Neue Einblicke in die vulkanische Entstehung von Saphiren offenbart

BerlinSaphire sind schöne Edelsteine, die überwiegend aus Aluminiumoxid, auch als Korund bekannt, bestehen und geringe Mengen anderer Elemente enthalten. Diese Kristalle finden sich typischerweise in vulkanischen Gesteinen mit geringem Siliziumgehalt. Wissenschaftler haben mehr darüber herausgefunden, wie sie in diesen Gesteinen entstehen.

Wissenschaftler der Universität Heidelberg haben die Eifelregion in Deutschland untersucht. In diesem vulkanischen Gebiet dringt seit etwa 700.000 Jahren Magma aus dem Erdinneren an die Oberfläche. Dieses Magma enthält geringe Mengen an Siliziumdioxid, ist jedoch reich an Natrium und Kalium, was ideale Bedingungen für die Bildung von Saphiren schafft.

Saphire entstehen in tiefen Gesteinsschichten der Erdkruste. Beim Aufstieg des Magmas werden sie an die Oberfläche befördert. Im Eifel-Gebiet stammen die meisten gefundenen Saphire aus Flusssedimenten. Ihre Bildung erfolgt sowohl durch magmatische als auch durch metamorphe Prozesse.

Unsere Untersuchungen zeigen, dass wir etwas Bedeutendes gelernt haben. Früher verstanden wir nicht, wie Saphire in vulkanischen Ablagerungen entstehen. Jetzt wissen wir, dass sowohl magmatische als auch metamorphe Prozesse hierbei eine Rolle spielen. Die hohen Temperaturen und der Druck in diesen Prozessen ermöglichen es, dass Saphire aus tonhaltigen Sedimenten entstehen.

Die Forscher nutzten geochemische Tests, insbesondere die Uran-Blei-Methode, um das Alter der Saphire zu bestimmen. Mit Hilfe eines Sekundärionen-Massenspektrometers untersuchten sie außerdem die Mineralspuren in den Saphiren, um die Arten der vorhandenen Sauerstoffisotope zu identifizieren. Unterschiede in den O-16- und O-18-Isotopen geben Hinweise darauf, woher die Kristalle stammen.

Tiefengesteine enthalten mehr O-18 im Vergleich zu Gesteinen aus dem Erdmantel. Die Eifel-Saphire weisen eine isotopische Zusammensetzung auf, die auf eine Entstehung aus mantelmaterial und Krustengestein in Tiefen von 5 bis 7 km hinweist. Diese Wechselwirkung zwischen Mantel und Krustengestein hilft, vulkanische Prozesse und die Bildung von Edelsteinen besser zu verstehen.

Erkenntnisse aus einer bekannten Vulkanregion in Europa lassen darauf schließen, dass auch andere Teile der Welt mit ähnlichen Vulkanarten über Saphirvorkommen verfügen könnten. Das Verstehen dieser Prozesse kann dabei helfen, neue Mineralressourcen zu entdecken.

Diese Studie erläutert die Entstehung von Saphiren in Gebieten mit aktiven Vulkanen. Durch weiterführende Forschung können wir mehr über vulkanische Aktivitäten und die Bildung von Edelsteinen lernen. Dies könnte uns dabei helfen, neue Erkenntnisse zu gewinnen und geologische Karten, die die weltweite Verbreitung von Edelsteinen zeigen, zu verbessern. Die Studie wurde von der Dr. Eduard Gübelin Association for Research and Identification of Precious Stones in der Schweiz und der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt.

Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass magmatische und metamorphe Aktivitäten eine wesentliche Rolle bei der Bildung von Saphiren in vulkanischen Gebieten wie der Eifelregion spielen.