Chalcedon (Mineral)

Chalcedon (Chalzedon)
Chalcedon-Kristall aus der Slowakei
Chemische Formel	SiO2
Mineralklasse	Oxide/Hydroxide siehe Quarz (nach Strunz)
Kristallsystem	trigonal
Kristallklasse	trigonal-trapezoedrisch $\ 32$
Farbe	farblos, bis bläulich grau
Strichfarbe	weiß
Mohshärte	6,5
Dichte (g/cm3)	2,6 -2,7
Glanz	Glasglanz, Fettglanz
Transparenz	undurchsichtig, dünn durchscheindend
Bruch	uneben
Spaltbarkeit	keine
Habitus	faserig nach (1 1 -2 0)
Zwillingsbildung	polysynthetisch nach (1 1-2 0) (Brasilianer Gesetz)
Kristalloptik
Brechungsindex	no = 1,54 ne = 1,55
Doppelbrechung (optische Orientierung)	Δ = 0,009 ; einachsig positiv
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten	in Fluorwasserstoffsäure löslich
Ähnliche Minerale	Moganit, Quarzin, Quarz

Der Chalcedon (latinisierte Form des griechischen χαλκηδών) oder in eingedeutscher Schreibung Chalzedon ist eine faserige, mikrokristalline Gefügevarietät des Minerals Quarz.

Nach älteren Quellen gilt der Begriff Chalcedon für alle faserigen Formen von mikrokristallinem Quarz (einschließlich Quarzin), für alle schwach bis gar nicht gefärbten, massigen Vorkommen von mikrokristallinem SiO₂ oder wird als Oberbegriff für alle Erscheinungsformen von feinkristallinem Quarz verwendet (Feuerstein, Hornstein, Achat, Onyx, Jaspis ...). Dies sind genau genommen aber Gesteine, die aus verschiedenen Gefügevarietäten des Quarzes bestehen, der SiO₂-Modifikationen Moganit sowie weiteren färbenden Verunreinigungen. In der modernen Mineralogie wird der Begriff Chalcedon enger gefasst (siehe Struktur).

Chalcedon ist farblos bis bläulich grau. Verunreinigungen bewirken verschiedenste Färbungen, meist braun, rötlich oder grün. Chalcedon ist durchscheinend, trüb, besitzt einen wächsernen Glanz und ist mit einer Mohshärte von 6,5 – 7 fast so hart wie Quarz.

Bei anderen Farbtönen verwendet man unterschiedliche Bezeichnungen. Rote bis braune Chalcedone sind bekannt als Karneol (Sarder), die grüne Vielzahl, die durch Nickeloxid gefärbt sind, nennt man Chrysoprase (künstlich gefärbte werden grüngebeizter Achat genannt) oder Plasma, smaragdgrüne Chalcedone erhalten durch Eisenoxid ihre dunkelgrüne Farbe. Plasma wird manchmal mit kleinen Jaspis-Punkten gefunden die Bluttropfen ähneln, weshalb er Heliotrop (Blutjaspis) oder irreführenderweise Blutstein genannt wird. Das weithin als Blutstein bekannte Mineral ist Hämatit, ein Eisenoxid.

Weitere Bezeichnungen, die für Chalcedon gefunden werden, sind Jasponix, Massik, Quarzin, Zoesit, blauer oder kalifornischer Mondstein und Milchstein.

Etymologie und Geschichte

Madonna in Chalcedon-Rosette

Das griechische Wort χαλκηδών (altgriechische Aussprache chalkēdón) ist ein Hapax legomenon, ist also nur in einer einzigen Quelle überliefert, nämlich der griechischen Offenbarung des Johannes. Dort (Offb 21,19 EU) heißt es über das Himmlische Jerusalem:

Die Grundsteine der Stadtmauer sind mit edlen Steinen aller Art geschmückt; der erste Grundstein ist ein Jaspis, der zweite ein Saphir, der dritte ein Chalcedon, der vierte ein Smaragd.

Die frühere Etymologie des Wortes ist ungeklärt. Eine wegen der Homonymie naheliegende Verbindung zur griechischen Stadt Kalchedon ist laut Oxford English Dictionary sehr zweifelhaft. Ebenso ungeklärt ist, welches Mineral in der Offenbarung gemeint war; die heutige Bedeutung verfestigte sich erst in der frühen Neuzeit.

Varietäten

• Achat
• Chrysopras
• Heliotrop (Blutjaspis)
• Holzstein
• Karneol (Sarder)
• Onyx
• Plasma ist eine lauchgrüne Varietät ähnlich dem Prasem

Bildung und Fundorte

Chalcedon bildet sich zusammen mit Quarzin und Moganit oberflächennah sowohl in Spalten und Hohlräumen saurer und basischer Magmatite (Achat), in Spalten metamorpher Gesteine als auch in Sedimenten (Flint, Hornstein, versteinertes Holz). Bei der Bildung von Achaten geht man von einer Kristallisation aus einem SiO₂-Gel oder SiO₂-übersättigten Lösungen bei Temperaturen zwischen 25 und 200 °C aus. Bei sedimentärer Bildung kristallisieren Chalcedon und Quarzin entweder aus SiO₂-haltigen Lösungen (z. B. versteinertes Holz) oder bilden sich während der Diagenese aus den Opal-Skeletten von Diatomeen, Radiolarien (Radiolarit) oder Kieselschwämmen (Hornstein).

Weiterhin ist Chalcedon eine der Zementphasen in den Porenräumen von Sandsteinen.

• blau in Namibia, der Türkei und Indien
• rosa in der Türkei;
• rot in Russland und Indien
• dunkelgrün in Brasilien und Ząbkowice Śląskie
• Sizilien
• Sachsen
• Böhmen
• Tirol

Mikrogefüge

Chalcedonmandel

Ein massiges, granulares Gefüge zeichnet sich durch das Fehlen einer bevorzugten Orientierung der Chalcedonfasern aus. Die einzelnen Chalcedonfasern sind selten länger als 1 – 3 µm. Solcher granularer Chalcedon macht die Hauptmasse von Flint-Knollen aus.

Von sphärolithischen Gefüge spricht man, wenn die Chalcedonfasern ausgehend von einem Kristallisationskeim radialstrahlig wachsen und kugelige Aggregate bilden. Der Durchmesser dieser Sphärolithe beträgt meist 0,1 – 0,2 mm. Sphärolithischer Chalcedon bildet die horizontal geschichteten Bereiche in Achatdrusen und tritt vereinzelt in Flint und Hornstein auf. Unter dem Polarisationsmikroskop zeigen die Sphärolithe bei gekreuzten Polarisatoren ein charakteristisches Auslöschungsbild, das Bertrand’sche Kreuz.

Ein parabolisches Gefüge bildet sich, wenn die Chalcedonfasern radialstrahlig auf der Oberfläche eines Gesteinshohlraumes wachsen. Benachbarte Faserbüschel behindern sich in ihrem Wachstum gegenseitig. Schon in geringer Distanz zum Wachstumskeim wachsen so nur nahezu parallel ausgerichtete Faserbündel in den Hohlraum hinein. Parabolisch gewachsener Chalcedon bildet die konzentrischen Bänderungen in Achaten. Unter dem Polarisationsmikroskop zeigt sich in den parabolisch gewachsenen Chalcedonbändern die charakteristische Runzelbänderung. Sie ist charakteristisch für Chalcedon und fehlt beim Quarzin.

Struktur

Der Begriff Chalcedon wird für alle senkrecht zur kristallografischen c-Achse entlang der Prismenflächen (1 1 0) oder (1 –1 0) faserig gewachsenen Tiefquarze (Flörke et al 1991) verwendet. Die Fasern weisen eine Dicke von unter einem µm auf und sind typischerweise in Längsrichtung verdrillt. Der optische Charakter der Faserrichtung ist "length-fast". Dies bedeutet, dass die Achse mit dem höheren Brechungsindex im Kristall senkrecht zur Faserrichtung orientiert ist. Dies unterscheidet Chalcedon von einer weiteren faserigen Gefüge-Varietät des Tiefquarzes, dem Quarzin. Quarzin ist "length-slow", d. h. der höhere Brechungsindex des Quarzes liegt parallel zur Faserrichtung.

Strukturell unterscheidet sich Chalcedon vom Tiefquarz kaum. Elektronenmikroskopische Untersuchungen ergaben aber für alle mikrokristallinen Quarzvarietäten eine sehr große Dichte an Gitterdefekten. Charakteristisch ist eine dichte Abfolge von Verzwillingungen nach dem Brasilianer Gesetz. Dies kann man sich als eine Stapelung von (101)-Lagen aus Rechts- und Linksquarz vorstellen. In mikrokristallinem Quarz weisen diese Lagen variable Dicken von einigen Elementarzellen auf. Strukturell betrachtet nehmen Chalcedon und auch Quarzin somit eine Zwischenposition zwischen unverzwillingten Tiefquarz (Rechts- oder Linksquarz) und Moganit ein. Diese erst 1994 von der IMA als eigene SiO₂-Modifikation anerkannte Phase kann man sich als Tiefquarz mit der maximal möglichen Anzahl von Brasilianer Zwillingen vorstellen. Lagen von Rechts- und Linksquarz der kleinstmöglichen Dicke von einer Elementarzelle bilden im Moganit eine regelmäßige Abfolge. Diese enge strukturelle Beziehung macht verständlich, dass Chalcedon immer signifikante Mengen an Moganit enthält. Eine weitere charakteristische strukturelle Eigenschaft von Chalcedon, die Quarzin fehlt, ist die Verdrillung der Fasern um ihre Längsrichtung. Diese Verdrillung findet innerhalb eines kontinuierlichen Kristalls statt und ist auf spiralförmiges Kristallwachstum entlang von Gitterfehlern (Schraubenversetzungen) zurückzuführen.

Verwendung

Zylinder-Siegel aus dem Achämenidenreich (6. bis 4. Jahrhundert v. Chr.)

Chalcedon zählt zu den Halbedelsteinen und dient als Material für Kameen, Ringsteine, Siegelsteine und viele andere Schmuck- und Gebrauchsgegenstände. Er wird schon sehr lange verarbeitet und ist deshalb auch vielfach bei Antiquitäten zu finden. Große Stücke sind auch Material für Säulen, architektonischen Zierrat, Tischplatten und Vasen, die durch eine schöne Politur aufpolierbar sind. In steinzeitlichen Kulturen wurde Chalcedon zur Herstellung von Klingen verwendet (Feuerstein).

Vorsichtsmaßnahmen

Bei starkem UV-Licht kann ein Farbverlust die Schönheit des Steins beeinträchtigen, wie auch bei direkter übermäßiger Sonnen- oder Lichtbestrahlung.

Siehe auch

• Systematik der Minerale
• Liste der Minerale

Literatur

• Flörke, O.W., Graetsch, H., Martin, B., Röller, K., Wirth, R. (1991): Nomenclature of micro- and noncrystalline silica minerals, based on structure and microstructure. Neues Jahrbuch Miner. Abh., 163: 19-42

Weblinks

 Commons: Chalcedony – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Heaney, P.J., Veblen, D.R., Post, J.E. (1994): Structural disparities between chalcedony and macrocrystalline quartz; Am. Mineral., 79: 452-460 (PDF-Datei; 1016 kB)
• C. Wahl (2002): Charakterisierung innerer Grenzflächen in mikrokristallinem SiO₂ mit Transmissionselektronenmikroskopie; Dissertation an der TU Darmstadt
• MinDat.org - Chalcedony (englisch)
• Mineralienatlas Chalcedon
• HP-Wissenschaftliche Themen - Chalcedon
• Animierte Fotos von Mineralien