Enhydro-Wasser in Quarzen und Achaten

[berthold]

Hallo,

@collector

Überkritisch als Aggregatzustand - ist für mich auch neu.

Bisher wurden ja die Aggregatzustände wie folgt eingeteilt:

a) Klassisch

Fest - Flüssig - Gasförmig

so betrachtet ist der kritische Punkt einer Substanz die Temperaturschwelle, an der auch -bei noch so viel Druck- kein flüssiger Aggregatzustand mehr möglich ist. "Überkritisch" ist immer gasförmig. Ich würde also von überkritischem Zustand nicht von "überkritischen Aggregatzustand" sprechen.

Gruß

Berthold

[Krizu]

380C als kritische Temperatur gilt für reines Wasser.
Meines Wissens liegt die Temperatur bei Salzen in der Lösung höher.
Sonst wären das doch pneumatolytische Bildungsbedingungen.
Denn bei überkritischen Bedingungen ist Wasser doch ein Gas.

Oder??

700C erscheinen mir ziemlich hoch - waren das vielleicht 700Kelvin?
Ich hatte Autoklaven-Temperaturen von 300-600C in Erinnerung.

Beim Quarz etc gehst Du wg. des Phasenübergangs kaum höher. 700°C stellt eher die obere Grenze dar. Ob jetzt überkritisch einfach "nur" gasförmig ist In der Uni gab es eine Hochdruckzelle mit Optik dafür. Bis zum kritischen Punkt sah man Gas/Dampf und Wasser. Dann war der Grauwert eher dazwischen,  wenn ich mich an die Vorlesung 1989 richtig erinnere.

MfG

Frank

[Martin]

Wie kommt das Wasser nun wirklich in die Drusen. Ich habe von einem Geologen folgenden Erklärungsversuch gehört:
Wenn Drusen im Zuge von Sedimentverschiebungen in wasserführende, druckbeaufschlagte Schichten geraten und dort lange Zeit verbleiben, wird das O2 in den Hohlraum gepresst.
Was haltet Ihr von dieser Version?

Martin

[Martin]

Das Thema interessiert mich immer noch. Gibt es niemanden, der zu dem dargestellten Lösungsansatz eine Meinung hat? 

[Martin]

Mich interessiert das Thema immer noch. Hat niemand zu der angerissenen Theorie eine Meinung?

Martin

[Krizu]

Hallo,

erscheint mir etwas kompliziert:
- die Druse entsteht mit Wasser (Hydrothermal)
- das Wasser geht weg
- Das Wasser wird reingedrückt
- das Wasser bleibt drin
- Dir Druse wird gefunden

 

MfG

Frank

[Bernd G]

ist es eigentlich immer so , das im allen (achaten, quarzen usw. ) wo wasser eingeschlossen  ist auch luft oder gasblasen drin sind ?
ist das wasser schon mal auf seine  zusammensetzung untersucht wurden ?

[Krizu]

Hallo Bernd,

das muesste eigentlich so sein. Bei den Temperaturen der hydrothermalen Bildung würde ohne Luft/Dampf was-immer der Druck viel zu hoch. Bei der technischen Hydrothermalsynthese ist der Füllgrad der Parameter für den Druck bei einer Temperatur.

Bei den Wasserblasen waere eine Isotopenanalyse interessant  Mit "normalen" Methoden erwarte ich da nichts.

Mfg

Frank

[berthold]

Hallo,

da hat man schon fleißig geforscht. Zweiphasige (flüssig/gasförmige) Einschlüsse erlauben z.B. Rückschlüsse auf die Bildungstemperatur (vereinfacht dargestellt: Stück mit zweiphasigem Einschluss erwärmen bis die Gasblase verschwindet, das ist dann die Bildungstemperatur). Die Untersuchung der eingeschlossenen Flüssigkeiten und Gase (es muss nicht Wasser und Luft sein, das ist sogar die Ausnahme) ist für die Erforschung der Lagerstätten-Genese sehr wichtig. Flüssigkeitseinschlüsse kommen übrigens auch in anderen Mineralien (z.B. Fluorit) vor.

Gruß

Berthold

[giantcrystal]

Die bisherigen Erklärungsansätze zu diesem Thema sind mir als Geologe zu kompliziert, bzw, zu konstruiert.

Es fehlt dabei ein ganz wesentlicher Gedanke : die Zeit.

Die Natur hat nahezu unendliche Zeiträume, um Mineralien und somit auch Achate zu bilden. Man sollte also nicht von den Verhältnissen in technischen Prozessen ausgehen, die dazu angelegt sind, möglichst schnell (und wirtschaftlich) Quarze zu züchten.

Überkritische Phasen - sollten sie denn in der Natur jemals auftreten - sind somit als Erklärungsmodell meiner Meinung nach wenig hilfreich. Im übrigen spricht auch wenig für solche aggresiven Vorgänge, da Achatmandeln fast immer schön rund geformt sind und an den Rändern keine Spuren agressiver Lösungsvorgänge aufweisen. Die Achate zeichnen dabei meist geradezu mustergültig die Form der ursprünglich vorhandenen Gasblasen im Vulkangestein nach.

Nimmt man also viel Zeit und mässig temperierte Lösungen (um 100 Grad, eventuell auch noch weniger : sollten sie höher sein, sollte man eigentlich die Abscheidung von Sulfidmineralien in Achaten erwarten können, was aber nicht der Fall ist) sowie relativ wenig Druck (Vulkangesteine bilden sich stets nahe der Oberfläche !) so ergibt sich ein relativ einfaches Szenario :

Das soeben oder vor kurzer Zeit entstandene Vulkangestein (Melaphyr, Basalt, Rhyolith etc.) mit seinen zahlreichen Gasblasen - Hohlräumen wird über lange Zeiträume von kieselsäurereichen Wässern durchströmt. Hierbei scheiden sich an den Rändern der Hohlräume relativ gleichmässig Kieselgele ab, wobei sich der Chemismus der zirkulierenden Lösungen immer mal wieder leicht ändert und so zur Bänderung der Kieselgele = späteren Achate führt. Dieser Vorgang setzt sich solange fort, bis

a)entweder die gesamte Gasblase mit allmählich kryptokristallin verfestigten Kieselgel = Achatsubstanz erfüllt ist

b) oder sich der Chemismus der Lösungen so ändert, das größere Quarzkristalle entstehen (Bergkristall, Amethyst etc) entstehen und der Zentralhohlraum frei = gleich mit Restlösung erfüllt bleibt. Eventuell kann es hier auch noch zur Abscheidung weiterer Mineralien wie Calcit, Baryt und anderer kommen.

c) oder sich keine derartigen Kristallisate mehr bilden und der Hohlraum einfach wassererfüllt frei bleibt.


Nun passiert nicht mehr sehr viel...Zeit vergeht und die Umgebung kühlt weiter ab. Jedes Gestein ist mehr oder minder porös und so verschwindet über längere Zeiträume hinweg meist das Restwasser aus dem zentralen Hohlraum des Achates. In wenigen, günstigen Fällen bleibt es als Enhydros erhalten.


Alles wenig aufregend, wenn man lange Zeiträume in der Größenordnung von 100.000 Jahren oder mehr in Betracht zieht. Und solche Zeiträume sind für die Natur überhaupt kein Problem


Glück Auf

Thomas

[Krizu]

Hallo,

ich gebe Dir recht: Die Zeit ist ein Faktor und die Quarzsynthese ist nicht gleich der natürlichen Bildung!

Jetzt kommt das ABER: 
- Wieso gigt es dann Hochtemperaturquarze, wenn es kalt in der Lösung zu geht?
- Warum kann eine aggressive Lösung keinen runden Hohlraum fressen? Gerade der hat die minimale Oberfläche!
- Bei geringen Temperaturen liegt die Löslichkeit von Quarz im Bereich von vielleicht 100mg/l. Dann könnte ohne Stoffaustausch (Nährlösung) mit der Umgebung nicht mehr als 0.001% des Hohlraums gefüllt werden.

 

MfG

Frank
(geologischer Laie!)

[giantcrystal]

@ Krizu :

- Hochtemperaturquarze gibt es selbstverständlich in der Natur. In hochhydrothermalen Systemen, aber meines Wissens nicht in Achatdrusen.

-  Natürlich könnte eine solch agressive Lösung einen runden Hohlraum fressen. Aber es ist zu vermuten, das dieser Hohlraum eher länglich geformt ist, etwa so wie Kolke im verkarsteten Kalkstein (die ja auch durch agressive Wässer entstanden sin). Die Achatmandeln sind aber eben genau das : rund bis mandelförmig

- die dritte Frage / Schlußfolgerung verstehe ich nicht ganz. 100 mg/l = 0,1 g/l ist ja schon ganz schön viel Kieselsäure, die sich in Lösung befinden. Für meinen Geschmack würde ich die Löslichkeit von Quarz in sagen wir 80 Grad warmen Wasser um einiges niedriger ansetzen, aber bleiben wir ruhig bei dieser Zahl.

Das hieße also, das in einem Kubikmeter = 1000 Liter davon 100 g reine Kieselsäure enthalten sind. Das reicht locker, um eine kleine Achatdruse komplett auszufüllen ! Bei den angenommenen langen Zeiträumen und weiträumig durch das Gestein migrierenden Lösungen also gar kein Problem, sehr viel kolloidale Kieselsäure = späterer Achat abzuscheiden.

Glück Auf

Thomas

[Krizu]

Hallo,

der Silikatanteil liegt im Allgemeinen bei neutralen Lösungen um einen Faktor 10 tiefer, kann aber in basischen Lösungen stark ansteigen.

Im Kalk hast Du eine Vorzugsrichtung und einen reinen Abtrag. Das Wasser sucht sich auch den Weg der Risse/Schichtung. Das ist meines Erachtens in Basalten so nicht gegeben. Anders herum: sind Gasblasen nicht oftmals länglich  durch die Strömung bzw. das Aufsteigen?

Aber jetzt die Gretchenfrage:
Wie kommen 1000l Wasser durch eine kleine Achatdruse  Warum wird dann nicht jeder kleine Hohlraum bei großflächiger Druchströmung mit Achat/Qaurz/Chalcedon ausgekleidet?
ok, du kannst argumentieren 1000l Wasser in 100.000 Jahren sind 10ml/Jahr. Dann muessten die aufwachsenden Schichten aber sehr durchlässig sein. ODer mit anderen Worten: die Kleine Druse ist binnen 5 JAhren trocken.

MfG

Frank
(der sich von den hohen Temperaturen verabschiedet hat  )

[giantcrystal]

Das Wasser sickert fröhlich so vor sich hin 

Nein im Ernst : Über lange Zeiträume (ich reite vielleicht ein wenig sehr darauf herum, aber dieser Aspekt wird leider immer viel zu sehr vernachlässigt !) hinweg ist das alles kein Problem. Und für Flüssigkeiten dichte Gesteine gibt es über längere Zeiträume nicht. Da gibt es Schichtung, Klüftung, Spannungsrisse, Schrumpfungsrisse, Poren und alle möglichen sonstigen Wegsamkeiten. Wäre dies nicht so, hätten wir keine Mineralbildungen...

... und wären als Mineraliensammler arbeitslos

Glück Auf

Thomas

[Krizu]

Ok,

aus Unwissenheit nehme ich mal deine 100.000 Jahre als i.O. an.

Jetzt habe ich eine gesättigte Lösung, die fröhlich mit mm/a durch das "homogene" Gestein sickert. Sie trifft auf einen Hohlraum und denkt sich: Klasse, den fülle ich mit meinem Ballast aus.  Schwupps, die Wämde sind mit einer dichten aber dünnen Schicht Achat belegt. Jetzt kommt 10.000 Jahre später wieder so eine Lösung dumm des wegs vorbei. Ups - dichter Achat:
- da sicker ich doch mal weiter?
- ich diffundier ich doch mal durch den Achat um dann innen eine neue Schicht abzulagern?
Aber warum sollte ich denn jetzt ausfällen? Drinnen ist es wie draussen?

Klingt zwar kindisch - ist aber genau mein Problem. Wenn ich darüber nachdenke, ist ein möglicher Weg eine spätere Kompaktierung des Achats (Verlust des "Zwickelwassers" der Nanoteilchen). Dann waere das Durchflussproblem gelöst  Aber was zeichnet den Hohlraum gegenüber dem Flusskanal 1mm daneben aus?

Mfg

Frank
(vielleicht nervig - aber hoch interessiert!)