: Theorien zu der Entstehung von Achaten im Grenzlager Vulkaniten entstammend.

was mich immer wundert das in einer lagerstätte z.b. in thüringen seebachfelsen , man nebeneinander 2 achate findet die aber absolut unterschiedlich sind. in einem festungsachat im anderen lagenachat mit amethyst . die stücke liegen 10 cm auseinander aber in einem horizont  und sind völlig unterschiedlich.
man kann das aber auf fast alle fundstellen in thüringen beziehen.

[Ralf]

Ja Bernd, das ist eines der Phänomene, die sich nach heutigem Stand der Wissenschaft nicht eindeutig erklären lassen. Gleichzeitig stellen sie auch die bisher bekannten Theorien zur Bildung von Achaten auf eine schwere Probe. Meiner Meinung nach ist die Entstehung von Achaten auch gar nicht mit einer allgemeingültigen Theorie zu erklären. Wenn Achate so dicht nebeneinander so unterschiedliche Ausbildungen haben, müssen sie anderen chemisch-physikalischen Prozessen ausgesetzt gewesen sein. Eine Möglichkeit wäre z.B. , daß die zur Enstehung notwendig Gasblase gar keine ist. Vielleicht handelt es sich um Fremdgesteinseinschlüsse in der Lava, ähnlich wie sie in der Vulkaneifel auch vorkommen. Die äußere Form würde jedenfalls passen. Bei diesen Einschlüssen stellt man ebenfalls dicht nebeneinander einen unterschiedlichen Grad der Aufschmelzung und somit auch eine unterschiedliche Mineralisation fest. Manchmal ist sogar nur noch der Hohlraum vorhanden und der eigentliche Einschluß vollkommen aufgebraucht.  Bleiben wir der Einfachheit halber bei den vollkommen reduzierten Frendgesteinseinschlüssen, sprich Hohlräumen, so könnte man sich vorstellen das der Mantel dieser Hohlräume eine unterschiedliche Dichte, Durchlässigkeit oder Dicke hat ( vielleicht bedingt durch die Art des ehemaligen Einschlusses oder die Bedingungen durch Druck und Hitze ). Das könnte wiederum bedeuten, daß die Bildung von Achat hierdurch verzögert oder beschleunigt wird. Entweder, weil der Prozess bei einem Hohlraum länger dauert, oder weil es anderer Bedingungen von Druck und Hitze, bzw. sonstiger chemisch-physikalischer Prozesse bedarf um ein Eindringen von Lösungen zu ermöglichen.
Das aber würde bedeuten, das die beiden dicht nebeneinander liegenden Achate unterschiedlich alt sind. Um dem Ganzen jetzt noch die Krone aufzusetzen, wie wär´s denn mit einer Art Pseudomorphose ? Heißt, es gibt gar keinen kompletten Hohlraum sondern es handelt sich immer um Pseudomorphosen von Achat nach einem Fremdgesteinseinschluss. Abgesehen davon, daß ich das in keinster Weise wissenschaftlich erklären kann, wäre es aber eine tolle Grundlage für die Unterschiedlichen Ausbildungen von Achaten in einem Horizont. Unterschiedliche Farben könnten von unterschiedlichen Mineralien im Einschluß stammen. Außerdem würde es prima zu den Achaten passen, die nach einem Quarzband ein isoliertes Zentrum aus Achat aufweisen. Un die Mandeln, die nur aus reinem Quarz bestehen wären auch erklärt. Das sind die Hohlräume, in denen der ehemalige Einschluß vollkommen reduziert wurde. Dazu passen auch die Infiltrationskanäle. Schaut man sich die Einschlüsse dort an, stellt man folgendes fest. Das eingeschlossenen Fremdgestein wurde fast immer reduziert. Das heißt der Einschluß sitzt in einem Hohlraum der der ursprünglichen Größe des Gesteinsbrockens entspricht. Abhängig vom Grad der reduzierung beträgt der freie Raum zwischen Mantel und Rest zwischen wenigen Millimetern bis 10 cm. Dieser reduzierte Rest ist jedoch fast immer an einer oder mehreren Stellen mit einer Art verglaster  " Nabelschnur " mit dem Mantel verbunden. Nehmen wir an, man würde einen solchen Einschluß komplett bergen können, heißt mit vollständig unbeschädigtem Mantel, entspräche die äußere Form durchaus einer Achatmandel. Nun bohrt man ein kleines Loch hinein und füllt den Hohlraum mit Gips. Nach dem Aushärten sägt man ihn durch und zwar so, daß man eine der Nabelschnüre der Länge nach trennt, so erhält man ein Bild das verblüffend dem Aufbau eines Achates ähnelt. Die Längs durchgeschnittene Nabelschnur sieht aus wie ein Infiltrationskanal.

Mit ketzerischen Grüßen
Ralf

[Bernd G]

könnte so wie mit dem Xenolithen sein ( unterwiddersheim z.b. ) ? ist aber ein sehr guter ansatz, mal sehen wo das noch hin führt .

[Ralf]

Genau,

es ist nur ein Ansatz der für eine kontroverse Diskussion sorgen soll. Ich glaube nämlich, das bei allen aktuellen Theorien schon eine Art Tunnelblick herrscht.
Also bitte ich um rege Teilnahme.

Ralf

[Steinbeißer]

Nun ich bin auf dem Gebiet ein vollkommender Neuling.
Habe mir aber auch schon meine Gedanken gemacht.Wie sieht es aus wenn eine Gasblase mit höherem Innendruck,also mit Auftriebskraft sich in" flüssiger" Umgebung bewegt.Durch die späteren Infiltrationskanäle im Mantel entweicht der Überdruck und von außen kann nun Fremdmaterial eindringen.Der äußere Überdruck treibt dann den Rest ,oder auch nicht,der Gases hinaus und der Raum kann sich füllen.
Durch unterschiedlichen Auftrieb und Zeitablauf können so zwei unterschiedliche Achate neben einander vorkommen.Man sollte es Dreidimensional sehen.
Das ganze erinnert mich an einen sogenannten Klapperstein,innen hohl mit einem Fremdkörper darin,schüttelt man den Stein hört man es klappern.Ein Stein ohne Eindringungskanäle und mit ausgeglichenen Druckverhältnissen der einen anderen zeitlichen Ablauf unterlag,soll bedeuten schnellere Erstarrung des ihn umgebenden Materials aber mit ausgebildetem Mantel.
Das lässt sich alles noch verfeinern,ist bloß mal ein Anstoß ob es so sein Könnte.

Gruß Steinbeißer

[Steinbeißer]

Hat sich nun die Phantasie oder das Wissenschaftliche erschöpft ?

Dacht es kommt jetzt die Frage,was ist mit dem hydrostatischen Druckausgleich.
Oder das eindringende "Fremdmaterial"erzeugt unter Wärme auch Gase und erhöht den
Innendruch im Hohlraum.Was ist beim Absinken,da steigt doch der Außendruck.Können
sich im verbleibenden Hohlraum Kristalle bilden und und und.

Denkt doch nicht gleich zu Wissenschaftlich,alles geht doch von einfache Fragen aus.
Wenn jeder seinen Einwand oder Antwort einbringt kommen wir weiter.

Gruß Steinbeißer

[Bernd G]

in thüringen und auch anders wo gibt es kugeln die komplett aus porphyr bestehen, ist dann der porphyr in die kugel (gasblase ) eingedrungen ?
auch die hölräume in den kugeln sind unterschiedlich. soll man bei der entstehung von dünnwandigen blasen ausgehen , die sich dann gefüllt haben ?
oder von kompletten porphyr kugeln , die außen schon abgekühlt ( innen noch flüssig oder zäh breiig ) waren und das innere durch druck nach außen gepresst wurde ?
so kann auch ein holraum entstanden sein , der sich dann durch gesättigte lösungen (kieselsäure )  wieder gefüllt hat .
könnte ja auch sein das die kugeln durch aufsteigende mineralwässer ihre füllung bekommen haben. da sprechen wieder die spalten füllungen die es ja auch im porphyr gibt oder im melaphyr dafür.
oder sind die füllungen durch sickerwasser das von oben eindrang eintstanden ?könnte ja auch sein das da eine gesättigte lösung entstanden ist. wenn regenwasser durch gestein dringt werden ja mineralien gelöst.

[Ralf]

Gefällt mir 

das bestärkt mich in meiner Überzeugung das es nicht die Erklärung zur Achatgenese gibt, sondern mehrere völlig unterschiedliche.

Der Druck in Gasblasen kann durchaus eine Rolle spielen und ist auch schon in der Wissenschaft ein Thema, passt aber sicher nicht auf alles. Sobald z.B. Pseudomorphosen eingebettet sind, kann der Druck keine große Rolle mehr spielen.  Bei den Thundereggs, wozu ich jetzt auch mal die einheimischen Porphyrkugeln zähle, denke ich bildet sich zuerst die Prophyrkugel. Später dann, vielleicht durch Wasserverlust, bilden sich Schrumpfungsrisse im Inneren der Kugel die dann wiederum durch Kieselsäure gefüllt werden. Ich denke das die Thundereggs eng mit den Septarien verwandt sind, nur das bei letzteren zu wenig oder gar kein Kieselgel verfügbar war. Bei den Thundereggs dürfte der Innendruck keine Rolle spielen, eher hydrothermale Vorgänge oder aber auch Sickerwässer. Sicher sind selbst die Bildungsbedingungen der Thundereggs nicht mit einer einzigen Theorie zu erklären. Man bedenke nur die darin enthaltene Vielzahl der unterschiedlichen Ausbildungen von Carbonaten,  Jaspis und klarem Chalcedon über Achat, Holzopal bis hin zum Edelopal und sämtlichen Mischformen.
Und wie kommen andere Mineralien ( Calcit, Aragonit, Hämatit, Goethit etc. ) als wohlausgebildete Kristalle  in einen verbliebenen Hohlraum im Inneren des Achates ??.  Dringen mineralische Lösungen durch den noch vorhandenen Infiltrationskanal in den Drusenholraum ? Aber der ist doch in aller Regel ebenfalls vollständig mit Achat gefüllt. Wenn dies nach der Kristallisation der anderen Mineralien geschah, warum sind diese dann nicht auch mit Achat überzogen ? Oder ist die Kieselsäure so schlau, daß sie nur einen Pfropfen bildet 
Was ist mit den formlosen Carbonateinschlüssen im Achat ? Die können doch nicht in einem Hohlraum entstanden sein, sonst müssten sie doch Kristallformen erkennen lassen. Haben Sie das Kieselgel verdrängt ? Warum geht dann die Bänderung exakt um sie herum anstatt unterbrochen zu sein ? Oder haben sie einen vom Kieselgel " vergessenen " Hohlraum gefüllt, warum gab es dann diesen Hohlraum überhaupt, wenn sich Achat doch angeblich immer in Lagen kleiner Sphärolithe bildet ??

Fragen über Fragen die mit keiner bestehenden Theorie eindeutig und zweifelsfrei erklärt werden.

Gruß
Ralf

[Steinbeißer]

Na so gefällt mir das schon besser,2 Spezialisten und ein Laie.

Fangen wir doch am Anfang an,in einem Brei aus Mineralien und Gestein,der wie viele anderen
Substanzen am Siedepunkt Blasen wirft,ähnlich wie kochendes Wasser.Nun haben wir unsere
Gasblase,welche Art von Gas sich darin befindet kommt auf den Bereich an wo sie sich gebildet
hat.Bei Abkühlung des "Breis"bildet sich der Mantel.Wenn nun der Außendruck steigt wird das Gas komprimiert bis es sich einen Ausweg sucht,difundiert oder einen Austritskanal bildet.

Ist dieser groß genug oder sind es mehrere kann nach Druckabfall und aufsteigen im "Brei" Kieselgel
in den Hohlraum eindringen da der Gasdruck geringer wurde als der Außendruck.Bei zu großen
Druckdiverenzen und großen Eindringungskanälen ist das Eindringen des Kieselgels schnell und kann
bisweilen auch verwirbeln.

Was entstanden ist,meiner meinung nach,ein Wolkenachat.Könnte doch so sein ?
Keine klaren Linien,Verwirbelungen und wie man nach dem sägen sehen kann große
Eintrittskänäle.

Unter Druck können sich auch verschiedene Substanzen separieren und somit klare Bänder bilden
gleichmäßige bei gleichmäßigen Außendruck und verschobene Bänder bei ungleichmäßigen
Außendruck.Könnte das so sein ?

Bei dem Stein mit einem Hohlraum ohne Eindringung ist das Gas nicht entwichen sondern duch Kapilare difundiert,zurück bleibt ein Belag an der Innenseite,zuweilen bildet sich ein Körper der als loser Gegenstand vorhanden ist,das Ding klappert.

Nun bin ich gespannt auf die Expertenantwort.

Gruß Steinbeißer

[Steinbeißer]

Nun mal zu Wasser,über welchen Temperaturbereich unterhalten wir uns?
Ab 100 grad verdampft Wasser.
Wann ist Kieselgel noch fließbar?
Bei Temperaturen über 100 Grad(Da ist der Chemiker gefragt)was passiert mit H   2O.

Propfenbildung des Kieselgel´s ? Glaub ich nicht,es bleibt vielmehr nach Einfluß des Kieselgel´s ein Resthohlraum.
Der mit verflüssigtem Gas angefüllt ist und aus der Zusammensetzung sich Kristalle bilden.

Nun mal zu.

Gruß Steinbeißer

[Ralf]

Das mit dem Pfropfen war ein Scherz  .
Was die Infiltrationskanäle angeht ist das überhaupt so eine Sache. Jeder Mandelachat hat sie , viele Thundereggs auch. Und zwar mehrere ungleich große. Dabei ist die Frage, ob es sich überhaupt um Infiltrationen im Sinne des Wortes handelt, oder eher um Austrittsöffnungen. Ich tendiere eher zu letzterem, da bei einer Infiltration die Lagen des Achates im Kanal eigentlich in etwa genauso dick sein müssten wie im Inneren der Mandel. Das Gegenteil ist aber der Fall. Hier glaube ich, spielt jetzt der Innendruck eine Rolle.
Durch den Eintritt der Kieselsäure verengt sich der Hohlraum und eingeschlossenes Gas wird komprimiert. Und zwar so lange bis der Druck ausreicht um das Gas durch die noch nicht verfestigte Kieselsäure aus der Mandel zu pressen. Dabei sucht sich das Gas den Weg des geringsten Widerstandes. So weit, so gut. Aber wo strömt das Gas dann hin ? Auch hier kann man wieder mit mindestens zwei Varianten rechnen.
1.) Das die Blasel umgebende Gestein ist bereits verfestigt. In diesem Fall wäre es vorstellbar, das sich das Gas zwischen Gestein und Mandelmantel schiebt und so die Gelkapsel weiter komprimiert. Der Druck im Inneren der Mandel steigt wieder an und es kommt zu einem erneuten Gasaustritt an anderer Stelle. Das würde erklären, warum es mehrere Infiltrationskanäle gibt, und warum die Mandeln nur sehr selten eng mit dem Umgebenden Gestein verwachsen sind. Interessant wäre jetzt zu untersuchen, ob Mandeln die sehr fest vom Gestein umschlossen sind weniger Infiltrationskanäle aufweisen als andere. Gleichzeitig wäre es auch eine Erklärung für Deformationserscheinungen der Achatlagen, wenn nämlich die Kompression durch austretendes Gas nicht gleichmäßig auf die Gelkapsel wirkt.
2.) Das die Blase umschließende Gestein ist noch verformbar. Hier könnte es sein, das das austretende Gas sich nicht zwischen Gelkapsel und Gestein schiebt, sondern einen Weg in das benachbarte Gestein findet und hier neue Blasen bildet.
Gestützt wird das durch die Betrachtung von Gesteinen, die neben größeren Mandeln auch massenhaft mit Miniachaten durchsetzt sind. Diese sind nämlcih meist mehr oder weniger tropfenförmig ausgebildet. Außerdem sitzen die Mandeln in solchen Gesteinen relativ fest im umgebenden Gestein.

Die Theorie, das die Infiltrationskanäle vielleicht Austrittsöffnungen waren stammt übrigens nicht von mir, hab ich mal irgendwo gelesen. Allerdings ist sie m.W. nicht weiterverfolgt worden.

Hierbei möchte ich noch einmal zu einer regen Beteiligung an der Diskussion aufrufen. Keiner muß Angst haben, sich zu blamieren, tu ich ja auch 
Wir sind halt meist keine Wissenschaftler. Das soll uns aber nicht abhalten eigene Gedanken zu entwickeln und gerade abstruse und auf den ersten Blick unmögliche Theorien haben schon oft den Weg zur Wahrheit geebnet.

Gruß
Ralf

[Steinbeißer]

Das sehe ich auch so,das es Austrittskänäle sind.
Dann muß man davon ausgehen das daß Kieselgel sich schon formiert hat und sich mit dem Umgebungsgestein verbindet und dem Mantel bildet.Was den Schuß zulässt das im Wesendlichen die Struktur im Inneren schon vorhanden ist(Lagenbildung)die sich im Zeitablauf aufgebaut hat.
Das könnte für viele Achate zutreffen,aber nicht für alle wenn man die geograhpische Veränderung berücksichtigt.
In unseren Breiten war früher Meeresboden,der sich angehoben hat.Also kann nicht alles Erosionsschwemmland sein,auch kommt in betracht Ebbe und Flut des Meeres das sich hier befunden hat.Siehe heute Kiesstrand,den kann es früher auch gegeben haben.Durch anheben des Bodens und vulkanische Aktivität haben sich die Lagen gebildet.
Wobei das Bild eines Vulkankraters(Schlot im Inneren) dem der Austrittsöffnung bei Achaten sehr ähnlich ist.

Gruß Steinbeißer

[Steinbeißer]

War heute im Bergischen Löwen,kleine Handwerksausstellung,dort ist eine Dauerausstellung von
Fossilien und Schaubilder über Zeit und Geographie.

Die Zeit der Ablagerung bewegt sich um 380 Millionen Jahre durch den Eifel-Meerfluß,schließt
in etwas den Bereich des heutigen Remscheid bis Luxemburg ein.Mit den entsprechenden
Kiesablagerungen,der wohl in jedem Fuß vorhanden ist.

Sehenswert wer in der nähe von bergisch Gladbach wohnt.

Gruß Steinbeißer

[Steinbeißer]

Nun noch etwas zu der Achatgenese,


Ich hab mich gefragt,haben wir das Thema von der richtigen Seite angefasst?
Meine Überlegung:Achat,Calcedon,Quarz,Bergkristall,Tridymit allles besteht aus
SiO2. Es muß wohl der selbe Stoff sein,der sich durch physikalische Veränderungen
wie Druck und Wärme zu oben genannten Erscheinungsarten umbildete.Chemische
Veränderungen sind wohl ausgeschlossen.

Was war zuerst da,das Huhn oder das Ei,soll bedeuten welche Ausgangsform liegt
zugrunde aus dem sich SiO2 zu den obigen Formen umbildete.Meiner Meinung nach
der am häufigsten vorkommende.

Bin auf eure Meinung gespannt.

Gruß Steinbeißer

[Krizu]

Hallo,

ich halte eher die Entstehung für entscheidend:
- Temperatur und Druck für die Hoch- und Tieftemepraturformen bzw. Hochdruckformen bei den Kristallen

Völlig davon abkoppeln würde ich die Fällung (im Gegensatz zur Kristallisation) der amorphen Stoffe: Opal, Calcedon, Achat, Feuerstein.

Die Chemie unterscheidet sich in den SiOy(OH)x dem Kristallwasser und den Hydroxid-Gruppen.

Mfg

Frank