Farben und Farbeigenschaften


Typisch gebändertes Gangstück aus einem "dunklen" Gang (Rolandgang)
Bildbreite 8 cm

Reiner Flußspat ist wasserklar. Typischerweise ist der Fluorit im Wölsendorfer Revier durch Farbzentren, an Anionen-Fehlstellen gebunden und durch radioaktive Einwirkung aktiviert, gefärbt. Diese F-Zentren sind durch Yttrium, Seltene Erden, Eisen und andere Elemente im Kristallgiter stabilisiert. Die Färbung gerade von schwarzen Kristallen ist selten gleichmäßig, vielmehr wechseln sich häufig stark gefärbte Wachstums-Schichten mit praktisch klaren Zonen ab. Das trifft sowohl für die Masse in den Gängen wie auch für einzelne Kristalle zu. Über die Ursache(n) der Färbung gibt es eine große Zahl wissenschaftliche Untersuchungen aber sicher kennt man noch nicht alle Zusammenhänge. Für Flußspat aus dem zentralen Revierteil und hier namentlich für grüne, violette, sicher aber für die schwarzen Farbtöne wurden Kalzium-Kolloide und Kristallgitter-Fehler, entstanden durch radioaktive Bestrahlung ("Fehlstellen-Kondensation"), veantwortlich gemacht (siehe Stinkspat). Im Flußspat-Gitter natürlicherweise eingelagertes Uran reicht (nach einer Berechnung von STRUNZ) bei einigen Fluorit-Proben aus dem zentralen Revierteil zur "Selbstfärbung" innerhalb von etwa 1000 Jahren aus. Andererseits hat man vielfach auch eingelagerte Uranmineralien gefunden. Um solche kleinen radioaktiven Partikel haben sich (unter dem Mikroskop am Dünnschliff zu erkennende) scharfe, stark gefärbte konzentrische Ringe als "radioaktiver Hof" gebildet. Solche "Halos" (Emanationshöfe) erlauben Messungen über die Alpha-Strahlen-Reichweite in Fluorit, wodurch wiederum die Elemente, ja sogar die Isotope, die hier zerfallen sind, eindeutig bestimmt werden konnten. SCHILLING A. (1926) hat diese Ringe eingehend untersucht und beschrieben. Für durchgehend gleichartig gefärbte Fluorite, wie sie öfters im Randbereich des Reviers auftreten kommt eingelagertes Uran (und Uranmineralien) zur Aktivierung der Fehlstellen weniger in Betracht. Hier könnte in geologischen Zeiten die ⁴⁰K-Strahlung aus den Feldspäten im umgebenden Granit verantwortlich sein.

Spektrum: gelber Fluorit

Die gelbe Farbe (nicht nur Honigspat) geht auf vermutlich primär entstandene O3- Farbzentren zurück. Eine größere Anzahl von mir (VIS-) spektrometrisch vermessener gelber Fluorite zeigt ein Remissions-Minimum bei 430-435nm (Abb. links). Die für O3- Farbzentren zu erwartende Bande liegt bei 433nm (BILL, 1982). Die gleiche Ursache der Gelbfärbung wurde von TRINKLER et al. (2005) für Fluorite aus dem Erzgebirge gefunden. Gelb ist für Fluorit keine sonderlich weit verbreitete Färbung (violett, blau, grün, farblos sind häufiger) und scheinbar an bestimmte chemische oder/und physikalische Bedingungen geknüpft. Gelbe Fluorite aus Wölsendorf weisen nur die vorzugsweise bei niederigeren Temperaturen gebildete Hexaeder-Form auf. Auch diese Beobachtung deckt sich mit den Homogenisierungstemperaturen (um 150°C) die  TRINKLER et al. (2005) für gelbe Erzgebirgs-Fluorite fanden und untermauert die Annahme der primären Färbung durch O3- Farbzentren.

	Von wasserklar ("optischer Spat") bis tiefschwarz ("Stinkspat") zarteste Gelb-, Grün, Rosa- und Violettöne, aber auch kräftiges honigbraun ("Honigspat"), sattes blauviolett und schönes grün, kurzum alles, was man von Fluorit kennt, wurde im Wölsendorfer Revier gefunden. Und doch gibt es Besonderheiten, die kennzeichnend sind:
	Honigspat wird eine Farb-Variante aus dem zetralen Revierteil genannt. Kräftiges honigbraun und häufig durch Eisen-Mineralien tiefrot eingefärbte Oberfläche zeichnet diese Stücke unverkennbar aus. Die schönsten und größten "Honigspate" kamen vom Johannesschacht (aus einer Kaolin-Kluft, oft wurde jedoch "Marienschacht" angegeben, da zu diesem Zeitpunkt alle Förderung des Verbundbergwerks über den MS erfolgte), Marienschacht und von der Grube Roland. Bild links eine Stufe aus dem Verbundbergwerk, Kantenlänge der Kristalle bis 3,5 cm
	Violetter Fluorit ist im Wölsendorfer Revier die häufigste Farbfariante. Von zarten rosa (nur von der Grube Erika) über rot-violett, blauvieolett bis schwarz-violett zeigt sich ein breites Spektrum.  Das Bild links zeigt 1,5 cm große Kristalle vom Schwarzachstollen.
	Stinkspat ist eine tiefschwarze, beim Anschlagen "stinkende" Fußspat-Variante.  Antozonit ist kein anerkannter gültiger Mineralienname, in der Literatur wird Wölsendorf als Typlokalität für Antozonit angegeben. Der Zusammenhang von dunkelvioletter Farbe und Geruch wurde schon von C. F. SCHÖNBEIN (1861) geschildert, noch bevor das Element Fluor, das ja für den Geruch verantwortlich ist (durch Moissan 1886), entdeckt war. Bild links vom Marienschacht, Bildbreite ca. 2 cm.

Eine Besonderheit (und Seltenheit) sind Flußsspatkristalle die ihre Farbe je nach Beleuchtung (natürlich/künstlich) ändern. Dieser Effekt ist in geringer Ausprägung öfters (z.B. Elmwood) zu beobachten, im Revier war lediglich bei einigen Kristallen aus dem Schwarzachstollen ein starker Alexandrit-Farbwechsel (also unter natürlichem Licht blaugrün, künstliches Licht: violettrot) zu beobachten.

Fluorit-Kristall unter (künstlichem) Halogen-Licht

gleicher Kristall unter Tageslicht (bedeckter Himmel)

Ein praktisch identischer (starker) Farbwechsel ist für Fluorit von USA (Blanchard Mine, Socorro Country, New Mexico) beschrieben (siehe auch www.seilnacht.tuttlingen.com/versuche/exphlog.html). R. LECKEBUSCH hat (Aufschluss 27, 1976, S. 277-280) die Abhängigkeit der Farbe von der Beleuchtungsart beim Alexandrit und Fluorit und ihre Ursachen untersucht. Im Gegensatz zu Alexandrit, dessen Farbwechsel durch sein Transmissionsspektrum zu erklären war, zeigte der untersuchte Fluorit (Fundort: Dalcoath Mine, Cornwall, England) den Farbwechsel aufgrund von Tageslicht-Lumineszenz, die durch zweiwertiges Europium auf Ca2+ Positionen im Fluorit-Gitter zurückzuführen ist. Wiederum im Gegensatz zu dieser Beobachtung ist der Farbwechsel bei Fluorit vom Schwarzach-Stollen sicher nicht durch Fluoreszenz bedingt, vielmehr dürfte hier -wie beim Alexandrit- das selektive Transmissions-Spektrum entscheidend sein.

Veränderungen der Farbe durch Sonnenlicht:

Die große Mehrheit der Flußspatkristalle sind gegen Sonnenlicht weitgehend unempflindlich, d.h. sie bleichen nicht aus. Extremen Farbverlust kennt man von machen Fluoriten aus Berbes (Spanien) und hat man bislang aus Wölsendorf selten beobachtet. Jedoch konnte - nach nur 10-tägiger Sonneneinstrahlung bei den (oben beschriebenen) Schwarzachstollen-Fluoriten ein fast kompletter Farbverlust beobachtet werden. Ob - und ggf. wie - die ursprüngliche Farbe wieder hergestellt werden könnte ist nicht bekannt.
 

links die ausgeblichenen, rechts die dunkel aufbewahrten xx (mit Originalfarbe) vom Schwarzachstollen / Wölsendorf

 
Bemerkenswert ist, dass der Farbverlust nicht (oder nicht so stark) die violetten Phantome, die sich hier besonders in den Kristall-Ecken zeigen, betrifft.

Ähnlich gefärbten Kristalle der Grube Max zeigen ebenfalls Farbverluste unter Sonnenlicht, beschrieben wurde das von BOSSE (1959) und von RIEDEL H. (1952) für Flußspat der Grube Cäcilia: "Die zonar, als auch lateral im Grubenbereich wechselnde Färbung (im Osten die dunklen, im Westen die hellen Varietäten) ist äusserst empfindlich gegen Licht und Wärme. Am starken Licht bleichen viele Flußspäte nach wenigen Tagen aus. Ein Teil des wasserklaren optischen Flußspates dürfte wohl seine letzte Klärung der Einwirkung des Lichtes verdanken."

Literatur:

BILL, H. (1982) Origin of the coloration of yellow fluorites: the O3– center structure and dynamical aspects. J. Chem. Phys. 76, 219-224.

Trinkler, M., Monecke, T., Thomas, R. (2005) Constraints on the genesis of yellow fluorite in hydrothermal barite-fluorite veins of the Erzgebirge, Eastern Germany: Evidence from optical absorption spectroscopy, rare-earth-element data and fluid-inclusion investigations. The Canadian Mineralogist 43, 883-898.