Seltenes Saphir - Katzenauge

Es folgt ein älterer, etwas von mir modifizierter Bericht über ein sehr seltenes Saphir - Katzenauge



Aus der Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft,
Idar-Oberstein, Jahrgang 35, Heft ¾, Dezember 1986, pp. 105-111.

Untersuchung eines Saphir- Katzenauges aus Burma
K. Schmetzer und L. Kiefert, Petershausen und Luzern/Schweiz

Zusammenfassung
Ein Saphir-Katzenauge aus Burma wird beschrieben, die Ursache der Chatoyance wurde untersucht. Die Probe zeigt keine nadel- bis stäbchenförmigen Einschlüsse, die im allgemeinen das Auftreten eines Katzenaugeneffekts bei anderen Edelsteinen bedingen. Der Burmasaphir ist kein Einkristall sondern besteht aus zwei Teilbereichen, die um etwa 11° gegeneinander verkippt sind. In beiden Sektoren sind Wachstumsstrukturen parallel zur hexagonalen Dipyramide (2241) sowie Gleitflächen parallel zum Basispinakoid (0001) zu beobachten. Die Chatoyance des Edelsteins wird durch Totalreflexion an unregelmäßig geformten, Flecken-artigen Rissen auf basalen Gleitflächen hervorgerufen.

Abstract
A sapphire cat’s-eye from Burma is described, the cause of chatoyncy was investigated. The sample does not show needle- to rod-like inclusions, which are in general responsible for chatoyancy of gemstones. The Burmese sapphire is not a single crystal but consists of two sectors which are slightly inclined against each other, the inclination angle equals 11°. In the both sectors, growth planes parallel to the hexagonal dipyramid as well as glide planes parallel to the basal pinacoid (0001) are observed. Chatoyancy is caused by total internal reflection at irregular patch-like fissures on basal glide planes.

Einführung
Rubine und Saphire von bestimmten Vorkommen, z.B. aus Burma oder aus Sri Lanka, zeigen unter der Voraussetzung, dass die Steine aus Cabochon geschliffen sind, häufig Asterismus. Als Ursache der meist aus drei Strahlen bestehenden Sterne sind nadel- bis stäbchenförmige Einschlüsse von Rutil oder aber auch von anderen Eisen-Titan-Oxiden anzusehen. Die Nadelachsen dieser Einschlüsse liegen auf Ebenen parallel zur Basis c (0001), sie weisen dabei drei Vorzugsorientierungen parallel zu den Spuren der hexagonalen Prismas des Wirtkristalls auf. Wenn in Korund nur eine Schar paralleler nadeliger Einschlüsse vorliegt, so entsteht theoretisch ein Katzenauge anstatt eines dreistrahligen Sterns. Diese Voraussetzung ist in der Natur jedoch höchst selten anzutreffen, falls sie überhaupt bei der Mineralart Korund realisiert ist. Korund-Cabochons, bei denen weniger als drei Strahlen auf ihrer gewölbten Oberfläche zu beobachten sind, zeigen nämlich in der Regel ebenfalls nadelige Einschlüsse in den drei genannten Orientierungen. Solche Steine sind dann nicht in der richtigen Orientierung geschliffen, d.h. mit der Fläche des Cabochons im rechten Winkel zur kristallographischen c-Achse des Korunds.
Die vorliegende Arbeit beschreibt einen kleinen blauen Saphir aus Burma mit Katzenaugeneffekt. Eine erste mikroskopische Untersuchung des Steins ergab, dass der Lichteffekt, der einem normalen Katzenauge sehr ähnlich ist, bei diesem außergewöhnlichen Saphir nicht durch parallel zu einer Vorzugsrichtung orientierte nadelige Einschlüsse hervorgerufen wird. Daher wurde der Edelstein eingehender untersucht um die Ursache der optischen Eigenschaften dieses Korunds zu ermitteln.

Mikroskopische Untersuchungen
Der blaue Saphir aus Burma war als ovaler Cabochon einer Größe von 4,0 x 5,5 mm geschliffen, sein Gewicht betrug ca. 0,53 ct. Der Stein wies einen Katzenaugen-artigen Lichteffekt auf einer gewölbten Oberfläche auf, die Vorzugsrichtung des reflektierten Strahls war parallel zur längeren 5,5 mm Achse des ovalen Steins orientiert. Mikroskopische Untersuchen in Methylenjodid zeigten, dass der Kristall aus zwei Teilen besteht, die durch eine unregelmäßige, stufenartig ausgebildete Fläche getrennt werden. Diese Grenzfläche ist von ihrem Erscheinungsbild her näherungsweise mit einer hügeligen Landschaft zu vergleichen. In jedem Teil der Probe ist ein Schar gerader paralleler Flächen zu beobachten, welche leicht gegeneinander geneigt sind und miteinander einen Winkel von etwa 169° bilden. Die kristallographische Orientierung beider Ebenenscharen entspricht in den beiden Sektoren des Kristalls jeweils einer Fläche parallel zur Basis (0001). Konsequenterweise ist der vorliegende Saphir kein Korund-Einkristall, sondern er besteht aus zwei Sektoren, deren c-Achsen um etwa 11° gegeneinander geneigt sind. Bei Betrachtung unter gekreuzten Polarisatoren sind an der unregelmäßigen Grenzfläche zwischen beiden Teilen des Korundkristalls Interferenzstreifen und Interferenzfarben zu beobachten. Dieser optische Effekt wird durch die unterschiedliche Kristallographische Orientierung beider Kristallteile gegeneinander hervorgerufen. In jedem dieser beiden Teile des Korundkristalls ist eine zweite Art von Scharen paralleler Flächen zu beobachten, welche mit den oben bereits erwähnten Flächen parallel zur Basis einen Winkel von etwa 100° bilden. Durch Drehung des Korundkristalls um verschiedene Achsen, insbesondere um die kurze 4,0 mm Achse des oval geschliffenen Cabochons, wird deutlich, dass nur auf der ersten Art von Strukturflächen, d.h. auf den Ebenen parallel zur Basis, unregelmäßig geformte Flecken zu beobachten sind, welche unter Einfallswinkeln > 35° Totalreflexion zeigen. Bei kleineren Neigungswinkeln der Flächennormale gegen die Mikroskopachse, d.h. bei Einfallswinkeln <35°, erscheinen diese Flecken jedoch undurchsichtig und sind kaum zu sehen. Der Grenzwinkel der Totalreflexion entspricht dem Grenzwinkel von Korund gegen Luft bzw. Vakuum, welcher 34,4° beträgt (vgl. Schmetzer, 1986).

Diskussion
Im Allgemeinen sind natürliche, nicht verzwillingte Rubin- und Saphir Einkristalle ohne unterschiedliche kristallographische Orientierungen in verschiedenen Teilen der Kristalle. Natürliche Korunde des hier beschriebenen außergewöhnlichen Typs sind als extreme Seltenheiten zu bezeichnen. Nach den praktischen Erfahrungen der Autoren wurde bei mikroskopischen Untersuchungen bislang lediglich ein weiterer nicht einkristalliner natürlicher Korundkristall untersucht. Der aus Sri Lanka stammende Saphir war jedoch nur für eine begrenzte Zeit verfügbar und konnte deshalb nicht detailliert untersucht werden.

In synthetischen Korundkristallen, die nach dem Verneuilverfahren hergestellt wurden, sind dagegen leichte Neigungen verschiedener kristalliner Bereiche gegeneinander durchaus nicht als ungewöhnlich zu bezeichnen. Die unregelmäßig gewölbten Grenzflächen zwischen den einzelnen Sektoren, die auch als Kleinwinkelkorngrenzen bezeichnet werden, zeigen im Mikroskop unter gekreuzten Polarisatoren Interferenzstreifen und Interferenzfarben (vgl. Schmetzer, 1986). Eine weitere charakteristische Eigenschaft von synthetischen Verneuilkorunden sind sich schneidende Gleitflächen parallel zum hexagonalen Prisma zweiter Stellung. Diese prismatischen Gleitflächen entstehen bei den extrem hohen Temperaturen von über 2000°C, die bei der Kristallzucht Anwendung finden (Scheuplein & Gibbs, 1960; Stephens & Alford 1964).

Bei natürlichen oder synthetischen Korunden lassen sich Gleitflächen parallel zur Basis (0001) durch äußere Spannungen bei Temperaturen über 900°C (Kronberg, 1957; Scheuplein & Gibbs, 1960) oder sogar bei Zimmertemperatur erzeugen (Johnsen, 1917; Veit, 1922). Teilbarkeit nach einer dritten Art von strukturellen Absonderungsflächen parallel zum positiven Rhomboeder tritt nur bei solchen natürlichen Korunden auf, bei denen parallel zu den Rhomboederflächen dünne Lamellen von Böhmit eingelagert sind (White, 1979; vgl. hierzu auch die erste zusammenfassende Darstellung von Judo 1895).

Die mikroskopische Beobachtung von zwei unterschiedlichen Typen sind schneidender Strukturflächen in dem hier untersuchten nicht einkristallinen Korund von Burma zeigt, dass es sich bei wenigstens einer Art dieser Scharen struktureller Flächen nicht um Wachstumsflächen handeln kann. Anwachsflächen in natürlichen Korunden treten normalerweise parallel zum Basispinakoid(0001), parallel zum hexagonalen Prisma zweiter Stellung, parallel zum positiven Rhomboeder sowie parallel zu verschiedenen hexagonalen Dipyramiden auf. Wachstumsflächen zeigen jedoch keine unregelmäßigen Flecken mit Totalreflexion bei bestimmter Winkelstellung zum Primärstrahl. Diese Tatsachen führen zur Deutung der beiden Arten struktureller Flächen in dem Saphirkatzenauge aus Burma als Wachstumsflächen parallel zur hexagonalen Dipyramide sowie als Gleitflächen parallel zum Basispinakoid c (0001). Die unterschiedliche kristallographische Orientierung der beiden Kristallteile gegeneinander wird durch eine Neigung der basalen Gleitflächen, die vermutlich während der Gleitung erzeugt wird, verursacht. Detaillierte Aussagen über den Mechanismus der Bildung der unregelmäßigen Grenzfläche zwischen beiden Kristallteilen sind zur Zeit jedoch noch nicht möglich. Denkbar wäre beispielsweise eine Kombination aus basaler und prismatischer Gleitung, wie sie von Scheuplein & Gibbs (1962) an synthetischen Verneuil-Korunden künstlich erzeugt wurde.

Die Anwesenheit von unregelmäßigen, fleckigen Rissen, die bei bestimmten Winkeln zum einfallenden Licht Totalreflexion zeigen, ist für den optischen Effekt des als Cabochon geschliffenen Steins verantwortlich, welcher dem Katzenaugeneffekt in anderen allgemein bekannten Edelsteinen wie Chrysoberyll oder Turmalin sehr ähnlich ist. Diese unregelmäßigen Risse wurden vermutlich während des Gleitprozesses auf den Gleitflächen parallel zur Basis gebildet.

Danksagung
Wir danken Herrn M. P. Steinbach für die freundliche Überlassung des hier beschriebenen Burmasaphirs zur Untersuchung. Finanzielle Unterstützung wurde durch Mittel des Wirtschaftsministeriums des Landes Rheinland-Pfalz gewährt.

Literatur
Johnsen, A. (1917): Die einfachsten Bahnen der Atome während der Schiebungen im Eisenglanz und Korund. – Centralbl. Mineral. 1917, 433-445.
Judo, J. W. (1895): On the Sturcture-Planes of Corundum. – Mineral. Mag. 11, 49-55.
Kronberg, M. L. (1957): Plastic deformation of single crystals of sapphire: basal slip and twining. – Acta Met. 5, 507-524.
Scheuplein, R & Gibbs, P. (1960): Surface Structure in Corundum: I, Etching of Dislocations. – J. Amer. Ceram. Soc. 43, 458-472.
Scheuplein, R. & Gibbs, P. (1962): Surface Structure in Corundum: II, Dislocation Structure and Fracture of Deformed Single Crystals. – J. Amer. Ceram. Soc. 54, 439-452.
Schmetzer, K. (1986): Natürliche und synthetische Rubine – Eigenschaften und Bestimmung – Stuttgart, Schweizerbart.
Stephens, D. L. & Alford, W. J. (1964): Dislocation Sturctures in Single-Crystal Al2O3.-J. Amer. Ceram. Soc. 47, 81-86.
Veit, K. (1922): Künstliche Schiebungen und Translationen in Mineralien. – N. Jb. Mineral., 45. Beil-Bd., 121-148.
White, J.S. (1979): Boehmite exsolution in corundum. – Amer. Mineral. 64, 1300-1302.

Kontakt

Telefon: +49 (0)6781 509 942
Mobil: +49 (0)172 685 6042
Fax: +49 (0)6781 569 627
E-mail: gstargems@aol.com



Fair Trade Minerals & Gems

ShopS h o p

10 € Angebote
20 € Angebote
Antike Asiatica
Buddha-Statuen
Drachen
Edelsteinketten
Edelsteingravu​ren
Feine Edelsteine
Feiner Schmuck
Feine Jaden
Günstige Restposten
Happy Buddha/Lohan
Jadeit-Gravure​n
Mineralien/Roh​steine
Nette Siegel-Abdrücke
Perlen-Schmuck
Rubin & Saphir
Schnäppchen
Seltene Sammlersteine
Sonstiges
Sternrosenquar​zkugeln
Super-Raritäten
Zeitgenössische Asiatica





N E W S


Unsere letzten Updates:

» Von Korunden aus Nepal
» Das Djeva Experiment
» Saphir-Katzenauge aus Burma
» Saphir oder blauer Calcit?

Presse
Berichte
News

» mehr

Foto DVD - Sternedelsteine


108 fantastische Bilder des Phänomens Asterismus!
Bitte bestellen ...
» Weitere Informationen



Erkennen von künstlich veränderten Edelsteinen mit Stern




» Fachpublikation DGemG, Idar-Oberstein, Heft 1/2, Juni 2011



Asterismus, die Sternbildung bei Edelsteinen


Publikation im Messekatalog der GEOFA - Mineralienmesse München, 2009.
» Über Asterismus, Mythen, Geschichte, echte Sternedelsteine und deren Imitationen.



Größter Hauyn der Welt!


Dieser Hauyn ist mit zahllosen kleinen und größeren Hauyn–Einsprenkeln und Kristallen versehen ...
» Weitere Informationen



Größter bekannter Stern-Ekanit!


Gefunden und geschliffen auf Sri Lanka um 1985. Veröffentlicht in "Gemmologie Aktuell" 3/90 DGemG/Idar-Oberstein ...
» Weitere Informationen