Beryll ein typisches Pegmatitmineral

30.06.2015

Pegmatite, eine Bezeichnung für ein sehr grobkörniges, magmatisches Ganggestein, kommen sehr zahlreich im Mozambique Gürtel vor, welcher aus tektonisch und thermisch stark deformierten, metamorphen Gesteinen besteht. Der Mozambique Gürtel war einst eine ausgedehnte und hohe Gebirgskette, die sich von Arabien über Ost Afrika mit Sambia bis in die Antarktis erstreckte.

Pegmatitbildung

Schmelzen, die zur Pegmatitbildung führen, entstehen, wenn sich während der Kristallisation eines Plutons inkompatible Elemente wie Lithium, Seltene Erden, Thorium oder Uran, also allgemein nicht in die Kristallstruktur der gängigen gesteinsbildenden Minerale passende Bestandteile und zugleich leichtflüchtige Substanzen wie Wasser, Phosphor, Bor oder Fluor in der Restschmelze anreichern. Ein ähnlicher Prozess findet bei der partiellen Aufschmelzung von Gesteinen bei hochgradiger Metamorphose statt. Wegen der leichtflüchtigen Bestandteile wird einerseits der Schmelzpunkt erniedrigt, so dass die Schmelze erst bei einer Temperatur von ungefähr 450 °C erstarrt, andererseits wird sie flüssiger, d.h., die Viskosität wird verringert. Aufgrund dieser Eigenschaften kann sich die Schmelze entlang von Klüften weit in das Umgebungsgestein hineinbewegen, oft viele Kilometer.

Zur berühmten Familie der Berylle gehören der Smaragd, der Aquamarin, dann die weniger Bekannten so der Morganit, Goshenit, Bixbit, Heliodor und der gelbe Beryll. Der Beryll ist berühmt für seine perfekten, gewöhnlich einzeln auftretenden, hexagonal wachsenden Kristalle mit sechsseitigen Prismen. Beim Beryll handelt es sich um einen allochromatischen, also fremdgefärbten Edelstein. Ein absolut reiner Beryll ist demzufolge farblos, doch schon die allerkleinste Menge an metallischen Elementen in der Kristallstruktur führt zu einer jeweils charakteristischen Farbgebung.

Von links nach rechts: Smaragd, Aquamarin, Morganit, Goshenit, Bixbit, Heliodor. Fotoquelle: Internet

Kein Wunder werden diese Edelsteine meistens von kleinen, lokalen Gruppen, mit sehr einfachen Werkzeugen ausgerüstet, abgebaut. Grossmassstäbiger Bergbau lohnt sich nicht.

Wie eine solche Abbautätigkeit vor sich geht, wird in folgendem YouTube-Film gezeigt.

Faltblätter zur 3D-Seismik veröffentlicht

25.06.2015

Wo genau wird in den Standortgebieten gemessen? Und wer führt die Messungen durch? Die beiden neuen Faltblätter der Nagra geben Auskunft darüber:

3D-Seismik für Etappe 3 – Ausgabe Jura Ost

3D-Seismik für Etappe 3 – Ausgabe Zürich Nordost

Edelsteine – die Schätze Afrikas

23.06.2015

Edelsteine in Sambia – Entstehung und Geologie

Die panafrikanische Gebirgsbildung vor 600 – 500 Millionen Jahre ist für den ausserordentlichen Reichtum an Edelsteinen in Sambia und Ostafrika verantwortlich. An Land gab es weder Pflanzen noch Tiere. Durch die Kollision zweier Kontinente bildete sich der Mozambique Gürtel, eine Zone, die tektonisch und thermisch stark beanspruchte, metamorphe Gesteine enthält. In dieser Zone liegen die grössten und ältesten Edelsteinvorkommen Sambias und Ostafrikas.

Links: Kartenausschnitt ©Wikimedia; Rechts: Geologische Karte © Zambia Mining

In Pegmatiten bildeten sich Minerale wie Aquamarin, Turmalin, Topas und Smaragde, die häufig in Edelsteinqualität vorliegen. Es sind Ganggesteine gefüllt mit Quarz, Feldspat und Glimmer. Diese Minerale können sehr gross werden; so sind meterlange Quarz- und Feldspatkristalle keine Seltenheit, sie haben jedoch meist keine schönen Kristallformen. Pegmatite entstehen aus den Restschmelzen und hydrothermalen Fluiden, einem Gemisch aus Wasser und Gasen, gegen Ende einer Intrusion in die Kruste oder während eines Gebirgsbildungsprozesses durch partieller Aufschmelzung des Gesteins. Der Sind Batholith, ein Intrusionskörper von gewaltigem Ausmass im Südosten Sambias, gilt als die Quelle der Restschmelzen aus denen die Pegmatite mit ihren Edelsteinschätzen entstanden.

Links: ausgeräumter Pegmatitgang, © Lukusuziriver.com; Rechts: Aquamarinstufe aus Pegmatit, Sambia © Lukusuziriver.com

Während der langsamen Abkühlung einer Magma Intrusion in die Kruste, trennen sich entsprechend dem Druck- und Temperaturregim die auskristallisierenden Minerale vom zähflüssigen Magma. So entsteht eine Restschmelze, die in der Endphase immer angereicherter an Wasser, Gasen und seltenen Elementen wie Lithium, Beryllium, Bor, Cäsium und Fluor ist. Kühlen sich schliesslich die Restschmelzen weiter ab, entmischen bzw. trennen sich die wässerigen Lösungen und sprengen als Folge ihres inneren Druckes das umliegende Gestein. In den dabei entstehenden Rissen und Spalten kristallisieren Quarz, Feldspat, Glimmer und seltene Minerale oder Edelsteine. Solche Ganggesteine nennt man Pegmatite und sie können oft 5 bis 10 Meter mächtig und bis zu hunter Meter lang werden. In kleineren Spaltensystemen im Nebengestein bilden sich vielfach Amethyst und Citrin. Sind die pegmatitischen Fluide mit Chromhaltigem Nebengestein in Kontakt gekommen, entstehen Smaragde.

Zambia Mining
Lukusuzi River – Zambian Minerals and Gemstones

Der Vier-Quellenweg im Gotthardmassiv

16.06.2015

Wer noch keine Ferienplanung gemacht hat kann sich jetzt von einem spannenden Ferienziel inspirieren lassen!

Wanderungen zu den Quellen des Rheins, der Reuss, der Rhone und des Ticino!

Quelle aller Bilder: Internet – www.vier-quellen-weg.ch

Paul Dubacher ist Fachmann in Sachen Wanderwege. Die vier Flüsse Ticino, Rheuss, Rhein und Rhone, die alle im Gebiet des Gotthardmassivs entspringen, haben ihn auf die Idee des Vier-Quellenwegs gebracht. Im Jahr 2009 begannen die Bauarbeiten. Im gleichen Jahr wurde die Stiftung Vier-Quellenweg gegründet, der Persönlichkeiten aus den vier Kantonen des Gotthardgebiets angehören. Die Wanderwege wurden 2012 eröffnet.

Bergwanderung in fünf Etappen

Der Vier-Quellenweg ist ein familienfreundlicher alpiner Wanderweg von etwa 85 Kilometern auf dem man in fünf Tagesetappen zu den Quellen der vier Flüsse Rhein, Reuss, Rhone und Ticino gelangt.

Die einzelnen Etappen sind so angelegt, dass Ausgangs- und Endpunkte mit öffentlichen Verkehrsmitteln erreicht werden können.

Die Wanderungen auf dem Gebiet der Kantone Uri, Graubünden, Tessin und Wallis führen durch einzigartige Landschaften. Man wird sich bewusst, welch zentrale Bedeutung das Wasser für Menschen, Tiere und Pflanzen hat.

Wissenswertes über den Gotthard

Der Wanderführer zum Vier-Quellenweg enthält neben den Wegbeschreibungen auch Hintergrundinformationen und Fachbeiträge zur Kulturgeschichte, zu Pflanzen, Tiere, Geologie, Gletscherforschung, Klimawandel und zur Nutzung der Wasserkraft im Gebiet. Zusammenhänge werden sichtbar, beispielsweise wie Menschen den Gotthard prägten und prägen, warum die Berge nie ruhen und welche Bedeutung die Energiegewinnung aus der Wasserkraft hat.

Wasser hat Gestaltungskraft

Quellen gelten als Orte der Kraft, der Reinigung und des Lebens. In alten volkstümlichen Denkvorstellungen waren Quellen der Ort, wo die Kinder herkommen. Wasser hat ein Janusgesicht. Es kann mit Flutkatastrophen zerstören und mit erfrischendem Regen Leben hervorbringen. Wasserknappheit wird zum Auslöser von Kriegen, aber auch von Frieden stiftenden Gesetzen. Der Codex Hammurabi (1850 v. Chr.) ist ein frühes Beispiel für die vertragliche Regelung von Wasserrechten.

Wandern beflügelt die Gedanken

Gletscher sind während Jahrtausenden gelagerte Wasservorräte und wurden dadurch zum Symbol für Sicherheit, Hoffnung und Zuversicht. Ihr Verschwinden löst Zukunftsängste aus. Doch Angst und Not fördern den Erfindergeist der Menschen und lassen umweltschonende und nachhaltige Werke der Ingenieurkunst entstehen.

Wasser hat Zauberkraft. Die Menschen haben sich die Kraft des Wassers mit Mühlrädern dienstbar gemacht, haben Wasser in Strom umgewandelt.

Wasser ist ein grandioser Künstler. Es gestaltet mit seinen Kräften herrliche, oft skurrile und wilde Landschaften. Wasser lässt auch Kulturland entstehen, das Mensch, Tier und Pflanze nährt.

Wer wandert, siebt seine Gedanken und findet sicher Goldstücke der Einsicht. Wer wandert, wird nicht nur körperlich, sondern auch geistig gestärkt. Deshalb auf zu den Quellen!

Links:
http://www.vier-quellen-weg.ch
http://www.vier-quellen-weg.ch/etappen

Seismik und Standortsuche

15.06.2015

Bereits in den 1980er-Jahren erkundeten Geowissenschaftler mögliche Standorte für die Lagerung radioaktiver Abfälle unter anderem mittels Tiefbohrungen und Seismik. Ein Blick zurück auf vergangene seismische Messungen der Nagra.

Die Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle Nagra leistete mit ihrer Suche nach möglichen Lagern für radioaktive Abfälle ebenfalls wertvolle Grundlagenforschung: Unter anderem wurde durch Bohrungen und Seismik die Existenz des Nordschweizer Permokarbon-Trogs (siehe Sachplan geologische Tiefenlager, Konzeptteil, Seite 18) bestätigt. Im Rahmen der erdwissenschaftlichen Untersuchungen der Nagra führten Geowissenschaftler 1982 in der Nordschweiz ein erstes reflexionsseismisches Messprogramm durch. Es umfasste elf Profile mit einer Gesamtlänge von 182 Kilometer. Ziel war es, mehr über die Struktur des Grundgebirges (Kristallin) herauszufinden und Daten zu den vorgesehenen Bohrstandorten (vgl. Bohrungen der Nagra) zu sammeln. Zwei weitere seismische Messkampagnen folgten in den Jahren 1982 bis 1984 (vgl. seismische Messungen Nagra).

Im Zürcher Weinland (heutiges geologisches Standortgebiet Zürich Nordost) untersuchte die Nagra die Eignung des Wirtgesteins Opalinuston für ein geologisches Tiefenlager für hoch und langlebig mittelaktive Abfälle (Entsorgungsnachweis für hochaktive Abfälle). Nach dieser regionalen Erkundung mit 2D-Seismik in den Jahren 1991/92 führte sie im Winter 1996/97 eine grosse 3D-Seismikkampagne auf einem Gebiet von rund 50 Quadratkilometern durch.

Seismische Messungen bei Regensberg: Vibrationsfahrzeuge und Geophone — Seismische Messungen bei Regensberg (1991/92): Vibrationsfahrzeuge und Geophone Quelle: Nagra

Im Rahmen der erweiterten Standortsuche für geologische Tiefenlager hat die Nagra vom Oktober 2011 bis März 2012 in den möglichen Standortgebieten Südranden, Nördlich Lägern, Jura Ost und Jura-Südfuss 2D-seismische Messungen vorgenommen. Dies auf einer Länge von insgesamt 305 Profilkilometern. Diese Messungen dienten der vertieften Untersuchung der geologischen Standortgebiete und waren grundlegend für die Beurteilung der Platzverhältnisse für geologische Tiefenlager. Zusammen mit den bereits vorhandenen seismischen Profillinien aus früheren Messkampagnen ergibt sich ein aktualisiertes Gesamtbild des geologischen Untergrunds der Nordschweiz mit einer hohen Datendichte in guter Qualität. Mit den Ende 2015 beziehungsweise Anfang 2016 geplanten 3D-seismischen Messungen in den geologischen Standortgebieten Jura Ost und Zürich Nordost, werden die Informationen über den geologischen Untergrund weiter ergänzt und verdichtet.

Im nächsten Blogbeitrag geht es darum, was vor und nach den eigentlichen seismischen Messungen zu tun ist. Mehr erfahren Sie in einem Interview mit Herfried Madritsch, der bei der Nagra für die Datenauswertung zuständig ist.

Heute soll's mal ein Quiz sein!

09.06.2015

Je nach Sorte nennt man sie „Schwarze Diamanten“ oder „weisses Gold“! Finden tut man sie von Juli bis März auch im schweizerischen Mittelland auf kalkhaltigem bis mergeligem Untergrund.

Und damit es nicht allzu schwierig wird, hilft folgender Ausschnitt aus Wilhelm Busch’s Der heilige Antonius von Padua aus dem Jahre 1870:

Der heilige Antonius, so wird berichtet,
Hat endlich ganz auf die Welt verzichtet;
Ist tief, tief hinten im Wald gesessen,
Hat Tau getrunken und Moos gegessen,
Und sitzt und sitzt an diesem Ort
Und betet, bis er schier verdorrt.
Er sprach: »Von hier will ich nicht weichen,
Es käm‘ mir denn ein glaubhaft Zeichen!«

Und siehe da! – Aus Waldes Mitten
Ein Wildschwein kommt dahergeschritten,

Das wühlet emsig an der Stelle
Ein Brünnlein auf, gar rein und helle,
Und wühlt mit Schnauben und mit Schnüffeln
Dazu hervor ein Häuflein Trüffeln. –
Der heilige Antonius, voll Preis und Dank,
Setzte sich nieder, ass und trank
Und sprach gerührt: »Du gutes Schwein,
Du sollst nun ewig bei mir sein!«

….. und ich will hoffen, dass mich die Lösung via Kommentar erreichet :-)!

Heute soll’s mal ein Quiz sein!

09.06.2015

Je nach Sorte nennt man sie „Schwarze Diamanten“ oder „weisses Gold“! Finden tut man sie von Juli bis März auch im schweizerischen Mittelland auf kalkhaltigem bis mergeligem Untergrund.

Und damit es nicht allzu schwierig wird, hilft folgender Ausschnitt aus Wilhelm Busch’s Der heilige Antonius von Padua aus dem Jahre 1870:

Und siehe da! – Aus Waldes Mitten
Ein Wildschwein kommt dahergeschritten,

….. und ich will hoffen, dass mich die Lösung via Kommentar erreichet :-)!

Seismik und das schwarze Gold

03.06.2015

Mittels seismischer Messungen erkunden Geologen nicht nur mögliche Standortgebiete für die Lagerung radioaktiver Abfälle. Seismik kommt auch bei der Rohstoffsuche weltweit zum Einsatz – in der Schweiz bereits vor 50 Jahren das erste Mal.

Was seismische Messungen mit Erdöl zu tun haben? Als 1956 die Suezkrise den ersten Erdölschock ausgelöst hatte, reagierte die Schweiz: 1957 wurde die «Aktiengesellschaft für schweizerisches Erdöl» SEAG gegründet und die Suche nach Kohlenwasserstoffen (Erdöl, Erdgas) gestartet. Dabei wurden auch erste seismische Messungen in der Schweiz durchgeführt. Diese lieferten Informationen über den Untergrund, welche für die ersten Explorationsbohrungen nördlich des Hauptalpenkamms (1958 bis 1961), beispielsweise im zürcherischen Küsnacht, nützlich waren.

Allerdings war zu Beginn der 1960er-Jahre die Seismik noch nicht in der Lage, tektonisch komplexe Strukturen wie die Alpenrandzone aufzulösen. Aus diesem Grunde erkundete man vor allem das Molassebecken des Mittellands (siehe auch www.nagra.ch/de/geologieschweiz.htm > Mittelland). Zahlreiche Seismik-Kampagnen der SEAG und weiterer Gesellschaften folgten unter anderen in den Kantonen Zürich, Schaffhausen, Thurgau, Aargau, Luzern, Bern und der Westschweiz. Bis 1990 wurden insgesamt über 2’700 Kilometer an Land und ungefähr 500 Kilometer auf dem Bodensee seismisch vermessen. Gefunden wurde übrigens Erdöl im Kanton Waadt, wobei die geförderte Menge nur etwa zwei Tanklastwagen entsprach. 1980 stiessen Ingenieure im Entlebuch auf Erdgas. Kommerziell ausgebeutet wurde das dortige Vorkommen 10 Jahre lang.

Im nächsten Beitrag erfahren Sie, welche seismischen Messungen die Nagra bis anhin durchgeführt hat.

Linden, Oberdiessbach, Suche nach Öl, Bohrturm; 1972#Linden, Oberdiessbach, search for oil, drilling derrick; 1972 — Begleitend zu seismischen Untersuchungen wurden auch Bohrungen abgeteuft. 1972 suchte man im Emmental (Linden) nach Erdöl. (Quelle: RDB/ATP/Kuhn)

Ist der Rubin der Tante echt?

02.06.2015

Diese Frage stellt sich durchaus dem einen oder anderen, wenn er bzw. sie unverhofft einen Edelstein erbt!

Links: Rubinstufe aus Tansania. Rechts: geschliffener Rubin, Quelle: Internet

Diese und andere Fragen um Echtheit und Behandlungszustand von Edelsteinen und Perlen beantwortet das Schweizerische Gemmologische Institut (SSEF) in Basel. Gegründet wurde das Institut 1976 während des Diamanten-Booms der siebziger Jahren. Dazumal stieg die Nachfrage nach Kontrollstellen auch in der Schweiz. Heute gehört es zu den fünf führenden Prüfinstituten der Welt.

Seit die gezielte Behandlung und Manipulation von qualitativ mittlerer Ware – etwa durch Erhitzen, Bestrahlen oder Imprägnieren – immer häufiger wird, wächst auch das Bedürfnis nach wissenschaftlicher Vergewisserung. Die Resultate der hoch präzisen gemmologischen Untersuchungen werden in Form von Expertisen und Zertifikaten an Edelsteinhändler, Juweliere, Auktionshäuser und an Private weitergegeben.

Kuriose Fälle werden am SSEF auch behandelt, wie aus der hauseigenen Zeitung hervorgeht. Das merkwürdigste Material, welches zur Prüfung je eingereicht wurde, war eine rund 8 cm grosse Kugel, die gemäss Auskunft des Kunden nachts leuchten sollte. Zu der bräunlich-gelben Calcitkugel lag ein Zertifikat eines chinesischen Labors vor, das sie als «luminescent emerald- green to yellow calcite fluorite pearl» beschrieb. Der Wert wurde vom selben chinesischen Labor auf eindrückliche 30 Millionen Dollar geschätzt. Eine leuchtende Eigenschaft hat das SSEF aber nicht feststellen können und auch nach langer Suche in der einschlägigen Literatur keinen Hinweis auf die Existenz eines leuchtenden Gesteins gefunden.

Wahrscheinlich war das einfach ein chinesischer Geistesblitz!

Für den Fall -> Schweizerisches Gemmologisches Institut

Monat: Juni 2015