Die Gesteine Granat-Pyroxenit, Granat-Peridotit und Eklogit mit rot-grün gesprenkeltem Aussehen sehen sehr ähnlich aus und sind doch sehr verschieden. Sie können am gleichen Fundort nebeneinander vorkommen und sind leicht verwechselbar. Waren sie zunächst nur für Steinmetze interessant, so werden sie in den letzten Jahren vermehrt auch als Trommel- und Schmucksteine angeboten.
Granat Pyroxenit
Pyroxenite sind magmatische Gesteine, die aus mehr als 50% Pyroxen bestehen. Diese Gesteine bilden sich tief im Erdinneren im oberen Erdmantel und werden entweder durch Gesteinsverschiebungen in die obere Erdkruste gebracht oder durch das Eindringen von flüssiger Magma in bestehende Gesteinsschichten. Bekannte Pyroxenit Gesteine sind z.B. der »Bronzit-Pyroxenit«.
Abb 1: Dieses bunte Gestein ist weder ein Eklogit noch ein Granat-Peridotit, sondern ein GRANAT-PYROXENIT (grün: Diopsid, gelb: Enstatit, rot: Pyrop-Granat)
Foto: K. Sieber, www.makrogalerie.de
Relativ neu im Angebot für Schmucksteine ist ein rot - grün geflecktes Gestein, das Anbieterangaben zufolge aus dem Gebiet um Alesund / Westnorwegen stammt. Im EPI-Labor wurden die verschiedenen Bestandteile mittels Röntgendiffraktionsanalyse (RDA) identifiziert. Die rotbraunen, rundlichen Körner konnten als Pyrop, einem Mineral aus der Granat-Gruppe, bestimmt werden. Die rote Farbe ist auf einen geringen Eisengehalt von ca. 1,5% zurückzuführen.
Darüber hinaus wurden 3 verschiedene Pyroxenminerale gefunden:
- dunkel grüner Diopsid
- gelblich grüner Enstatit
- grasgrüner Ferrosilit
Abb. 2: chemische Zusammensetzung der Ca-Mg-Fe Pyroxene
Grafik: © EPI-Institut
Die identifizierten Pyroxenminerale sind eng miteinander verwand und unterscheiden sich vor allem in ihren Gehalten an Magnesium (Mg), Calcium (Ca) und Eisen (Fe) (Abb. 2). Anhand der Zusammensetzung aus Granat und verschiedenen Pyroxenmineralen, ließ sich das untersuchte Gestein als Granat-Pyroxenit charakterisieren.
Granat-Peridotit
Peridotite gehören zu den magnesiumreichsten Gesteinen, die wir kennen. Sie bestehen hauptsächlich aus dem Mineral Olivin, das in Edelsteinqualität auch Peridot genannt wird, sowie aus verschiedenen Pyroxen Mineralen.
Die fein- bis mittelkörnigen, grünen bis braungrünen Gesteine bilden sich typischerweise im Erdmantel in 50 bis 500km Tiefe, sind also Tiefengesteine (Plutonite). In der Erdkruste wandeln sie sich allmählich um in Serpentin Gesteine ("Serpentinisierung"). Der Übergang zu den Serpentiniten ist stufenlos, eine feste Grenze, was die Nomenklatur betrifft, gibt es nicht.
Einer der bekanntesten Peridotit Gesteine ist der Dunit. Der Name stammt von einem seiner Fundorte in den neuseeländischen Dun Mountains. Weitere Vorkommen liegen in Deutschland, Italien, Norwegen und Spanien. Dunitknollen, die bei Vulkanausbrüchen in bereits kristallisiertem Zustand an die Erdoberfläche gelangen, werden als "vulkanische Bomben" oder "Olivinbomben" bezeichnet. Sie werden oft eingebettet in basaltischer Lava vorgefunden.
Das größte Olivinvorkommen der Welt liegt bei Åheim, in Westnorwegen. Hier im Steinbruch Gusdalen werden im Tagebau etwa 2 Mio. Tonnen Peridotit pro Jahr abgebaut. Der Peridotitkörper ist im Zuge der Gebirgsbildung aus dem oberen Teil des Erdmantels in bis zu 2 Mrd. Jahre alte Gneise eingepresst worden. Er ist grobkörnig und relativ homogen, weist aber Zonen mit Serpentiniten und Linsen mit Talk und weiteren Mineralien auf. In der Kontaktzone zum Gneis finden sich bunte Gesteine aus Granat - Pyroxenit und Eklogit (siehe unten).
Von der Alpe Arami im Tessin, stammt ein Peridotit, der durch hohe Magnesium- und Chrom-Gehalte charakterisiert ist. Er entstand während einer frühalpinen Metamorphosephase. Wissenschaftler sprechen deshalb auch von einem Meta-Peridotit (metamorph überprägter Peridotit). Eine Untersuchung der Bildungsbedingungen ergaben eine Entstehung in ca. 120 km Tiefe bei fast 1000° C und über 45 kbar Druck. Er stellt damit ohne Zweifel ein Fragment des oberen europäischen Erdmantels dar, das bei der weitergehenden Gebirgsbildung in die kontinentale Kruste eingearbeitet worden ist. Das Gestein besteht aus chromreichen Mineralien, insbesondere schwarz-grünem Olivin, braunen Bronzit sowie mitunter intensiv grünem Chrom-Diopsid und chromreichen roten bis rotvioletten Pyrop-Granaten.
Peridotite werden als Dekor- oder als Grabsteine im Natursteinsektor verwendet. Bekannte Sorten sind der »Solwark« (Peridotit aus Norwegen) und der »Poschiavo« (serpentinitisierter Peridotit aus der Schweiz)
Unterscheidung von (Granat-) Pyroxenit, (Granat-) Peridotit und Eklogit
Abb. 5: Gruppe der Ortho- und Klinopyroxene
Grafik: © EPI-Institut
Die meisten Pyroxene bilden Kristallformen mit monokliner Symetrie (sogenannte "Klinopyroxene"). Einige Wenige aber haben Kristallformen mit orthorhombischer Symetrie und werden als "Orthopyroxene" bezeichnet.
Zur Unterscheidung von (Granat-) Pyroxeniten und (Granat-) Peridotiten ist sowohl die Kenntnis des Mineralbestandes erforderlich, als auch das mengenmäßige Auftreten einzelner Minerale und das Verhältnis von Ortho- und Klinopyroxenen. Ohne labortechnische Verfahren ist eine solche Unterscheidung in vielen Fällen nicht zu meistern. Im Folgenden werden jedoch einige Anhaltspunkte aufgelistet, die eine Zuordnung erleichtern können.
Pyroxenit
Hauptmineral aller Pyroxenite sind magnesiumreiche Pyroxen-Minerale (> 50%). Als Begleitminerale können Olivin (< 40%) auftreten. Weiter hinzukommen können Granat, Spinell, Chromit und Magnetit. Die Abgrenzung zu den Peridotiten erfolgt anhand des Mineralbestands. Die Grenze liegt bei weniger als 40% Olivin und mehr als 50% Pyroxen.
Peridotit
Hauptmineral aller peridotitischen Gesteine ist Olivin (> 60%). Als Begleitminerale können sowohl magnesiumreiche Orthopyroxene (Enstatit bis Bronzit), als auch magnesiumreiche Klinopyroxene Diopsid bis Chrom-Diopsid auftreten. Weiter hinzukommen können Granat, Spinell, Chromit und andere. Magnetit ist vor allem als Nebenprodukt einer Serpentinisierung verbreitet.
Eklogit
Eklogite sind metamorph gebildete Hochdruckgesteine, die im Wesentlichen aus 2 Mineralen bestehen.
- rotem, pyropreichem Granat (meist Rhodolith)
- grünem, natriumhaltigem Klinopyroxen (meist Omphacit)
Die Abgrenzung zu ähnlich aussehenden Granat-Pyroxeniten erfolgt anhand der Dominanz von natriumreichen Klinopyroxenen wie Omphacit und Jadeit. Orthopyroxene treten nicht auf. In Granat-Pyroxeniten treten sowohl Klinopyroxene als auch Orthopyroxene mit Calcium-Magnesium-Eisen (Ca-Mg-Fe) Zusammensetzung auf (Abb. 2).
Lit: Torgeir T. Garmo (2013), Olivine und Eklogite aus Åheim, Mineralienwelt, 2, 81-86
Autor: Dipl.-Min. B. Bruder
© INSTITUT FÜR EDELSTEIN PRÜFUNG (EPI), 2021
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