Quarz
Opal
Im angloamerikanischen (mineralogischen) Sprachgebrauch wird Opal nicht als Mineral angesehen, da es amorph ist und in seiner Zusammensetzung variiert. Da Opal jedoch einen gewissen Grad an Homogenität hat, wird er als Mineraloid bezeichnet.
Wenngleich viele Menschen glauben, dass Opal selten ist, weil sie an die Edelsteinvarietäten danken. In Wirklichkeit jedoch ist Opal ein ziemlich gewöhnliches Mineral in niedrigtemperierter Umgebung. Opal bildet sich aus SiO2-reichen wässerigen Lösungen und, ähnlich wie Chalcedon, aus wässerigen SiO2-Gelen.
Opal ist SiO2 mit wechselnden Mengen von H2O. Ohne Kristallform; nieren-, traubenförmig, knollig oder unregelmäßige Hohlräume ausfüllend, auch erdig. Durchsichtig bis durchscheinend und undurchsichtig in allen Graden. In reinem Zustand farblos, aber durch meist eisenhaltige Verbindungen gefärbt, gelb, braun, rot, schwarz, auch farbenspielend (dann auch als Edelopal bezeichnet).
Außerdem an Stelle früherer Lebewesen als deren Versteinerungsmittel, z.B. in Opal umgewandeltes Holz, Schnecken u.s.w. Glas- bis fettglänzend.
Als amorpher Festkörper besitzt Opal (ähnlich wie Glas) keine Kristallstruktur und tritt meist als massige Adernfüllung oder knollig ausgebildet auf.
Opal kommt in Spalten SiO2-reicher vulkanischer Gesteine, aber auch in sedimentären Gesteinen vor. In vulkanischen Gesteinen kann es sich an Gesteinswänden aus SiO2 bilden, welches durch Wasserdampf transportiert wurde. (FLÖRKE, et a., 1973).
Der meiste Opal ist biogenen Ursprungs, da es das Gerüstmaterial der opalinen Skelette einzelliger Algen und von marinem Plankton ist. Die Skelette dieser organismen akkumulieren als Sedimente auf dem Meeresboden und werden in Diatomit und Radiolarit transformiert.
Opale unterscheiden sich deutlich in ihrer Mikrostruktur und in ihrer Zusammensetzung; ihr gemeinsamer Nenner ist die nicht-kristalline Struktur und ihr Wassergehalt. Abgesehen von diesen Fakten, werden Opale weiter klassifiziert in (FLÖRKE et al., 1991; GRAETSCH, 1994)
Opal-C
Mikrokristalline Opale, die aus Cristobalit bestehen und einen Übergangsstatus bei der Bildung von Diatomiten und Radiolariten aus opalinen Skeletten bilden. Opal-C kommt in nodularen Konkretionen in Sedimenten vor; bekannt ist > Menilith (s.u.)
Opal-CT
Mikrokristalline Opale, welche aus ineinander verwachsenen Cristobalt und Tridymit bestehen; auch als > Lussatit bekannt. Opal-CT findet sich als Übergangsstatus bei der Bildung von Diatomiten und Radiolariten aus opalinen Skeletten sowie in opalinen Konkretionen in Sedimenten.
Opal-AG
Amorphe Opale mit einer gel-artigen Struktur. Dies ist die Struktur von Potch-Opal (farbloses Opalgestein aus Australien), Edel- und Feueropal.
Opal-AN
Amorphe Opale mit einer netzwerkartigen Struktur. Bekannte Beispiele sind >Hyalith oder Glas-Opal.
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Opale bilden sich durch kieselsäurehaltige Flüssigkeitsansammlungen in unterschiedlichen Gesteinen. Sie entstehen entweder in Sedimentiten oder hydrothermal in Vulkaniten wie beispielsweise im Tuff, aber auch durch Sedimentation in organischem Material, wodurch unter anderem Holzopal entsteht. Begleitmineral ist meist Chalcedon.
In Sedimenten und Sedimentgesteinen bildet sich durch langsamen Wasserverlust ein Kieselsäure-Gel, das in eine feste Konsistenz übergeht. Im Laufe der Verdunstung des dabei beteiligten Wassers verbleibt ein Restanteil. Diese Prozesse bestimmen die Art und Weise der sedimentären Opalbildung. Wechselzyklen von trockenen und feuchten Klimaperioden sowie die Verwitterungsprodukte vorhandener Tonminerale sind weitere Voraussetzung der Opalbildung. Die großen australischen Opalvorkommen, die in einem Sedimentbecken entstanden, das ein Fünftel Australiens bedeckt, werden heute als ein Ergebnis von Verwitterungsprozessen angesehen, bei denen Kieselsäurelösungen in Tone, Sande, Gerölle kreidezeitlicher Flussläufe und Sandsteine sowie in feinkörnige, tonreiche Mergelschichten und grobkörnige Konglomeratbänder eindrang. Opal konnte Porenräume in körnigen Sedimentstrukturen füllen, die sich auch als Zementation zeigen kann. Auf diese Weise füllten sich ebenso vorhandene Lineamente, Hohlräume in Verwerfungszonen und andere planare Diskontinuitäten in Gesteinen. Da diese Räume vom Grundwasser durchströmt wurden und in Klimaperioden die Grundwasserpegel anstiegen und absanken, konnten sich die darin befindlichen Kieselsäure-Gele ablagern und festigen.
Die Farben des Opals (Schwarz, Weiß, Grau, Blau, Grün und Orange) – unabhängig vom Farbenspiel, hängen auch von der chemischen Zusammensetzung der sie umgebenden Gesteine und den darin enthaltenen Spurenelementen wie Eisen, Kobalt, Kupfer, Nickel, Silber usw. ab.
Das Farbenspiel des Edelopals wird durch Lagen von Myriaden kleinster Kieselkugeln und ihren Durchmesser im Nanometer-Bereich (nm) bestimmt, die sich in den Entstehungsprozessen bilden und das Licht reflektieren.
Opale kommen auch in vulkanischen Gesteinen vor, beispielsweise der Feueropal aus Mexiko in einem Rhyolithvorkommen. Die in vulkanischen Gesteinen vorkommenden Opale sind durch hydrothermale Prozesse entstanden, bei denen Hitze und Druck eine wesentliche Rolle spielen. In Untersuchungen russischer Wissenschaftler wurde festgestellt, dass sich die hydrothermale Bildung der Opale in zweierlei Hinsicht von der sedimentären unterscheidet: Die SiO2-kugeln im Nanobereich werden nicht parallel, wie bei der Bildung sedimentärer Opale, sondern chaotisch eingelagert. Im Gegensatz zu den dreidimensionalen Kugeln der sedimentierten Opale entstehen zweidimensionale lückenhafte photonische Bänder in der chaotischen Opal-Matrix. Blockartige Gebilde und dünne Filme sind für die Spektralfarbe und das Schillern vulkanisch gebildeter Opale verantwortlich.
Eine Besonderheit stellt der Eibenstockopal bei Eibenstock in Sachsen dar, der aderförmig in einem magmatischen Gestein in Granitschichten, eingelagert wurde. Dies gilt auch für den Forcherit von Ingering in der Steiermark, der in Klüften von Gneisen vorkommt.
In Silikatgesteinen wie Sandstein und Quarzit können unter besonderen Bedingungen Speläotheme auftreten, die nicht aus Karbonat, sondern aus Silikaten wie Opal oder Quarz bestehen. Beispiele solcher Bildungen finden sich besonders verbreitet in den Höhlen der südamerikanischen Tepuis, wie zum Beispiel im Muchimuk-Höhlensystem oder in der Cueva Ojos de Cristal des Roraima-Tepuis. Beschrieben wurden mehr als ein Dutzend Formen von pilz-, nieren- oder ballförmiger Gestalt, auch mit korallenähnlicher Form und unregelmäßig verzweigt.
Das Vorkommen dieser Bildungen wird durch Verdunstung von Höhlenwasser mit Anreicherung gelösten SiO2 und den Niederschlag von fein zerstäubtem Wasser auf Wänden und Decken außerhalb des Einflusses von fließendem Wasser erklärt. Die Ausfällung von Opal wurde auch auf Spinnweben beobachtet, die durch den Absatz des Materials in sich zusammenfielen und stalaktiten-ähnliche Formen bildeten.
Eine besondere Rolle bei der Bildung der Opal-Speläotheme spielen Bakterien, die sich im Material der Speläotheme nachweisen lassen.
Zu den Gemeinen Opalen zählt der Hyalith (von griech. hyalos = Glas) oder auch Glasopal, der als einfacher, wasserklarer Opal mit traubig-nieriger bis krustenförmiger Ausbildung kein Farbenspiel zeigt.
Der ebenfalls den Gemeinen Opalen zugerechnete Hydrophan (aus dem Griechischen: hydor (Wasser) und phanos (scheinen)) oder auch Milchopal entsteht durch alterungsbedingten Wasserverlust aus Edelopal und ist milchigweiß mit nur noch mattem Glanz und schwacher Opaleszenz. Durch Wasseraufnahme wird er für kurze Zeit wieder durchsichtig und erhält sein volles Farbenspiel.
Weitere zu den Gemeinen Opalen gehörende Varietäten sind der gebänderte Achatopal, der durch Eisenverbindungen rötliche bis braune Jaspopal , der gelbliche Honigopal, der porzellanähnliche, perlmuttglänzende Kascholong (Cacholong, Porzellanopal), der Moosopal mit seinen dendritischen Strukturen, der grüne Prasopal (Chrysopal) und der gelblichbraune, wachsglänzende Wachsopal.
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Als Kieselsinter oder Geyserit werden lockere, feinkörnige Opal-Krusten (Kieselsinter) bezeichnet, die sich durch die Tätigkeit von Thermalquellen und Geysire absetzen.
Kieselgur ist die einzige technisch verwendete Varietät. Als lockeres Aggregat mit feinen Poren ist er sehr saugfähig und wärmedämmend und wird daher im Bauwesen eingesetzt.
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Lussatit (Opal-CT) ist eine Opal-Varietät, welche von Ernest Mallard im Jahr 1890 für ein Chalcedon-ähnliches Material mit einzigartigen Eigenschaften von Lussat, nahe Pont-du-Chateau, Puy-de-Dome in der französischen Auvergne beschrieben wurde. Lussatit kommt zusammen mit Opal und Quarz in bituminösem Kalkstein von Limagne, seltener auch in Peperiten vor.
Die schönsten Lussatit-Exemplare stammen aus der Mine des Rois bei Dallet im Departement Puy-de-Dôme in der Auvergne. Ihre Farbe ist intensiv blau; andere Farben sind braun, grünlich, weiß-grau und rosafarben. Das Mineral bildet opalisierende Sphärolithe. Unter langwelligem UV-Licht fluoreszieren Lussatite apfelgrün.
Eigenschaften und Entstehung
Lussatit (Opal-CT) ist eine extrem seltene polymorphe Form von SiO2 und wird hydrothermal gebildet. Die zwischen 150-300 nm großen Opal-Sphärolithe in Opal-CT (Lussatit) bestehen aus winzigen mikrokristallinen Blättchen von Cristobalit und Tridymit. Der Wassergehalt kann zwischen 1,5% bis 10% betragen.
Opal-CT ist ein heterogenes Stoffsystem, das sich aus amorphen und partiellkristallinen Bestandteilen zusammensetzt und sich in einem über lange Zeit fortwährenden Umwandlungsprozeß befindet.
Die aktuellen Modellvorstellungen für die Genese und den strukturellen Aufbau des Opal-CT gehen nach wie vor vom Stapelfehlordnungskonzept nach FLÖRKE(1955, 1975) aus. Danach sind die aus den Hochtemperaturformen des Tridymit und des Cristobalit bekannten Sechser-Ringschichten lediglich stochastisch miteinander verknüpft und bauen so in rein zufälliger Stapelfolge räumlich ausgedehnte kohärente Bereiche der einen oder anderen Spezies auf. (PUHLMANN, P.W., BOHRMANN, G., 2001)
Die authigene Bildung von Quarz in Sedimenten geschieht nach zwei unterschiedlichen Mechanismen. Zum einen verdrängt die ausfallende Kieselsäure metasomatisch die (meist karbonatischen) Sedimentpartikel, zum anderen füllt sie die im Sediment vorhandenen Poren. In beiden Fällen können zunächst stark fehlgeordnete Strukturen vom Cristobalit-und Tridymit-Typ entstehen. Dieses metastabile, von JONES & SEGNIT1971 als „Opal-CT“ eingeführte Stadium reift im Verlauf längerer Zeiträume (ca. 50...120 Ma) schließlich zu strukturell reinem Quarz.
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Menilith (deutsch auch Leberopal oder Knollenstein) ist eine (marine) sedimentäre Bildung undurchsichtiger, graubrauner bis hin zu schneeweißer runder Knollen; auch plattige Menilithe sind bekannt (Niederösterreich). Der Name stammt von der Erstbeschreibung des Fundortes Menil-Montant in Paris (Frankreich).
Quincyt ist eine rosafarbene Varietät von Opal, ursprünglich beschrieben von Quincy-sur-Cher, Bourges, Cher, Centre, Frankreich.
Neslit ist ähnlich Menilith, jedoch dunkelgrau bis weiß.
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Holzopal ist eine Form von versteinertem Holz, welches einen opalisierenden Schein aufweist, seltener jedoch ein Holz, welches komplett durch Opal ersetzt wurde. Holzopal entstand durch Verkieselung von Holz und ist von gelblicher bis bräunlicher Farbe.
Möglicherweise benötigt der Prozess der Opalisierung wesentlich mehr Zeit, als die Verkieselung. Dazu könnte kommen, daß bei der Opalisierung etwas andere Bildungsbedingungen vorhanden sein müssen als bei der Verkieselung. Möglicherweise ist ein höherer Sauerstoffanteil und vielleicht auch eine Höhere Feuchtigkeit notwendig.Vielleicht spielt auch die Tiefe in der die Stämme im Boden liegen eine Rolle. Das könnte dazu führen, daß bei diesem Prozess Fäulnis bzw. Verwitterung des noch rezenten Holzes in etwa im gleichen Tempo abläuft wie die Opalisierung. Kleine Äste und Bruchstücke werden schneller von der Opalsubstanz durchdrungen als große Stämme und so vor dem Verfall gerettet.
Zumindest von einer Fundstelle in Bulgarien weiß ich, daß die opalisierten Halbstämme immer in der gleichen Lage, relativ dicht unter der Oberfläche, liegen. Der opalisierte Teil des Stammes weist immer nach oben, während die untere Hälfte fehlt. Das deutet darauf hin, das der Prozess von oben nach unten stattfindet. Möglicherweise spielen also auch Sickerwässer eine Rolle. Ich weiß allerdings nicht, wie das bei anderen Fundstellen ist. (Ralf Dahlheuser, Mineralienatlas-Forum, Thema Holzopal)
Struktur von Holzopal
Opalisiertes fossiles Holz hat gewöhnlich eine Struktur, weelche dem Hoch-Tridymit entspricht. Nur in seltenen Fällen ähnelt die Struktur der von Tief-Cristobalit, eine Struktur, die oft bei anderen Varietäten von Opal auftritt.
Spektralchemische Untersuchungen (MITCHELL, RS., TUFTS, S., 1973) haben gezeigt, dass das SiO2 der Tridymit-ähnlichen Opale chemisch reiner ist als das SiO2 von Cristobalit-ähnlichen oder amorphen Opalen. (diese letztgenannten enthalten gewöhnlich mehr Al, Na, B und Zr.
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Eine scharfe Unterscheidung ist nicht immer möglich und man fragt sich: Ist dieses Holz nun verkieselt oder opalisiert ?
Nicht selten ist es eine Mischung aus beiden.
Z, Bsp. gibt es auf Lesbos Hölzer, tw. riesige Baumstämme, die tw verkieselt sind, aber auch einen „Opal-Einschlag“ haben.
Echte opalisierte, d.h. in Opal umgewandelte Hölzer, sind dagegen nicht so häufig wie verkieseltes Holz.
Inwieweit auch das Auge des Betrachters bei der Unterscheidung zwischen versteinerem Holz und Holzopal eine Rolle spielt, bleibt dahingestellt. (Deutsches Sprichwort: Was für den einen seine Eule, ist für den anderen seine Nachtigall).
In der Regel wird jedoch akzeptiert, dass versteinertes Holz (Kieselholz, engl. „fossilized wood“) ein genereller Begriff für Holz ist, welches versteinert oder durch andere Methoden der Fossilisierung präserviert ist.
Holzopal (opalisiertes Holz, engl. „Opalized wood“, seltener „Wood opal“) ist versteinertes Holz, welches durch Opal ersetzt wurde.
Achatisiertes Holz (engl. “agatized wood”) ist Holz, welches durch die Chalcedonvarietät Achat oder durch mikrokristallinen Quarz e
ersetzt wurde.
Der englischsprachige Begriff „Silicified wood“ umfasst jede Form von Holz, welches durch Kieselsäure fossilisiert wurde , inklusive Opal und Achat.
Allgemein werden Opale mit lebhaftem, opalisierendem Farbenspiel in Edelsteinqualität als Edelopale bezeichnet. Im Gegensatz dazu haben Gemeine Opale, die in Australien potch genannt werden, kein Farbenspiel. Eine Besonderheit bilden die Feueropale aus Mexiko, die ohne Farbenspiel eine einheitliche durchsichtige Farbe zeigen und zu den Edelopalen zählen.
Edelopale findet man als dünne Kluftausfüllung. Undurchsichtig, nur durchscheinend, an der Oberfläche meist milchig trüb; nicht stark glänzend, aber mit einem von keinem andern Edelstein erreichten Farbenspiel, das sich im reflektierten Licht zeigt. Das auffallende Licht gelangt im Innern des Steins an den zahlreichen feinen, mit Luft erfüllten Rissen zur Interferenz und erzeugt dadurch unregelmäßige Flecken von verschiedener Färbung, rot, blau, gelb, grün u.s.w., die beim Drehen des Steines wechselt; auch einheitlich farbenglänzende Steine nach Art der Perlmutter kommen vor (Perlmutteropal, Kascholong). Das Farbenspiel geht mit dem Verlust des Wassers verloren, vor allem also beim Erhitzen. Der Feueropal ist durchsichtig, stark glänzend, hyazinthrot, braun oder gelb, mitunter farbenspielend.
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