Welcher Stein ist das?*
Über die Schwierigkeiten, Freuden und Enttäuschungen der Mineralbestimmung, Gesteinsansprache, Schmuck- und Edelsteinzuordnung. 
 

von Joachim Lorenz, Karlstein a. Main


Spessartin
Ein Granat. In einem Pegmatit. Von einer Fundstelle in Brasilien.
Aber welcher Granat?
Ohne Hilfsmittel kommt man hier nicht weiter.
Und wenn man es genau wissen will, braucht man eine chemische Analyse.
Bildbreite 3 cm.

Spessartin-Analyse
Die Lösung: Die Analyse erbringt einen Granat mit Mangan-Vormacht,
etwas Eisen und Titan,
also ein Spessartin.



Findet jemand einen Stein, so kommt automatisch die Fragen:

Aber dazu muss man wissen, wie das Mineral, der Stein, das Gestein oder auch das Erz heißt oder aus welchen Mineralien ist das Material zusammen gesetzt. Das ist manchmal ganz einfach, wenn man schöne Kristalle hat. Das kann aber auch sehr schwierig sein, wenn man ein Bruchstück ohne Kristallflächen vorgelegt bekommt. Und je feinkörniger die Körnchen und Kristalle sind, um so schwerer wird es, diese korrekt anzusprechen. In einem Gestein gebunden oder an der Sichtbarkeitsgrenze wird es um so schwerer, deren Eigenschaften zu erkennen oder zu bestimmen. Oder bei Gesteinen mit einem hohen Anteil an natürlichen Gläsern ist das oft gar nicht möglich.
Die Größe der Probe spielt eine Rolle, denn je kleiner das Stück ist und damit der Ausschnitt, um so schwerer ist die Ansprache. Die Herkunft oder der Fundort kann erhellend wirken. Weiter kann das Umfeld wertvolle Hinweise geben; fehlt diese Information, kann es gar unmöglich sein, eine korrekte Bestimmung vorzunehmen; man denke an die kleinen Kieselsteine in den Sedimenten.

Die Natur der Erde (und auch der anderen Planeten) schuf eine ganz große Vielfalt an Mineralien und Gesteinen. Da die Menschen den Dingen Namen geben wollen/müssen und deshalb schuf man dazu ein System an Namen. Diese änderten sich über die Zeit und mit dem Wachsen der Kenntnisse über den Aufbau der Materie wurde es komplexer. Hinzu kommen kulturelle Einflüsse (LÜSCHEN 1979). Das Erkennen der Bestandteile, Texturen, Habita, Alter, usw. führen dann zu einem Namen in verschiedenen Ordnungssystemen - ganz ähnlich wie bei der belebten Welt, wo man allerdings immer 2 Namen verwendet. Als dieses im 18. Jahrhundert geschaffen wurde, übertrug man dies auch auf die unbelebte Welt; das änderte sich im 19. Jahrhundert, als man erkannte, dass das nur bedingt tauglich ist und es setzte sich die Endung (Suffix) "-it" durch (im Englischen "-ite"). So enden alle Mineralien mit "-it", außer die, deren Namen bereits bestanden, wie z. B. der Spessartin. Und um es wieder komplex zu machen, enden auch Gesteinsnamen auf "-it", wie z. B. der Spessartit, der aber kein Mineral, sondern ein Gestein ist. Und auch bei den Gesteinen blieben die historischen Namen erhalten (z. B. Gneis), so dass man sich mit einem Altbestand abfinden muss, der oft unlogisch ist. Und es gibt Fälle, in denen der Name für das Mineral Dolomit auch für das Gestein aus dem Mineral so benannt wird. Hinzu kommen im internationalen Raum noch lokale Ausdrücke, so dass man diese Namen nicht einfach übertragen kann und sich diese separat merken muss.
Die Vergabe von Namen bei neuen Mineralien ist inzwischen sehr formal geregelt und wird von einer Zusammenkunft, der IMA, gesteuert. Die Daten werden zeitnah veröffentlicht und sind im Internet abrufbar. Unregelmäßig werden von Mineralogen ganze Mineralgruppen überarbeitet und unter Umständen mit neuen Namen versehen. Beispielsweise erhalten die Mineralien mit Seltenen Erden an den Namen dann ein Suffix mit dem dominierenden Element, z. B. Allanit-(La).
Neue Gesteine kommen kaum hinzu, denn das muss man davon ausgehen, dass man heute nahezu alle verbreiteten Gesteine kennt und auch mit Namen versehen hat. Hier gibt es eher den Trend, die Vielfalt einzudämmen, so dass man die Lokal- und sprachbasierten Namen zugunsten einer übersichtlichen Zahl an Namen aufgibt.

 
Bei den verbreiteten Mischkristallen hat man immer eine Spanne, die es auszufüllen gilt. Aber man kann in der Regel von außen nicht erkennen, welche Elemente am Aufbau in welcher Konzentration oder in welchem Verhältnis vorhanden sind. Das typische Beispiel ist der Granat, ein Name einer Gruppe von Mineralien, die sich durch die am Aufbau beteiligten Metalle unterscheiden, aber die kann man nicht sehen. Erst die Analyse bringt es an der Tag, welchers Metall dominiert und somit den Namen auslöst: Almandin (Fe), Spessartin (Mn), Pyrop (Mg) und Grossular (Ca). Damit sind die häufigsten Mineralien der Granatgruppe genannt. Hinzu kommt, dass nicht wenige Kristalle zoniert sind (z. B. Feldspäte), d. h. die Zusammensetzung ändert sich vom Kern zur Hülle oder von der Basis zur Spitze (z. B. Turmaline). Auch sind Pseudomorphosen gar nicht so selten, d. h. das Mineral sieht anders aus, als es nach seiner chemischen Zusammensetzung aussehen müsste.

Für die Ansprache kann man die Eigenschaften prüfen (mehr oder minder zerstörungsfrei):

Es gibt derzeit ~5.850 verschiedene, gut definierte Mineralien (5.739 mit Stand 9/2022 - BACK 2022:vii). Es werden ungefähr 50 Mineralien pro Jahr neu beschrieben, aber auch einige wieder diskreditiert, weil sich heraus stellt, dass sie z. B. Gemenge von bekannten Mineralien sind. Davon sind die meisten Mineralien selten oder so selten, dass es weniger als 1 g Masse davon gibt. Oder sie kommen ausschließlich in Meteoriten vor (und vermutlich im unerreichbaren Erdkern). Verbreitet sind etwa 250 Mineralien, die oft schon seit mehr als 100 Jahren bekannt und beschrieben sind. Das sind die Mineralien, die man in den kleinen Bestimmungsbüchern findet.
Und es sind die Mineralien, von denen man eine Chance hat, die auch selbst zu finden. Aber ohne Aufwand und Kenntnisse sind es noch viel weniger, vielleicht so 30 - 50 verschiedene Mineralien: Quarz (Chalcedon), Calcit, Plagioklas, Kalifeldspat, Hornblende (Amphibole), Olivin, Goethit, Glimmermineralien (Muskovit, Biotit, ...), Tonmineralien (Illit, Kaolinit, ...), Dolomit, Siderit, Hämatit, Pyrit, Manganoxide (Kryptomelan, ...), Gips, Granate (Almandin, ...), usw. Manche Mineralien kann man praktisch nicht selbst finden, wie z. B. einen größeren Diamant - oder bei uns Steinsalz, denn das überlebt den nächsten Regen nicht. 

 

Für den Abgleich braucht man:

Der normale Weg ist, es wird einem ein Stein vorgelegt und den schaut man sich an. In vielen Fällen lassen sich sofort Aussagen treffen, denn die Wahrscheinlichkeit hilft einem, denn häufige Steine werden auch häufiger gefunden. Der nächste Schritt ist der Blick durch ein Mikroskop. Hier kann man Merkmale erkennen, die dem bloßen Auge verschlossen sind. Hilft das nicht weiter, versucht man es mit den einfachen Hilfsmitteln wie Magneten, Stahlnadel, ... um zusätzliche Eigenschaften erkennen zu können. Hilft das nicht, dann muss man eine apparative Untersuchung beginnen. 
  

Folgende Geräte können helfen, die Eigenschaften feststellen zu können:

Nun hat nicht jeder diese und viele weitere Geräte zur Analytik zu Hause zur Verfügung und könnte die auch bedienen. Für viele muss man die Proben sehr aufwändig vorbereiten, oft sogar zersägen (Pulver, An- und Dünnschliffe, Beschichtungen, usw.). Und selbst nicht jedes Mineralogische Museum oder jede Universität verfügt darüber bzw. hat Personal dafür bereit. Und selbst wenn, dann ist der Aufwand für die Pflege und Betriebsbereithaltung sehr aufwändig und damit auch teuer. Darüber hinaus ist das Anwendungsspektrum immer eingeschränkt, denn ein Gerät, welches alles kann, gibt es nicht.
Mit der Röntgendiffraktion kann man die Struktur heraus bekommen, aber keine chemischen Elemente. Mit den gängigen Verfahren zur chemischen Analyse (z. B. EDX oder RFA) in den Geowissenschaften lassen sich leider keine leichten Elemente wie Bor, Lithium oder Beryllium nachweisen. Also führt der Weg zur Bestimmung über viele Indizien und Geräte und unter Umständen führen nur mehrere Verfahren zum Ziel. Und dann kommt noch die Frage, ob sich der Aufwand lohnt, um am Ende für viel Geld gesagt zu bekommen, man habe beispielsweise einen etwas untypischen Hämatit.
Es gibt auch kommerziell arbeitende Mineralogen, die einen Bestimmungsservice für unbekannte Mineralien anbieten. Je nach Wert des Minerals kann ein solcher Aufwand gerechtfertigt sein. 

Bei Schmuck- und Edelsteinen bleibt nach der substanziellen Bestimmung dann noch die Frage, ob aus der Natur, synthetisch hergestellt oder behandelt; dies kann nur ein erfahrener Gemmologe entscheiden. Dies gilt auch für den Wert. Auf dem Markt wurden beispielsweise Moissanite gefunden, die mit einer Diamantschicht überzogen sein können, so dass diese bei einem Testgerät eine positiven Anzeige ergeben. Bei außerordentlichen Stücken ist eine gemmologische Begutachtung immer notwendig.

Bei wertvollen Kunstgegenständen, Unikaten oder bei archäologischen Funden ist es oft schwierig, eine Probe so zu nehmen, dass kein wesentlicher Sustanzverlust auftritt. Hier muss man (schwierige) Kompromisse machen, denn ein Echtheitsnachweis kann manchmal ohne Analyse nicht erbracht werden. Denn es gibt in nahezu allen Fachgebieten auch Fälschungen - siehe unten.  

Aber trotz aller apparativer Möglichkeiten bleibt ein Bodensatz von Proben (Steinen/Mineralien), der sich mit einem vertretbaren Aufwand nicht sicher ansprechen lässt. Das muss man dann halt akzeptieren.


Nun geht die Entwicklung von Geräten weiter. Im Frühjahr 2023 bot der Hersteller des KEYENCE-Digitalmikroskops eine Elementanalyse an, die auf der Basis eines LIBS funktioniert:

LIBS Goldarmband
Links: Das Digitalmikroskop mit der Element-Analyse (LIBS) zur Untersuchung von Proben, die man im Mikroskop anschauen und dann analysieren kann.
Rechts: Ein Ergebnis mit dem Gerät an einem "Goldarmband", gestempelt mit "750". In dem Tiefsten des Kratzers im Gold ist eine andere Farbe erkennbar, so dass die Analyse hier
gemacht wurde. Neben Silber noch Nickel nachweisbar. Tiefer nur Nickel und dann nur noch Messing! Denn das Gerät kann an der gleichen Stelle nacheinander mehrere Analysen
machen und bohrt gleichsam in die tieferen Bereiche und man erhält damit Informationen über das Innere.
Bildbreite des Fotos 1 mm. 

Wir können nun ein Analysengerät nutzen, bei dem man niederschwellig anorganische Substanzen (Mineralien, Gesteine, Fossilien, Meteoriten, Edelsteine, Schmucksteine, Sand, Schwerminerale, archäologisches Fundgut, (Edel-)Metalle und ihre Legierungen, Gläser, Papier, ...) analysieren kann. Die Nachweisgrenzen sind je nach Element sehr unterschiedlich und auch von den begleitenden Elementen abhängig. Aber das Gerät kann auch leichte Elemente wie beispielsweise Li erkennen. Besonders gut geeignet ist es zur Unterscheidung von Edelmetallen, Schmuck- und Edelsteinen. Das Verfahren ist nahezu zerstörungsfrei und hinterlässt einen wenige µm großen und tiefen Brennfleck, der mit dem bloßen Auge nicht sichtbar ist und auch an einer nicht auffallenden Stelle angebracht werden kann.

Bei dem Verfahren wird das zu untersuchende Gut (in der Regel kleiner als ein Pflasterstein) unter dem Mikroskop begutachtet, an der gewünschten Stelle positioniert und dann wechselt das optische Objektiv gegen die Analyse-Einheit an genau gleicher Stelle. Nach einer finalen Fokussierung regt ein Laserstrahl das Material in wenigen µm³ an (Plasma) und beim Zurückfallen der Elektronen wird ein Licht abgegeben, welches für alle chemischen Elemente wie ein Fingerabdruck ist, so dass man aus den Lichtwellenlängen und deren Maxima auf das emittierende Element zurück schließen kann. Dafür reichen wenige Sekundenbruchteile. Eine Datenbank fast aller Elemente und ein PC wertet dies aus und zeigt ein Ergebnis. Nun ist das automatische Auswerten nicht immer zielführend und so muss man kenntnisreich für mögliche Substanzen von Hand nachjustieren. In Kombination mit den visuellen Eigenschaften und den anderen Informationen, kann eine Bestimmung erfolgen, die die früheren Vorproben ersetzen.
Natürlich gibt es Grenzen, denn man kann viele Silikate mit Al, Ca und Mg nicht nur nach der chemischen Zusammensetzung bestimmen, da es zu viele gibt. Auch bei den Pyroxenen, Amphibolen usw. ist die Vielfalt so groß, dass man zusätzliche Merkmale in die Bestimmung einfließen lassen muss. Ähnlich ist es auch bei den Sulfiden, wo es z. B. bei den Kupfersulfiden sehr viele mit einer ähnlichen chemischen Zusammensetzung gibt. Hinzu kommt, dass es sich bei den Angaben der Bücher um idealisierte Formeln handelt, die in der Wirklichkeit erheblich abweichen können; man denke nur an den Pyrit, der zahlreiche Elemente wie As, Ni, Cu, Co, Sb, Mo, usw. in Gew.-%-Gehalten einbauen kann - aber es immer noch ein Pyrit.
In den polierten Dünnschliffen kann man durch unterschiedliche Beleuchtungen (Auflicht oder Durchlicht) die Mineralphasen sehr gut ansprechen und dann analysieren. Das geht so weit, dass man sogar die nur wenige µm-großen Körnchen und Reste der Schleif- und Poliermittel erkennen kann (Siliziumcarbid, lanthanhaltiges Ceroxid, Aluminiumoxid, ...). Man könnte das Analysegerät am Mikroskop auch als die "Mikrosonde des Kleinen Mannes" bezeichnen.
Oder man findet bei der Durchmusterung unter dem Mikroskop Stahlspänchen, die beim Abbau des Gesteins von dem Baumaschinen und deren Werkzeugen abgeschabt wurden und dann zwischen den Kristallen so verspannen können, dass sie auch bei einer Reinigung nicht heraus fallen. Nähert man sich mit einem Magneten, so wackeln diese "Locken". 

Schlacke Stahlspan
Links: Der helle, eckige Partikel am Rand einer Gasblase in einer fayalitischen Schlacke aus einem Rennofen besteht aus SiC - also Schleifmittel! Bei den niedrigen Temperaturen
im Rennofen kann es nicht aus Sand und Kohle entstehen; dazu braucht man über 2.200 °C.
Bildbreite 1 mm
Rechts: Leicht gebogender und gedrehter Stahlspan aus einem rostfreien Stahl in einer Calcit-Druse;
Bildbreite 1 mm.


Wir berechnen für die Analysen einen angemessenen Betrag, je nachdem wie viele Analysen und mit welcher Dokumentation gewünscht sind. Dies kann im einfachsten Fall ein Bildschirm-Foto, aber auch ein schriftlicher Bericht mit Fotos sein. Diese werden anschließend per e-mail zugestellt.

Diese Art der einfachen Analyse auf kleinsten Raum wird dazu führen, dass weitere Mineralien aus dem Spessart (und von sonstwo) bestimmt werden können, die infolge der Kleinheit, Seltenheit oder wegen der Einmaligkeit bisher nicht analysiert werden konnten. Im Prinzip kann man leicht auch einzelne Sandkörner oder kleine Kristalle untersuchen, ohne diese vorbereiten zu müssen. Aber man muss sie fixieren, denn Körnchen unter 0,1 mm fliegen sonst durch den Laserimpuls einfach weg.
Aber es gibt auch Enttäuschungen, denn wenn man analytisch in den Bereich unter 0,5 mm vordringt, dann findet man auch Dinge, die einem normalerweise verborgen sind. So auch Spänchen aus normalem oder rostfreiem Stahl - als Rest der beim Abbau der Gesteine verwandten Geräte.
Erste Nachweise für bisher übersehene Mineralien sind bereits gemacht worden. So fand ich in einem Dünnschliff aus der Grube Wilhelmine das auch im Kupferschiefer des Spessarts verbreitete Erzmineral Arsenopyrit (FeAsS) und Coronadit (PbMn8O16) als dendritisches Bildung im Calcit aus dem Zechstein-Dolomit von Rottenberg. Einen winzigen Coronadit fand Max RETTINGER auch in einem Hohlraum im Goethit vom Kalmus bei Langenborn. Oder Apatit im Kalksilikatfels von Laufach und Monazit-(La) aus dem Sand des Mains.

Es bleibt als Ergebnis, dass eine genaue Mineralbestimmung in vielen Fällen sehr schwierig ist. Dies gilt auch für alle damit verwandten Gebiete, wie Gemmologie, Petrographie, usw. Natürlich ist die Ansprache eines Quarzes leicht, aber es gibt einfach zu viele Mineralien, wenngleich die meisten sehr selten sind. Aber, wenn man genau schaut, findet man halt immer wieder ungewöhnliche Mineralien - oder Imintate.


Darüber hinaus lassen sich auch Fragen aus ähnlichen Gebieten der anorganischen Chemie mit einer Kombination aus einem mikroskopischen Befund mit einer Analyse beantworten:
Da keine oder eine nur geringe Probenvorbereitung notwendig ist, ist der Aufwand ebenfalls gering. Aber störend ist Schmutz unter dem Mikroskop, so dass man eine saubere Oberfläche braucht - es sei denn, man wollte wissen, aus was der Schmutz besteht. Zusätzlich kann es im Einzelfall sinnvoll und je nach Verwendungszweck des Ergebnisses notwendig sein, das Resultat mit anderen Methoden abzusichern. 



Beispiel für ein Kunstwerk: 

Chinesischer Siegelstempel aus Jade(?) oder Speckstein, gekauft an den Longmengrotten bei Luoyang in der Provinz Henan in China am 04.05.1991. Der Stempel ist eindeutig dünn mit einem farblosen Lack überzogen, so dass man die Riefen der Bearbeitung noch sehen kann. Eine Probennahme für eine Pulver-Röntgenuntersuchung wurde nicht zugestimmt, so dass das kleine Kunstwerk unter dem Mikroskop nach einer Beschädigung abgesucht hat:

Siegelstempel Siegelschrift Beschädigung
Links: Chinesischer Siegelstempel von 11,5 cm Höhe.
Mitte: Stempelbild mit den Maßen 38 x 38 mm.
Rechts: Beschädigung an einer Kante,
Bildbreite 1,5 mm.

Elementanalyse
Printscreen einer multiplen Analyse des Materials mit dem LIBS;
Bildbreite 1 mm. 


Der Überzug aus einem farblosen Lack ist ein Hinweis, dass es sich vermutlich nicht um Jade handelt, denn der ist so hart, dass man nach einer Politur keinen Schutz benötigen würde. Das schlierige Gestein des Stempels scheint sehr weich zu sein, wie man an der Beschädigung an einer Kante am Podest des Löwen sehen kann. Unter der dünnen Lackschicht (hier ließ sich Kohlenstoff und Wasserstoff erkennen) ist ein weißes, schuppiges Pulver entstanden, welches sehr weich ist.
Mittels einer Element-Analyse unter dem Mikroskop konnten nur die Elemente Silizium und Aluminium (und Sauerstoff) nachgewiesen werden, so dass echte Jade (Jadeit) oder Nephrit wie auch Talk (als Speckstein) sicher ausgeschlossen werden kann, denn dann hätte man Natrium bzw. Magnesium finden müssen. Da gegründet, sollte es sich bei dem recht homogenen Material um einen Pyrophyllit (Al2[(OH2)|Si4O10]) handeln, der zur Talk-Gruppe gehört und damit auch ganz ähnliche Eigenschaften hat - insbesondere was die leichte Bearbeitung angeht. Das Material lässt sich wie Speckstein schnitzen, ist aber auch wegen der geringen Härte sehr empfindlich. 
Wollte man das Material genau charakterisieren, so müsste man doch mit einer Feile noch etwas Pulver abschleifen und dieses dann einer Röntgenbeugung unterziehen.
Ich denke, dass dies trotzdem als ausreichend anzusehen ist, insbesondere unter dem Aspekt, dass es sich nicht um Jade handelt. Eine sichtbare Beschädigung ist durch die Analyse nicht entstanden, sondern es wurde die bereits vorhandene ausgenutzt. 

Heute wird unter Jade eigentlich nur Jadeit (NaAl[Si2O6]) und Nephrit (als Aktinolith Ca2(Mg,Fe)5[OH|Si4O11]2, oder auch als "Soft-Jade" bezeichnet) verstanden. Dies war besonders in China nicht immer der Fall. So sind nach HARDER (1992:68) die alten chinesischen Kunstwerke aus Nephrit gearbeitet worden, da man der Jadeit-Jade aus Burma nicht kannte. Der (ja, Jade ist männlich!) gelangte erst im 19. Jahrhundert nach China und wurde zunächst nicht so hoch bewertet. Dieser Wandel zur höchst bewerteten Jadeit-Jade als "Imperiale Jade" erfolgte erst mit den Zeit. So muss man historisch akzeptieren, dass nicht das Mineral sondern Farbe, Transparenz, Härte usw. die Kriterien für eine Bewertung der "Jade" war und vermutlich noch ist. Der Mineralname Jadeit wurde erst 1863 eingeführt und gegen andere Mineralien abgegrenzt; der Name für Nephrit ist viel älter und stammt vom Stein Lapis nephriticus aus dem Jahr 1773. Also können sich hinter der "echten" Jade verschiedene Mineralien verbergen; dazu auch noch Jade aus Omphacit und Chloromelanit ("MawSitSit"). Nach STRATMANN (2022:150ff) wird auch Jade geölt, gewachst, gefärbt, ... und mit allen zur Verfügung stehenden Möglichkeiten verbessert.

Jadeit-Jade Analyse der Jade
Links: Lächelnder Budda mit Bohrungen für das Fixieren aus Jadeit-Jade, Slg. Bernhard BRUDER,
Bildbreite 3 cm.
Rechts: Chemische Analyse der Jade in dem dunklen Bereich, mit dem Ergebnis, dass es sich um Jadeit mit Chrom und Eisen handelt.  

Dass es sich bei den Produkten im Handel nicht immer um Jade im Sinne von Jadeit handelt, ist eigentlich kein Wunder, denn der allermeiste im Handel befindliche "Jade" ist kein Jadeit im mineralogischen Sinn, sondern Nephrit oder ein anderes grünes Mineral (BRUDER 1998:71ff).
Dies kann ich bestätigen, denn ich habe bis jetzt im Schmuck noch keine Jadeit-Jade analysieren können. Die letzten, von mir zur Begutachtung vorgelegten Schmuckstücke aus "Jade" haben sich als Calcit, Serpentin und Diopsid ewiesen. Dabei waren die weichen Mineralien wie Calcit und Serpentin mit einem harten Klarlack überzogen. Beim relativ harten Diopsid ist das nicht notwendig, denn den kann man gut auch polieren.
 

Jadeschmuck
Vermeintlicher Jadeschmuck:
Helle Armkette aus Calcit, dunkelgrüne Kette aus Serpentin und Anhänger aus Diopsid,
Bildbreite 11 cm.

Jadeschmuck Jadeschleiferei
Links: Im Mai 1991 in einer Schleiferei in China als Jade gekauft, ist aber ein Chalcedon (Moos-Achat) an einem Haken für´s Ohr aus vergoldetem Silber.
Nun in der Vergangenheit beachtete ich Jade nicht sehr, da ich die Bedeutung unterschätzte;
Bildbreite 6 cm.
Rechts: Auf einer Reise besuchten wir am 15.05.1991 in Shanghai eine Jadeschleiferei und konnten hier den Arbeitern zuschauen, wie die Kunstwerke
geschliffen werden. Man beachte das Gefäß des Schleifers im Vordergrund.  


Dass gerade der Jade so oft gefläscht bzw. imitiert wird, hat wohl verschiedene Gründe. Der Hauptgrund ist die begrenzte Verfügbarkeit, denn es gibt weltweit nur wenige Fundstellen, die einen großen Markt nicht ausreichend befriedigen können. Die liegen alle von uns weit weg. Damit ist der Preis alleine durch den Transport teuer. Hinzu kommt, dass echte Jade (Jadeit) sehr hart ist; sie liegt nach der Literatur etwas unter der des Quarzes, ist aber wesentlich zäher. Somit wird eine Jade nicht geschnitzt (im Sinne von große Späne mit einem Messer abzutragen) sondern geschliffen.

Selbst der Versuch, eine echte Jadeit-Jade als Vergleich im Internet zu erhalten, ist schwierig, weil der Jade aus Nephrit (Aktinolith) den Markt dominiert. So wurde Jade aus Peru, Kanada und China untersucht. Das Ergebnis war eindeutig, denn alle Jaden waren Nephrit-Jade, wenn auch mit teils exotischen Mineralien wie Chromit ((Fe,Mg)Cr2O4) oder ein ohne Röntgenbeugung nicht genau ansprechbaren Magnesium-Borat.

Nur ein Stein.

Erzbrekzie
Eine Brekzie aus dem Quarzit-Steinbruch bei Hemsbach, zusammen gehalten von
einem schwarzen Erz;
Bildbreite 13 cm.

Das unscheinbare und nach klassischen Gesichtspunkten nicht schöne, aber auffallend schwere Gesteinsstück besteht aus einem brekziierten Quarzit (helle, cm-große Bruchstücke), silbrig glänzenden Glimmerschüppchen und schwarzen Erzmineralien, die man bis auf den metallisch glänzenden Hämatit nicht gleich ansprechen kann. Da hilft auch das Analysegerät, denn man kann ja die Elemente ortsauflösend anschauen. Das Ergebnis ist:

Damit haben wir erstmals Pyrolusit und Hollandit im Quarzit der Geiselbach-Formation gefunden. Das ganze Stück ist von einem Ton durchsetzt und war vor dem Waschen damit überzogen, der aus Illit und Kaolinit mit feinstschuppigem Hämatit zusammen gesetzt ist. 


Hessonit?

Spessartin Spessartin Spessartin
Links: Rasen aus hoch glänzenden, tiefroten Spessartin-Kristallen (Slg. D. BLEISTEIN);
Bildbreite 6 cm.
Mitte: Ausschnitt aus dem Bild links, der die gestreiften Kristallflächen zeigt;
Bildbreite 6 mm.
Rechts: Ergebnis der Analyse mit den dem Spektrum der Elementanalyse;
Bildbreite 1 mm.

Nun wurde auf ebay im Sommer 2023 ein "Hessonit" (rötlicher Grossular Ca3Al2[SiO4]3), leider ohne Fundort angeboten. Das etwa 9 cm lange Stück ist beidseitig mit einem Rasen aus tiefroten und orangenen, auf den Flächen gestreiften und durchsichtigen Granat-Kristallen überzogen. Daneben ist noch etwas schwarzes Manganoxid auf den Rissen und Bruchflächen zu sehen. Die chemische Analyse erbrachte nun kein Ca (bzw. unter der Nachweisgrenze), dafür aber reichlich Mangan und etwas Eisen. Somit liegt ein Spessartin (Mn3Al2[SiO4]3) mit einer Almandin-Komponente vor (Verhältnis ~2,5:1) und eine Spur Ti. Dies zeigt, dass eine visuelle Bestimmung eines Granates nicht zielführend ist. Wenn man die Form, das Gestein aus einem alterierten Granit(?) und die Zusammensetzung des Granates berücksichtigen, dann könnte man denken, dass das Stück von der berühmten Fundstelle von Tongbei in China stammt. 



Türkis-Schmuck?

Indianerschmuck
Moderne Ohrstecker mit Türkis als lokal hergestellter Schmuck aus einem Stammes-
Geschäft der Indianer in Arizona, USA (Hotel Monument Valley Trading Post),
2017 gekauft;
Bildbreite 4 cm.

Die Untersuchung mit dem LIBS ergab, dass es sich bei der Fassung um ein 90%iges Silber ("Sterlingsilber") mit Kupfer als Legierungsbestandteil handelt. Der Türkis ist echt, aber mit einem Kunststoff (Kohlenwasserstoff?) getränkt bzw. gehärtet. Die blauen Dreiecke bestehen aus Sodalith und die restlichen Steine wurden aus Calcit gefertigt, der an der Oberfläche lackiert ist.


Moldavite (Tektite)

Glasimitat Analyse
Durchsichtiges Glasimitat eines "Moldavits" (Slg. B. BRUDER) aus einem Kalium-Calcium-Natrium-Glas - wie die Analyse rechts belegt (Bildbreite 1 mm),
Bildbreite 3,5 cm.  

Moldavite sind die europäische Form der Tektite. Dabei handelt es sich um natürliche Gläser, die beim Einschlag von großen Meteoriten entstehen. Infolge eines geringen Eisengehaltes sind diese grün oder bei hohen Eisenanteilen auch schwarz. Das größte bekannte Streufeld in Südostasien umfasst etwas 1/10 der Erdoberfläche (HEINEN 1997:94ff).
Moldavite wurden beim Einschlag des Ries-Meteoriten vor ~15 Millionen Jahren geschaffen und könne heute in Sachsen, Tschechien und Österreich gefunden werden. Das Ausffinden der relativ kleinen Steine ist schwierig und somit sind diese teuer: je nach Form, Größe und Farbe. Sie werden gramm- oder caratweise ausgepreist. Viele werden zu Schmuck verarbeitet und auch zu facettierten Steinen verschliffen.

echter Moldavit Analyse Moldavit
Oberfläche eines echten Moldavits bei einer Bildbreite von 1,5 mm und daneben das Ergebnis der chemischen Analyse (Bildbreite 1 mm).

Nun gibt es auch Fälschungen und Imitate aus Glas; im Internet werden Beispiele gezeigt, die sogar mit einem "Echtheits-Zertifikat" verkauft wurden! Diese Falsifikate sind so gut gemacht, dass eine Erkennung ohne Hilfsmittel schwer oder nicht möglich ist. Unter dem Mikroskop kann im Vergleich mit einem echten Moldavit ein Unterschied ausgemacht werden. Noch besser und zusätzlich eignet sich eine chemische Analyse, denn ein normales Glas hat eine ganz andere chemische Zusammensetzung als das Glas der natürliche Moldavite. Besonders auffällig ist der für ein Glas hohe Anteil an Aluminiumoxid in den Moldaviten; dies ist bei nahezu allen Tektiten so (HEINEN 1997).
Auch geschliffende Moldavite für Schmuck werden hergestellt und auf dem Markt als exotischer Schmuckstein angeboten. Mittels der Analysen konnte in einem Fall ein Bleikristallglas und in einem anderen Neodym-Yttrium-Aluminium-Silikat erkannt (eine Art YAG) werden. 


Metallisches Korn im Dünnschliff.

Dünnschliff Dünnschliff
Dünnschliff eines Sandsteins aus vielen rissigen Quarz-Körnchen: Der Porenraum ist mit einem blauen Kunstharz gefüllt, so dass man diesen gut unterscheiden kann. In der
Bildmitte befindet sich ein dunkles Korn (Durchlicht linkes Foto). Rechts ist der gleiche Ausschnitt im Auflicht, so dass sich das Korn aus Ilmenit, der randlich in einen Ti-
haltigen Goethit umgewandelt ist, metallisch glänzend abhebt. Der Ilmenit ist entmischt, so dass die dunklen Lamellen aus Hämatit bestehen. Die Analyse erbringt die Elemente
Titan, Eisen und Sauerstoff, so dass man das Korn als Ilmenit ansprechen kann;
Bildbreite 1 mm.

Für die Ansprache von Gesteinen ist der Dünnschliff eine probate, günstige und schnelle Methode, die seit mehr als 150 Jahren angewandt wird. Hier hat man das Problem, dass man nicht immer die Kristalle bzw. Körnchen in einer Lage vorfindet, die eine problemlose Indentifkation aufgrund von optischen Eigenschaften im Durchlicht ermöglicht; hier sind es die oft bunten Interferenzfarben, die auch die farblosen Bestandteile zeigen (wenn man nicht zufällig farbenblind ist, was bei einen Anteil von etwa 5 % der Männer gilt).
Besonders schwierig zu bestimmen sind die opaken, das heißt undurchsichtigen Gesteinsbestandteile, wie Erzmineralien. Dazu kann man den Schliff im Auflicht anschauen, aber es bleiben oft restliche Zweifel, so dass der Profi an einer Universität die Mikrosonde benutzen kann, um Sicherheit zu erhalten. Aber dau braucht man einen polierten Dünnschliff und der muss leitend beschichtet werden. Und die Stunden an so einem teuren Gerät sind kostbar, oft mit konkurrierenden Wissenschaftlern belegt und damit teuer.
Das ist mit dem LIBS einfacher, denn man braucht nicht in jedem Fall eine chemische Analyse auf die 2. Nachkommastelle. Wenn ich die Hauptelemente kenne, und dies mit Form und den optischen Eigenschaften kombiniere, dann wird eine Ansprache deutlich einfacher und man wird in den meisten Fällen eine Benamung vornehmen können. Sicher bleiben ein paar Kristalle übrig, die sich nicht ansprechen lassen, da auch die Kenntnis der Hauptelemente keine eindeutige Bestimmung zulässt, weil es zu viele mögliche Mineralarten gibt; z. B. bei den Amphibolen, Jahnsit-Gruppe oder bei den Zeolithen.





Quellen und weiter führende Literatur:
BACK, M. E. (2022): Fleischer´s Glossary Mineral Species.- Education Publication Vol. 1, 431 p., Mineralogical Association of Canada.
BAUM, J., GEHRKE, J., KERBER, B.,  KIENZLE, J., REICHMANN, B., STOLL, K. &  WÜRTEMBERGER, G. (2004): Technisch-wissenschaftliche Grundlagen des Goldschmiedens. Teil 2: Werkstoffkunde der Edelmetallveranrbeitung.- 2. Aufl., 206 S., sehr viele farb. Abb., [Verlag Chmielorz GmbH] Wiesbaden.
BAUM, J., GEHRKE, J., KERBER, B.,  KIENZLE, J., REICHMANN, B., STOLL, K. &  WÜRTEMBERGER, G. (2005): Technisch-wissenschaftliche Grundlagen des Goldschmiedens. Teil 3: Spezielle Techniken der Herstellung von Schmuck und Gerät.- 1. Aufl., 276 S., sehr viele farb. Abb., [Verlag Chmielorz GmbH] Wiesbaden. 
BAYLISS, P. (2000): Glossary of obsolete Mineral Names.- 235 S., ohne Abb., [The Mineralogical Record Inc.] Tucson, Ariz. USA.
BERNARD, J. H. & HYRSL, J. (2015): Minerals and their Localities  5,000 Minerals 9,500 Localities 1,000 Color Photos.- 3rd ed., 912 p., ca. 1.000 farb. Bilder, [Granit s.r.o.] ohne Ort, Tschechien.  
BLACKBURN, W. H. & DENNEN, W. H. (1997): Encyclopedia of Mineral Names.- 360 p., The Canadian Mineralogist Special Publication 1, Mineralogical Association of Canada, Ottawa.
*BÖRNER, R. (1980): Welcher Stein ist das? Mineralien · Edelsteine · Gesteine.- 204 S., Kosmos Naturführer, 224 Textabb., 191 Mineralien, Edelsteine und Gesteine auf 16 farbigen Tafeln, [Franckh´sche Verlagshandlung] Stuttgart (vormals "Was ist das für ein Stein"). 
BRUDER, B. (1998): Geschönte Steine. Das Erkennen von Imitationen und Manipulationen bei Edel- und Schmucksteinen.- 109 S., 28 farb. Abb. und mehrere Abb. im Text, [Neue Erde Verlag] Saarbrücken.
CHU, A. & CHU, G. (1982): Jade - Stein des Himmels. Werkstoff für Künstler - Objekt für Kenner. Ein Buch für Sammler und Liebhaber.- 151 S., viele, teils farb. Abb., [Kosmos Franckh´sche Verlagshandlung] Stuttgart.
FOURESTIER, J. de (1999): Glossary of Mineral Synonyms.- 434 p., The Canadian Mineralogist Special Publication 2, Mineralogical Association of Canada, Ottawa.
HARDER, H. (1992): Vom Steinbeil bis zur Smaragd-Jade ("Imperial-Jade").- der Aufschluss Jahrgang 43, Heft März/April 1992, S. 65 - 82, 16 Abb., Titelbild, [VFMG e. V.] Heidelberg. 
HEINEN, G. (1997): Tektite Zeugen kosmischer Katastrophen.- 164 S., 15 S. farb. Tafeln - davon eine ausklappbar, [Druckeri Linden] Luxembourg. 
*HOCHLEITNER, R. (2020): Welcher Stein - ist das?.- Kosmos Naturführer, 4. Ed., 256 S., viele farb. Abb. und Zeichnungen, [Franckh Kosmos Verlag] Stuttgart.
LÜSCHEN, H. (1979): Die Namen der Steine Das Mineralreich im Spiegel der Sprache.- 2. Aufl., 381 S., 95 Abb im Text, 25 Kunstdrucktafeln, davon 4 farbig, [Ott Verlag] Thun.
MURAWSKI, H. & MEYER, W. (1998): Geologisches Wörterbuch.- 10. neu bearbeitete und erweiterte Auflage, 278 S., wenige Tab. und Abb., [Ferdinand Enke Verlag] Stuttgart.
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