Edelsteine

Edelsteine sind den Menschen kostbar wegen ihrer Schönheit, Seltenheit und Unvergänglichkeit. Die wertvollsten Edelsteine – Diamant, Smaragd, Saphir und Rubin – stellen natürliche Mineralien dar. Auch einige organogene Substanzen werden als Edelsteine angesehen, so der Bernstein, ein fossiles Harz, die Korallen, Skelette kleiner festsitzender Meerestiere, oder Perlen, Kalkabscheidungen aus der Perlmuttermasse im Innern mancher Muscheln. Die Beliebtheit eines Edelsteins ist modebedingt. Die Entstehung der Edelsteine
Als Mineralien sind Edelsteine in der Regel anorganische Stoffe. Sie können auf sehr unterschiedliche Weise entstehen. Viele Edelsteine werden in magmatischen Gesteinen (Gesteinen, die einem aus der Erdtiefe aufsteigenden Magma entstammen) gefunden. Während der Abkühlung des Magmas erfolgt eine Veränderung des Magmachemismus, da verschiedene Mineralien auskristallisieren. Im Restmagma reichern sich Gase, flüssige Lösungen und seltene Elemente an – alles Voraussetzungen für die Entstehung von Edel- und Halbedelsteinen. Die Pegmatite (helle magmatische Gesteine mit großen Mineralien) stammen aus solchen Restmagmen und enthalten bisweilen seltene Mineralien, wie Beryll, Turmalin und Lithiumglimmer. Erhöhte Gasgehalte im abkühlenden Magma sind günstig für die Ausbildung der fluorhaltigen Topase und des Turmalins. Andere Edelsteine kommen unter dem Einfluss der Gesteinsmetamorphose zustande, bei der eine Umwandlung der die Gesteine aufbauenden Mineralien stattfindet. Vor allem Granat und Smaragd treten in metamorphen Gesteinen auf. Wie ein Diamant (reiner kristalliner Kohlenstoff) entsteht, ist noch nicht völlig geklärt, fest steht, dass zu seiner Bildung in den tiefen Bereichen von Vulkanschloten hohe Temperaturen und Drücke notwendig sind. Das umgebende Gestein wird als Kimberlit bezeichnet. Die Verwitterung führt zum Auftreten von Diamanten in Lockersedimenten. Eigenschaften der Edelsteine
Edelsteine lassen sich an einer Vielzahl charakteristischer Merkmale erkennen: äußere Form des ungeschliffenen Minerals, Farbe, Lichtbrechung, Härte und spezifisches Gewicht (Dichte). Der Wert eines Edelsteins wird durch seine Seltenheit, Brillanz, Reinheit, Härte und Farbe bestimmt, die Nachfrage regelt den Preis. Diamanten werden sowohl für industrielle Zwecke (für Schneide-, Bohr- und Schleifwerkzeuge) wie auch als Schmucksteine verwendet. Die Schönheit eines Edelsteins hängt vor allem von seinen optischen Eigenschaften ab, also dem Brechungsvermögen, der Beugung und Auflösung des Lichtes in sein Spektrum. Jeder Edelstein hat einen ganz bestimmten Brechungsindex. Dieser wird berechnet, indem man den Sinus des Einfallswinkels (Winkel zwischen den Lichtstrahlen und der Senkrechten zur Oberfläche) durch den Sinus des Brechungswinkels dividiert. Von allen natürlichen Edelsteinen besitzt der Diamant den höchsten Brechungsindex. Die Fähigkeit, weißes Licht zu zerstreuen (dispergieren), ist die Ursache seines Feuers und verleiht ihm die Brillanz. Die Farbe eines Diamanten beruht meist auf Baufehlern in seinem Kristallgitter und nur selten auf Verunreinigungen durch Spurenelemente. Dagegen wird die Färbung der meisten anderen Edelsteine durch Metalloxide verursacht, die entweder als Einschlüsse im Mineral auftreten oder in sein Kristallgitter eingebaut sind. Viele Steine gewinnen Wert erst durch ihre besonderen Farben. Der durchsichtige rote Rubin und der blaue Saphir – alle beide spezielle Ausbildungen des sonst grauen oder farblosen Minerals Korund (chemisch Aluminiumoxid) -, der grüne Smaragd (eine Varietät des Berylls) und der gelbe Topas sind z. B. wegen ihrer reinen hellen Farben begehrt. Das spezifische Gewicht, die Dichte, ist das Gewicht eines Stoffes im Verhältnis zu dem Gewicht des gleichen Volumens Wasser. So hat der Diamant ein spezifisches Gewicht von 3,52 g/cm3, das heißt, er ist 3,52mal schwerer als das gleiche Volumen Wasser. Bernstein besitzt demgegenüber nur eine Dichte von 1,07 g/cm3. Das Gewicht von Edelsteinen wird in Karat angegeben, ein metrisches Karat (1 k) ist auf 0,2 Gramm festgesetzt. Die Härte eines Edelsteins gilt als Kennzeichen seiner Unvergänglichkeit. Die meisten Edelsteine sind sehr hart. Ihre sogenannte Ritzhärte wird anhand einer 1812 von dem deutschen Mineralogen Friedrich Mohs (1773-1839) aufgestellten Härteskala ermittelt. Diese Skala mit den Stufen 1 bis 10 legt die relative Härte der Mineralien zueinander fest. Der Diamant ist das weitaus härteste natürliche Mineral mit dem Wert (Mohshärte) 10. Der Korund (Mohshärte 9) besitzt nur ein Neunzigstel der Härte des Diamanten. Die Bearbeitung der Edelsteine
Durch geschicktes Schleifen und Polieren wird die Schönheit eines Edelsteines gesteigert, Oberflächenfehler werden entfernt, seine Farbe und Brillanz verstärkt. Die älteste Bearbeitungsmethode ist der Cabochon-Schliff, ein Rundschliff, der vor allem bei Steinen, die changierende Wirkung besitzen, praktiziert wird. Facettenschliff an Diamanten gelang erstmals indischen Schleifern. In Venedig wurde diese Methode nach 1330 angewandt, später u. a. in Amsterdam und Antwerpen als Brillantschliff vielfach variiert und für andere Edelsteine benutzt. Die Facetten eines Diamanten (der in geschliffenem Zustand Brillant heißt) werden in einem einzigen Arbeitsgang geschliffen und poliert. Bei einer ganzen Reihe von Edelsteinen erfolgt allerdings der Facettenschliff für sich allein, während das Polieren der facettierten Steine später stattfindet.   Synthetische Edelsteine werden durch Schmelzprozesse hergestellt (Verneuil-Methode). Zur Rubin-Synthese wird Aluminiumpulver aus einem Behälter [1] in die Kammer [2] gefüllt. Mit Sauerstoff [3] vermischt gerät das Pulver in die Spitzenzone des Brenners [4], wo es mit dem zugeführten Wasserstoff [5] der Knallgasflamme ausgesetzt wird. Die sehr hohen Temperaturen oxidieren das Aluminium zu kleinen Korund- oder Rubintröpfchen, die sich an einem Stift [6] festsetzen. Dieser gibt dem noch flüssigen Material [7] Form.        
Diamanten entstehen unter hohem Druck und hoher Temperatur in Vulkanpfropfen oder sogenannten Kimberlit-Pipes tief unter der Erdoberfläche [A]. Durch den gesteigerten Druck dringen Gase in feine Risse ein, Explosionen schaffen Hohlräume in der Erdrinde [B], das diamanthaltige Kimberlitmaterial steigt in den Spalten auf [C], füllt die Hohlräume aus [D] und erstarrt langsam [E]. Der Abbau des diamantführenden Gesteins erfolgt von Schächten aus [F].  
Ein Rohdiamant wird entlang seiner Spaltfläche geteilt [A]. Schnittlinien werden eingeritzt [B] und der Stein mit einer Klinge gespalten [C], bis die Rohform entsteht [D]. Um seine endgültige Form zu erreichen, wird er dann mit einer gröberen [E] und schließlich mit einer feinen Säge [F] geschnitten [G, H, I, J]. Das Schleifen und Polieren erfolgt auf einer Drehscheibe mit Diamantpulver [K]. Dabei entstehen die Facetten [L, M], die das Licht brechen [N].

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Info 26.09.2017 - 00:17
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