Kann Spinell (Cr-Spinell etc.) Mikrodiamanten enthalten?

[Hungriger Wolf]

Hallo!

Habe gerade diese wissenschaftliche Arbeit/Dissertation gelesen:

Mineral Chemistry and Structural Relationships of Inclusions in Diamond Samples (Seite 34 Spinell / Seite 55 Cr-Spinell/Chromit)

http://d-nb.info/1000768678/34

Meine Überlegungen dazu:

1)   Diamanten können Mineralieneinschlüsse aufweisen
2)   Mineralien können Mikrodiamanten enthalten (je nach Enstehungsbedingungen Druck/Temperatur)
3)   Bereits nachgewiesene Mikrodiamanten in Zirkone
4)   Bereits nachgewiesene Mikrodiamanten in Granat

Nun meine Frage:

Gibt es auch in Spinell u.U. Mikrodiamanten, da die Dichte beider Komponenten ja doch ähnlich ist (3,5 / 3,6 g/cm3)? 
Schwarzer Spinell (Oxide) ist ja undurchsichtig.....,anders als bei Zirkon und Granat (Silikate)!


Grüsse 
Achim

[Buchit]

Hallo Achim,

das mit der Undurchsichtigkeit der dunklen Spinelle stimmt nicht so ganz (oder: es kommt zumindest auf die Technik an) - siehe das Bild unten: Chromitkristall aus einem Pikritbasalt von Midfell/Südwest-Island im Dünnschliff...

Gruß,
Holger

[Andyr]

Schönen guten Abend,

Diamanteinschlüsse in Granat ist hinlänglich bekannt. In Spinellen würde ich sie weniger vermuten. Wenn die SiO2-Aktivität in einem System ausreichend hoch ist (was meist, selbst in ultramafischen Gesteinen wie Peridotiten gegeben ist, dann ist bei sehr hohen (für Diamantbildung typischen) Drücken der Granat die stabilere Al-führende Phase. Und wenn man dem System genügend Zeit gibt (langsamer Druckabbau), sodass sich Spinell auf Kosten des Granats bildet,  dann ist auch zu erwarten, dass auch der Mikrodiamant nicht erhalten bleibt. Aber die genauen kinetischen Verhältnisse für diese Umwandlungsreaktionen kenne ich auch nicht genau.

Gruß

AndyR

[Hungriger Wolf]

Hallo Holger!

Super Dünnschliff Pikritbasalt/Chromitkristall! 
Hätte nicht gedacht, das der Chromitkristall durch den Dünnschliff transparent erscheint!
Wie hoch ist ca. die Schichtdicke (Mikrometer) des Dünnschliffs?

Hallo AndyR!

Wirklich interessant, die Überlegung zum Diamantbildungs-/Stabilitätsbereich (Spinell <-> Granat )!

Heute abend, fand ich diese wissenschaftliche Arbeiten dazu:

http://www.perplex.ethz.ch/papers/klemme_lithos_09.pdf Graphik Seite 2 Abb. 1
http://core.kmi.open.ac.uk/download/pdf/287831.pdf Seite 11 / Seite 12

Zumindest gibt es Diamant mit Spinell-Einschlüssen.

http://elements.geoscienceworld.org/content/1/2/73/F2.large.jpg
-> Super Graphik dazu (km Tiefe Erde/Zonenbereiche/vorkommende Mineralienarten)!
http://www.geol.ucsb.edu/faculty/hacker/geo102C/lectures/mantlePhaseRelations.jpg

 
 
Grüsse 
Achim

[Buchit]

Hallo Achim,

der Dünnschliff hat die üblichen 30 Mikrometer; der Kristall ist wohl stellenweise dünner (wie man an der nach rechts zunehmenden Transparenz unschwer erkennt). Aber: Es ist nicht unmöglich - und in Abhängigkeit von der interessierenden Fragestellung auch nicht unüblich -, Dünnschliffe bis etwa 10 Mikrometer Dicke anzufertigen. Man könnte also auch dunkle Spinelle systematisch "durchforsten", wenn man wollte.

Aber das bringt mich zu einem anderen Punkt: Warum sollen es denn ausgerechnet Chromspinelle sein? Meines Wissens nach sind das hauptsächlich Bildungen ultrabasischer Magmen, aber in Gesteinen deshalb nicht unbedingt Hochdruckanzeiger...

Gruß,
Holger

[Hungriger Wolf]

Hallo Holger!

Aber das bringt mich zu einem anderen Punkt: Warum sollen es denn ausgerechnet Chromspinelle sein? Meines Wissens nach sind das hauptsächlich Bildungen ultrabasischer Magmen, aber in Gesteinen deshalb nicht unbedingt Hochdruckanzeiger...

Ja, klar! Es geht mir, eigentlich doch, um einen basischen Basanit (nicht die Cr -Spinelle im speziellen)!

Der Grund der Überlegung dazu ist recht einfach!

In Süddeutschland gibt es vereinzelt Vulkane (also in meiner Nähe), wie z.B. den Steinsberg (bei Sinsheim/Weiler/Kraichgau).

Der Steinsberg ist der Rest eines alttertiären Vulkanschlotes.
Die Schlotfüllung besteht aus einem schwarzen, harten Nephelinbasanit mit sehr kleinen aber immerhin vorhanden Einschlüssen von gelben und schwarzen Kristallen, Granateinschlüsse sind darin nicht vorhanden!

Jedenfalls habe ich bei meinem gesammelten kleinen Lesestein, von dort, keine entdecken können!

Das Vulkan-Gestein, liegt also vor mir auf dem Tisch.....und ist magnetisch!

Grüsse 
Achim
 

[Buchit]

Hallo Achim,

okay, ich verstehe den Hintergrund Deiner Frage jetzt etwas besser. Das Problem scheint mir eher zu sein, dass - wie von Andy bereits angedeutet - nicht ganz klar ist, ob diese Spinelle aus basischen Laven tatsächlich unter Bedingungen gebildet wurden, bei denen Diamanten (noch) stabil sind - denn nur dann könnte man mit Aussicht auf Erfolg danach suchen. Ich werde noch mal versuchen, mich in dieser Hinsicht schlauer zu machen.

Aber generell scheint mir das doch eher unwahrscheinlich zu sein - alle diese basaltischen Schmelzen nehmen sich doch (im Gegensatz zu den schnell aufsteigenden Kimberliten) etwas Zeit, bevor sie an's Tageslicht kommen... Zeit genug, um die Diamanten instabil werden zu lassen.

Der Steinsberg ist übrigens nach meinem - unvollständigen - Wissen eine hochinteressante Lokalität; da sollte sich doch Literatur dazu finden lassen, was die schwarzen und gelben Kristalle in Deiner Probe sind.

Gruß,
Holger

[steinefinder1]

Wie wahr. "Wirklich" Undurchsichtiges (--> opak) .. soll man ja im Dünnschliff wohl auch alles mehr oder weniger transparent sehen .. so auch die Gesteine, die ja zunächst mal alles andere als transparent sind  .. gibt es in Wirklichkeit ja genauso wenig wie "die Farbe schwarz". Ein Schörl (schwarzer Turmalin) soll z.B. auch nie richtig schwarz sein, sondern höchstens sehr sehr dunkelbraun. 
"Schwarz" soll nach neueren Erkenntnissen ja noch nicht mal mehr eine Farbe sein. Allerdings weiß ich jetzt nicht mehr, wo ich das mal gelesen hatte.

Grüße Bernd

[steinefinder1]

Hallo Achim,

Ja, klar! Es geht mir, eigentlich doch, um einen basischen Basanit (nicht die Cr -Spinelle im speziellen)!

Ich darf in diesem Zusammenhang darauf hinweisen, dass das vulkanische Gestein Basanit bitte nicht mit dem fast gleichnamigen Mineral Bassanit, einem Calcium-Sulfat verwechselt werden sollte. Bassanit ist ein "Mittelding" zwischen Gips und Anhydrit also quasi ein halb dehydrierter Gips!
Zum Glück hast Du das ja richtig mit nur einem "s" geschrieben! 

Grüße Bernd

[steinefinder1]

Hallo Achim,
fast wäre ich ja vom eigentlichen Thema abgekommen.  Sehr interessantes Thema, wollte ich noch schreiben!   

Führst Du auch selbst solche Untersuchungen bezüglich Mikrodiamant-Nachweis an Mineralien durch? So habe ich das wenigstens jetzt verstanden.

Selbst unser Makro-Kosmos ist ja voll von Mikrodiamanten, wie man ja schon länger weiß. 

Gibt es auch in Spinell u.U. Mikrodiamanten, da die Dichte beider Komponenten ja doch ähnlich ist (3,5 / 3,6 g/cm3)? 

Weshalb denn nicht?  Alles eine Frage der richtigen Temperatur und des nötigen Drucks. Man muss doch nur mal die Temperatur- und Druckverhältnisse beim Kimberlit mit den Spinell-haltigen Gesteinsvorkommen der Eifel, des Kaiserstuhls oder anderer Vorkommen vergleichen.  Dann bekäme man sicher auch schon so die Antwort.. zumindest ob das theoretisch möglich wäre und da riskiere ich jetzt mal ein JA.

Werden Spinelle denn nicht ... wie Diamanten auch .. längst synthetisch hergestellt? Wie machen die denn das? Doch wohl unter ähnlichen Bedingungen wie Mutter Natur. 

Grüße Bernd 

[steinefinder1]

Sorry .. ich sehe gerade, dass die Frage etwas anders lautete. Hatte das nicht ganz richtig fertig gelesen ..

.. ob es im Spinell selbst "eingebaute" Diamanten gibt. Nein, kann ich mir nicht vorstellen. Wie sollen denn die C-Atome von Diamant dann überhaupt in die Spinell-Struktur eingebaut worden sein??? "Substitutiv, d.h. Mutter Natur hat mal eben ein paar Al-Atome dafür rausgeworfen?" 

[Suevit]

Hallo,

Weshalb denn nicht?  Alles eine Frage der richtigen Temperatur und des nötigen Drucks. Man muss doch nur mal die Temperatur- und Druckverhältnisse beim Kimberlit mit den Spinell-haltigen Gesteinsvorkommen der Eifel, des Kaiserstuhls oder anderer Vorkommen vergleichen.  Dann bekäme man sicher auch schon so die Antwort.. zumindest ob das theoretisch möglich wäre und da riskiere ich jetzt mal ein JA.

Die Antwort ist ein klares NEIN. Kimberlit entstand unter völlig anderen P/T-Bedingungen als die Magmen der genannten Vulkangebiete. Der Trick beim diamantführenden Kimberlit ist ja, dass das Magma aus den Bereichen, in denen die P-Bedingungen den Diamant als stabile Modifikation des Kohlenstoffs bevorzugen, so schnell aufsteigt, dass die Diamantstruktur metastabil bleibt. In langsamer aufsteigenden, "herkömmlichen Magmen", würde sich Diamant (sofern er ursprünglich überhaupt vorhanden wäre, was ein außergewöhnlich tiefes Magmenreservoir voraussetzt) bei fortschreitender Druckabnahme in seine anderen Modifikationen umwandeln und dabei so reaktiv, dass Bindungen mit anderen Elementen, vor allem O, eingegangen würden. Vulkane gasen ja fleißig CO2 aus, das Magma enthält also durchaus ordentlich C, aber eben an andere Elemente gebunden - Diamanten sucht man dort vergebens.

Werden Spinelle denn nicht ... wie Diamanten auch .. längst synthetisch hergestellt? Wie machen die denn das? Doch wohl unter ähnlichen Bedingungen wie Mutter Natur. 

Soweit ich es überblicke - ganz anders. Aber es gibt verschiedene Verfahren für verschiedene Spinelle, eine Menge Literatur zu Verfahren und Produkten ist auf Anhieb im Web zu finden. Hauptsächlich wird wohl aus optimierten Edukten gesintert und mit Stoßwellen gearbeitet, mit dem langsamen Kristallwachstum aus einer Schmelze, wie Mutter Natur das macht, hat das wenig zu tun.

Gruß,
Rainer

[lithoraptor]

Moin!

Spinell wird hauptsächlich im Verneuil-Verfahren synthetisiert - das ist das Ding, wo es dann die Birnen (birnenförmige Zuchtkristalle) gibt: http://de.wikipedia.org/wiki/Verneuil-Verfahren

Für die jenigen von Euch, die sich mehr für die gemmologische Betrachtung interessieren, sei auf diesen Link verwiesen: http://www.gemmologie.at/mediaCache/Spinell_synthetisch_270380.pdf

Gruß

Ingo

[Buchit]

Hallo,

Spinell wird hauptsächlich im Verneuil-Verfahren synthetisiert - das ist das Ding, wo es dann die Birnen (birnenförmige Zuchtkristalle) gibt: http://de.wikipedia.org/wiki/Verneuil-Verfahren

was noch einmal demonstriert, dass Spinell über einen großen Druckbereich stabil ist und auch unter Normaldruck gebildet werden kann. (Nicht umsonst ist Spinell ja auch in der Sanidinitfazies der Metamorphose eine häufige Neubildung.) Also Dichte hin oder her - ein sicheres Anzeichen für die Präsenz hoher Drücke bei der Kristallisation (wie Diamant) ist Spinell nicht. Damit dürfte er in normalen Basaniten als Träger von Mikrodiamanten eher ausscheiden...

Gruß,
Holger

[steinefinder1]

Danke Buchit, lithoraptor und Suevit für Eure aufklärenden Informationen zu diesem Thema! 
Nun habe ich mein z.T. verschütt gegangenes Wissen wieder etwas auffrischen können!