Pegmatiten: Gesteine mit Riesenkristallen, Turmalin, Beryll und Kunzit
Pegmatite sind magmatische Gesteine mit Kristallen von mehr als einem Zentimeter, manchmal mehreren Metern Länge. Sie enthalten Turmalin, Beryll, Topas, Kunzit, Lepidolith und Lithium.
Das Wichtigste
| Definition | Magmatisches Gestein mit sehr großen Kristallen (oft mehr als 1 cm), meist von granitischer Zusammensetzung |
|---|---|
| Entstehung | Ende der Kristallisation eines an Wasser und seltenen Elementen reichen Magmas |
| Rekordkristalle | Spodumen mit über 12 m Länge (South Dakota), Beryll mit etwa 380 Tonnen (Madagaskar) |
| Edelsteine | Turmalin, Aquamarin, Morganit, Topas, Kunzit, Spessartin |
| Erze | Lithium, Beryllium, Tantal, Niob, Caesium, Zinn |
| Wortherkunft | Vom griechischen pegma, „das Zusammengefügte“ |
Kristalle in Übergröße
Ein Pegmatit ist ein magmatisches Gestein mit sehr grobem Gefüge: Ihre Kristalle übertreffen meist einen Zentimeter und können mehrere Meter erreichen. Die meisten haben eine granitische Zusammensetzung, bestehen also aus Quarz, Feldspat und Glimmer, allerdings mit riesigen Körnern. Das Wort beschreibt daher zuerst eine Textur und erst danach eine Zusammensetzung. Es stammt vom griechischen pêgma („das Festgefügte, Zusammengefügte“). René Just Haüy verwendete es 1822 für den „Schriftgranit“, bei dem Quarz und Feldspat so ineinanderwachsen, dass Muster entstehen, die an Schriftzeichen erinnern.
Pegmatite nehmen unter den magmatischen Gesteinen eine Sonderstellung ein (siehe die magmatischen Gesteine): Sie liefern die meisten spektakulären Kristalle, darunter zahlreiche Edelsteine.
Wie entstehen sie?
Wenn ein großer Körper granitischen Magmas abkühlt, kristallisiert er nach und nach. Die Restschmelze am Ende ist arm an Hauptbestandteilen, aber reich an Wasser, flüchtigen Elementen (Bor, Fluor, Phosphor) und seltenen Elementen (Lithium, Beryllium, Caesium, Tantal, Niob). Diese Restschmelze mit geringer Zähigkeit dringt in die Risse des umgebenden Gesteins ein und kristallisiert von außen nach innen. Die Atome können dort leicht wandern und bilden wenige große Kristalle statt vieler kleiner.
Die Fachleute sind sich über die Einzelheiten nicht einig. Das klassische Modell (1960er-Jahre) beruft sich auf die Abtrennung einer wässrigen Phase aus einem wassergesättigten Magma. Neuere Arbeiten, etwa von David London, schlagen eine Schmelze vor, die weit unter ihre Kristallisationstemperatur abgekühlt ist. Ihre Zähigkeit wird durch Flussmittel (Bor, Lithium, Fluor, Phosphor) herabgesetzt, was die Bildung neuer Kristalle bremst und das Wachstum einzelner Kristalle begünstigt. Das Thema ist offen, besonders bei der Frage der Abkühlgeschwindigkeit.
Zonen und Hohlräume
Große Pegmatite sind oft zonar aufgebaut wie eine Zwiebel: eine feinkörnige Randzone, eine Wandzone, mittlere Zonen mit sehr großen Kristallen (Feldspäte, Glimmer) und manchmal einen Kern aus massivem Quarz. Manche enthalten Hohlräume, die sogenannten Taschen, in denen die Kristalle ungehindert wachsen konnten und mit klaren Flächen enden. Dort findet man die Edelsteine und die Sammelkristalle. Die Taschen sind oft mit Ton gefüllt, den Kristallsucher vorsichtig entfernen müssen.
Moderne Klassifikationen unterscheiden vor allem zwei große Familien: die LCT-Pegmatite (reich an Lithium, Caesium, Tantal) und die NYF-Pegmatite (Niob, Yttrium, Fluor).
Minerale und Edelsteine der Pegmatite
| Mineral oder Stein | Bedeutung | Mohs-Härte |
|---|---|---|
| Turmalin (Elbait und andere) | Mehrfarbige Kristalle, manchmal zweifarbig oder „Wassermelone“; der kupferhaltige Turmalin aus Paraíba (Brasilien) ist seit Ende der 1980er-Jahre berühmt | 7 bis 7,5 |
| Beryll: Aquamarin, Morganit, Heliodor | Langgestreckte Kristalle, manchmal von großer Größe | 7,5 bis 8 |
| Topas | Durchsichtige Kristalle, manchmal sehr groß | 8 |
| Spodumen: Kunzit, Hiddenit | Rosafarbener Kunzit, 1902 in Pala (Kalifornien) beschrieben und nach dem Gemmologen George F. Kunz benannt; vollkommene Spaltbarkeit, daher spröde | 6,5 bis 7 |
| Lepidolith | Lithiumhaltiger Glimmer von Rosa bis Lila, eine Lithiumquelle | 2,5 bis 3,5 |
| Amazonit, Mondstein, Rauchquarz, Rosenquarz | Berühmter Amazonit vom Pikes Peak (Colorado); Rauchquarz in großen Kristallen | 6 bis 7 |
| Granat Spessartin, Apatit, Columbit-Tantalit, Zinnstein | Sammlungsminerale und Erze | variabel |
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Die Rekorde
Pegmatite halten die größten bekannten Kristalle, nach Zusammenstellungen, die im Einzelfall noch zu prüfen sind: ein Spodumen von über 12 Metern Länge in den Black Hills von South Dakota (Mine Etta), ein Beryll von etwa 380 Tonnen auf Madagaskar (Malakialina) und große Feldspatmassen in Karelien, die Tausende Tonnen wiegen sollen. Die Naica-Höhle in Mexiko mit Gipskristallen von über 11 Metern ist dagegen kein Pegmatit: Sie entstand durch einen anderen Prozess (siehe das monokline System).
In Frankreich und weltweit, und wofür sie dienen
Pegmatite gibt es im Limousin, im Zentralmassiv, in der Bretagne und in den Alpen. Der Montebrasit, ein Lithiumphosphat, ist nach Montebras im Département Creuse benannt, wo er im 19. Jahrhundert beschrieben wurde. Weltweit werden Pegmatite wegen ihres Feldspats (Keramik, Glas), ihres Glimmers, ihres hochreinen Quarzes und zunehmend wegen ihres Lithiums (Batterien) abgebaut. Einige große Spodumen-Lagerstätten, etwa in Westaustralien, sind Pegmatite.
Pegmatite haben auch eine heikle Seite: Coltan (Columbit-Tantalit) und Zinnstein, Erze für Tantal und Zinn, stammen teilweise aus handwerklichem Bergbau in Ländern, die von Konflikten betroffen sind. Siehe verantwortungsvolle Gewinnung von Steinen.
Sicherheit, Sammlung und Beobachtung
- Berylstaub. Berylstaub enthält Beryllium, das beim Einatmen giftig ist. Rohen Beryll nie schleifen oder polieren; ein geschliffener und polierter Stein ist unbedenklich.
- Kunzit und Topas: vollkommene Spaltbarkeit, also Stöße und lange Sonneneinstrahlung vermeiden (Kunzit kann im Licht verblassen).
- Sammeln im Gelände. Das ist in Frankreich und anderswo geregelt: Naturreservate, Steinbrüche und Privatgrundstücke. Holen Sie immer die Erlaubnis ein.
- Gefahrloses Beobachten. Auf einem grobkörnigen Granitblock oder den Glimmerblättchen im Flusssand erkennen Sie die „Bücher“ aus Glimmer, die sich mit dem Fingernagel aufblättern lassen. Siehe Spaltbarkeit und Bruch.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Granit und Pegmatit?
Granit hat Kristalle von einigen Millimetern bis zu einem Zentimeter. Pegmatit hat größere Kristalle, oft von mehr als einem Zentimeter, manchmal von mehreren Metern.
Warum sind die Kristalle dort so groß?
Die Restschmelze ist reich an Wasser und flussmittelnden Elementen. Sie ist wenig zähflüssig, die Atome wandern leicht und bilden wenige große Kristalle. Die Einzelheiten sind umstritten.
Welche Edelsteine stammen aus Pegmatiten?
Vor allem Turmalin, Beryll (Aquamarin, Morganit, Heliodor), Topas, Kunzit, Spessartin, außerdem Rauchquarz und Amazonit.
Ist ein Pegmatit ein Gestein oder ein Mineral?
Es ist ein Gestein, das durch sein grobkörniges Gefüge definiert ist. Es enthält mehrere Minerale.
Stammt das Lithium für Batterien aus Pegmatiten?
Zu einem großen Teil ja, zum Beispiel aus Spodumen. Die andere große Quelle ist Sole aus den Salaren Südamerikas.
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Die genannten Bedeutungen gehören zu Tradition und Symbolik. Sie sind weder Erfolgsversprechen noch medizinische Ratschläge. Zurück zu Mineralogie für den Einstieg.