Agate
Gebänderter Chalcedon-Edelstein, seit Jahrtausenden beliebt.
Achat ist eine gebänderte Varietät von faserigem Chalcedon, einer mikrokristallinen oder kryptokristallinen Form von Siliziumdioxid. Seine Bänder wechseln in der Farbe, und oft sind sichtbare Quarzkristalle vorhanden. Weltweit in zahlreichen Varietäten vorkommend, zeigen die meisten Achatsteine konzentrische Bänderung, einige weisen jedoch parallele Linien auf. Bestimmte als Achat verkaufte Steine, wie Moosachat oder Feuerachat, haben keine echte Bänderung und gelten nicht als echte Achatsteine, während nicht jeder gebänderte Chalcedon als Achat qualifiziert. Achatsteine bilden sich typischerweise als Knollen in vulkanischem Gestein, treten als Mandeln oder Donnersteine auf und können sich auch in Adern in jeder Gesteinsart oder in verkieselten Fossilien entwickeln. Die genauen Mechanismen hinter der Achatbänderung sind nach wie vor kaum verstanden, und synthetischer Achat wurde noch nie erfolgreich hergestellt. Der Stein wird seit Jahrtausenden als Edelstein geschätzt und ist heute auch ein beliebtes Sammlerobjekt; viele mattere Handelswaren werden künstlich gefärbt. Die früheste bekannte Beschreibung von Achat stammt vom griechischen Philosophen Theophrast, der zusammen mit Plinius dem Älteren berichtete, dass er nach dem Fluss Achates auf Sizilien benannt sei, obwohl Etymologen glauben, dass der Fluss möglicherweise nach dem Stein benannt wurde. Das englische Wort kam im 15. Jahrhundert in Gebrauch. Achat besteht hauptsächlich aus Chalcedon, der größtenteils Quarz mit einem geringen Anteil an Moganit, einem Quarz-Polymorph, ist. Anders als makrokristalliner Quarz enthält der Chalcedon des Achats Spuren von Wasser, hauptsächlich als Silanol. Makrokristalliner Quarz ist oft vorhanden, besonders im Zentrum als massiver Kern oder Geode. Achat kann auch geringe Mengen Opal enthalten. Verunreinigungen wie Eisen, Aluminium, Kalzium und Kalium sind häufig; Eisenoxide erzeugen rote und gelbe Bänder, während Uranspuren unter ultraviolettem Licht eine grüne Fluoreszenz verursachen können. Der Chalcedon bildet verdrillte, helikale Fasern, mit zwei Typen: Längsschnellfasern, die vorherrschend sind, und das seltenere Quarzin. Die Bänderung wird als Wandbänderung kategorisiert, bei der die Schichten der Hohlraumform folgen, oder als Niveaubänderung, die durch schwerkraftbedingte Ausfällung gerade, parallele Linien bildet.
Quick Facts
- Category
- Tectosilicate minerals
- Group
- Quartz group
- Imastatus
- Variety of quartz (chalcedony)
- Formula
- SiO; 2 (silicon dioxide)
- Habit
- Cryptocrystalline silica
- System
- Trigonal (quartz) or monoclinic (moganite)
- Fracture
- Conchoidal
- Mohs
- 6.5–7
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Hintergrund
Sein bestimmendes Merkmal sind abwechselnde Bänder aus verschiedenfarbigem Chalcedon, oft mit sichtbaren Quarzkristallen. Die meisten Achatsteine zeigen konzentrische Bänderung, obwohl einige Bänder parallele Linien bilden. Bestimmte Chalcedone ohne Bänder, wie Moosachat und Feuerachat, werden allgemein als Achat bezeichnet, sind aber keine echten Achatsteine; umgekehrt qualifiziert nicht jeder gebänderte Chalcedon als Achat. Achat bildet sich typischerweise als Knollen in vulkanischem Gestein, tritt als Mandeln oder Donnersteine auf und kommt auch in Adern in jeder Gesteinsart oder in verkieselten Fossilien vor. Die genauen Prozesse, die seine Bänderung erzeugen, sind nach wie vor kaum verstanden, und Achat wurde nie synthetisiert. Der Stein wird seit Tausenden von Jahren als Edelstein in Schmuck verwendet und ist heute bei Sammlern beliebt. Viele matte Handelsachate werden künstlich gefärbt. Die früheste bekannte Beschreibung stammt vom griechischen Philosophen Theophrast, der zusammen mit Plinius dem Älteren seinen Namen mit dem Fluss Achates auf Sizilien verband, obwohl Etymologen glauben, dass der Fluss möglicherweise nach dem Stein benannt wurde. Das englische Wort "agate" erschien im 15. Jahrhundert, abgeleitet aus dem Anglonormannischen und Lateinischen. Der Chalcedon des Achats enthält geringe Mengen Wasser, hauptsächlich als Silanol, und enthält oft makrokristallinen Quarz, besonders als zentralen Kern oder Geode. Geringe Mengen Opal können ebenfalls vorhanden sein.
Leserleitfaden
Achat wird seit Tausenden von Jahren als Edelstein geschätzt und ist sowohl in Schmuck als auch als Sammlerstein beliebt. Seine gebänderte Struktur, die durch abwechselnde Chalcedonschichten gebildet wird, macht jedes Exemplar einzigartig. Die Prozesse, die zur Achatbänderung führen, sind nicht gut verstanden, und Achat wurde nie synthetisch hergestellt. Viele mattere, kommerziell verkaufte Achatsteine werden künstlich behandelt, um ihre Farbe zu verbessern. Achatsteine werden grob in zwei Kategorien basierend auf der Bänderung eingeteilt: Wandbänderung, bei der die Bänder der Form des Hohlraums folgen, und Niveaubänderung, bei der die Bänder gerade, parallele Linien bilden. Die meisten Achatsteine sind konzentrisch gebändert, während einige parallele Bänder aufweisen. Bestimmte Varietäten von Chalcedon ohne Bänder werden allgemein als Achat bezeichnet (z. B. Moosachat, Feuerachat), sind aber keine echten Achatsteine. Nicht jeder gebänderte Chalcedon ist ein Achat (z. B. gebänderter Hornstein). Achatsteine bilden sich als Knollen in vulkanischem Gestein, als Mandeln oder Donnersteine, sowie in Adern in jeder Gesteinsart und in verkieselten Fossilien. Die frühen Bildungsstadien sind verstanden, aber die spezifischen Prozesse, die zur Bandentwicklung führen, sind umstritten. Die Achatbildung kann nicht direkt beobachtet werden, und die Bänderung wurde im Labor noch nie erfolgreich repliziert. Achatsteine sind viel härter als die Gesteine, in denen sie sich bilden, und einige Varietäten werden häufig von ihrem Wirtsgestein gelöst gefunden.
Chemischer Fingerabdruck: Was Achat ausmacht
Achat ist im Grunde eine Kieselgeschichte. Sein Körper besteht aus Chalcedon, einer mikrokristallinen oder sogar submikroskopischen Form von SiO₂, bei der der Großteil der Kieselsäure als Quarz vorliegt, während ein kleinerer Anteil – etwa fünf bis zwanzig Prozent – als Moganit erscheint, einem monoklinen Polymorph derselben Verbindung. Da Moganit thermodynamisch weniger stabil ist, wandelt er sich im Laufe der geologischen Zeit langsam in Quarz um; in Achaten, die älter als das Silur sind, überlebt kein Moganit. Anders als der trockene, wasserfreie makrokristalline Quarz, den man in einer Kristallspitze finden mag, enthält der Chalcedon des Achats typischerweise zwischen einem halben und drei Prozent Wasser, das größtenteils in Silanolgruppen (Si–OH) gebunden ist, mit einem kleineren Anteil als freies molekulares H₂O. Winzige Mengen Opal, insbesondere der nanokristalline Opal-CT aus Cristobalit und Tridymit, können ebenfalls vorhanden sein. Spurenelemente wie Aluminium, Kalzium, Kalium, Natrium und Eisen durchziehen das Gitter, und es ist Eisen – oft als mikroskopische Hämatit- oder Goethitkügelchen – das die vertrauten Rot- und Gelbtöne färbt. Mangan, Chrom und Nickel tragen gelegentlich zu anderen Farbtönen bei, während Spuren von Uranylionen bestimmte Steine unter ultraviolettem Licht grün leuchten lassen können. Calcit- und Zeolitheinschlüsse sind die am häufigsten beobachteten Fremdminerale.
Architektur der Bänder: Fasern und Muster
Auf mikroskopischer Ebene ist der Chalcedon des Achats keine gleichmäßige Masse, sondern ein Gewirr aus kettenartigen Fasern – miteinander verwachsene Kristallstränge, die sich entlang ihrer Länge zu einer helikalen Form verdrillen. Röntgenbeugung hat gezeigt, dass diese Fasern zwischen 0,1 und 1,0 Mikrometer im Durchmesser und bis zu mehreren Millimetern lang sind. Es gibt zwei Strukturtypen: Längsschnellfasern, bei denen einzelne Kristalle senkrecht zur c-Achse Seite an Seite gestapelt sind, und die seltenere Quarzin-Varietät, bei der Kristalle entlang dieser Achse Spitze an Spitze gestapelt sind. Achat wird von Längsschnellfasern dominiert; Quarzin erscheint nur in der äußersten Schicht oder als dünne Verwachsungen, die zwischen Längsschnell-Chalcedon und makrokristallinem Quarz eingebettet sind. Auf makroskopischer Ebene fallen Achatsteine in zwei Bänderungsfamilien. Die Wandbänderung folgt dem Umriss des ursprünglichen Hohlraums, wobei die Fasern von den Wänden radial nach innen wachsen, senkrecht zu den sichtbaren Bändern. Die Niveaubänderung, die seltener ist und meist die Wandbänderung begleitet, erzeugt gerade, parallele Linien, wenn Chalcedon unter Schwerkraft in horizontalen Schichten aus mikroskopischen Sphärolithen ausfällt. Wandgebändertes Material ist faseriger, dichter und kompakter, während niveaugebänderter Achat eine deutlich körnige Textur aufweist.
Geboren im Feuer: Bildung und das Rätsel der Bänderung
Achat nimmt am häufigsten als Knolle in vulkanischem Gestein Gestalt an. In mafischen Laven wie Basalt und Andesit hinterlassen während der Abkühlung eingeschlossene Gasblasen Blasenräume; wenn diese Hohlräume sich mit Kieselsäure füllen, entsteht eine Mandel. In felsischen Gesteinen wie Rhyolith und rhyolithischem Tuff besetzt Achat mit Sphärolithen gefüllte Hohlräume, die als Lithophysen bekannt sind, im Volksmund Donnersteine genannt. Da mafische Laven von Natur aus arm an freier Kieselsäure sind, diskutieren Geologen noch immer über die Quelle – Kandidaten sind Mikrosplitter von vulkanischem Glas aus Asche- oder Tuffablagerungen und die Zersetzung von vergrabenem pflanzlichem oder tierischem Material. Achatsteine bilden sich auch in Adern, die praktisch jede Gesteinsart durchschneiden, sowie in verkieselten Fossilien. Was wirklich ungelöst bleibt, ist die Bänderung selbst. Die frühen Stadien der Hohlraumfüllung sind weitgehend verstanden, doch die spezifischen chemischen und physikalischen Prozesse, die die abwechselnden farbigen Bänder erzeugen, wurden nie vollständig erklärt. Kein Labor hat jemals erfolgreich Achatbänderung repliziert, und da der Prozess im Inneren von festem Wirtsgestein stattfindet, kann er nicht direkt beobachtet werden. Achat wurde nie synthetisiert, was ihn zu einem der wenigen Edelsteinmaterialien macht, dessen charakteristisches Muster ein natürliches Exklusivprodukt bleibt.
Ein Name älter als Englisch: Geschichte und Vermächtnis
Sowohl er als auch der Römer Plinius der Ältere führten den Namen des Steins auf den Fluss Achates auf Sizilien zurück, wo er angeblich zuerst gesammelt wurde. Moderne Etymologen vermuten jedoch, dass der Fluss seinen Namen vom Stein erhielt und nicht umgekehrt, was den wahren Ursprung des Wortes ungewiss lässt. Der Begriff gelangte im fünfzehnten Jahrhundert über das anglonormannische Französisch agathe und das Lateinische achātēs ins Englische. Seit Jahrtausenden dient Achat als Edelstein in Schmuck, und heute ist er ein beliebter Sammlerstein, der in einer Vielzahl von Formen auf der ganzen Welt vorkommt. Es ist erwähnenswert, dass nicht jeder als Achat vermarktete Stein die Kriterien erfüllt: Moosachat und Feuerachat sind bandfreie Chalcedon-Varietäten, und gebänderter Hornstein ist trotz seines gestreiften Aussehens überhaupt kein Achat. Auf dem kommerziellen Markt werden viele mattere Exemplare künstlich behandelt, um ihre Farbe zu intensivieren, eine Praxis, die lebhafte Achatsteine weitaus zugänglicher gemacht hat als ihre natürlichen Gegenstücke.
Häufig gestellte Fragen
Was genau ist Achat?
Achat ist eine gebänderte Form von Chalcedon, der selbst eine mikrokristalline Varietät von Siliziumdioxid ist. Er wird seit Tausenden von Jahren zu Schmuck und Ornamenten verarbeitet und ist nach wie vor einer der am weitesten verbreiteten Sammler-Edelsteine der Welt.
Wie entsteht Achat in der Natur?
Achat entwickelt sich am häufigsten als abgerundete Knollen in vulkanischem Gestein, kann aber auch in Mineraladern oder in verkieselten Fossilien vorkommen. Das gebänderte Muster baut sich Schicht für Schicht auf, wenn kieselsäurereiche Lösungen über lange Zeiträume Mineralien ablagern.
Warum hat Achat verschiedene Farben und Bänderungsmuster?
Die Farbvariationen – Rot, Gelb und viele andere – stammen von Eisenoxiden und anderen Spurenelementen, die während der Bildung eingeschlossen wurden. Zwei Hauptstile der Bänderung werden unterschieden: Wandbänderung und Niveaubänderung, je nachdem, wie die Schichten relativ zur Form der Knolle ausgerichtet sind.
Woraus besteht Achat chemisch?
Seine Hauptkomponente ist Chalcedon (Siliziumdioxid, SiO₂), mit geringeren Mengen an Moganit, Opal und Wasser. Diese Zusammensetzung verleiht Achat eine Härte, die größer ist als die des umgebenden Wirtsgesteins, in dem er sich typischerweise bildet.
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