Belgischer Brocken im Elektronenmikroskop

kaneo

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Liebe Freunde des Schleifens,

ich will hier das Forum über einige neue Erkenntnisse zum Belgischen Brocken (BB) informieren. Ich arbeite beruflich in der Forschung und hatte daher die Möglichkeit, den BB etwas näher zu untersuchen. Herr Lindner von www.belgischerbrocken.com hat mir dafür freundlicherweise einige Probenkörper des BB zur Verfügung gestellt. Leider ist das Bild aus dem Rasterelektronenmikroskop nicht so schön geworden, wie wir das erwartet haben, aber trotzdem, es läßt einige Rückschlüsse zu, hier einmal das Bild eines BB gelb Banksteins:

http://xxx.ellidaxxx.at/bb/B_Brocken_gelb.jpg

Die vielen hellgrauen Flecken sind die Granate des BB in der dünkleren feinkristallinen Matrix des BB. Die Größe der Granate beträgt 1 bis 4 Mikrometer (1 µm = 10−6 m = 0,000 001 m). Erwähnenswert ist, dass die Granate nur selten in einer schönen Form als „Rhombendodekaeder“ vorliegen. Meiner Meinung nach handelt es sich überwiegend um Granat-Splitter mit unregelmäßigen Formen und sehr scharfen Kanten. Gerade das wäre aber der Clou des BB, da die scharfen Bruchkanten als Schleifmittel viel bessere Wirkung zeigen als die Rhombendodekaeder, da diese ja eher mehr zum „Rollen“ tendieren würden.

Die Untersuchung hat auch etwas über die Mineralogie der Granate im BB ergeben. Siehe dazu die Ergebnisse der Thermoluminiszenz-Untersuchung einiger einzelner Granate:

http://xxx.ellidaxxx.at/bb/Analyse.jpg

Es handelt sich demnach um reine Mangan-Granate , den sogenannten Spessartin. Chemisch-Mineralogisch ist der Granat eine Mischkristallrreihe mit verschiedenen Gehalten an Mg, Fe, Mn, Al und Ca. Der Spessartin ist ein Endglied der Mischkristallreihe und besteht neben SiO4 auschließlich aus Mangan und Aluminium. Die Elemtanalyse zeigt die Vorherrschaft von Si, O, Mn, Al mit Spuren von Ca. Vorkommen von reinen Spessartinen sind relativ selten, da fast immer Mischkristalle vorliegen.

Im Rasterelktronen-Bild „B-Brocken_gelb“ sind in der Mitte und am rechten unteren Eck sehr helle Kristalle zu erkennen. Dabei handelt es sich mineralogisch um Erze, deren Bestandteile überwiegend Eisen und Chrom sind.

Vielleicht ein bischen wissenschaftlich mein Beitrag, aber ich hab mir gedacht, uns Freunde des Schleifens interessiert das trotzdem,

Viele Grüße, Kaneo
 
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Hallo kaneo

Wenn Herbert oder Roman schon Röntgen-oder Mikroskopbilder von Messern oder Stahl zeigten war ich schon immer interessiert.

Jetzt zeigst du eine Elektronenmikroskopaufnahme eines Schleifsteins.

Finde man kann sich hier im Forum,dank solcher Menschen wie euch;die sich immer viel Mühe machen,seinen Wissensstand sehr erweitern oder auffrischen.


Gruß Willam
 
Hallo kaneo,

ich finde das auch sehr interessant und wichtig!

Wie ich in einem anderen thread hier (Gefühl beim Schleifen) schon erwähnt habe, besitzt meine Frau ein sehr gutes Stereomikroskop (leider ohne Kamera-Anschluß, so dass ich hier keine Fotos einbringen kann), mit dem ich mir sowohl meine Messerschneiden in verschiedenen Schleifstadien als auch - natürlich - meine Schleifsteine angeschaut habe.

Ich habe einen großen Bankstein blauer belg. Brocken und einen kleinen Formstein gelber belg. Brocken.

Bei beiden sieht man unter dem Mikroskop hervorragend die vielen winzigen eingelagerten Granate in ihrem satten Rot.

Die Unterschiede sind: beim blauen BB sind die Granate tatsächlich eher etwas rund (Rhombendodekaeder?), beim gelben etwas splitteriger, scharfkantiger, unregelmäßiger.

Beim gelben ist die umgebende Matrix feiner und hell (Quarze, Si?), beim blauen etwas gröber und dunkel.

Die Anzahl der Granate ist bei meinen Stücken kaum unterschiedlich, und wenn, dann würde ich sagen, dass eher der blaue mehr Granate pro Flächeneinheit aufweist.

Da es sich aber um Natursteine handelt, ist die letztere Beobachtung sicher nicht repräsentativ.

Demnächst schaue ich mir dann auch mal meine jap. Wassersteine an und berichte.

Gruß, Norbert.
 
Danke für euer Feedback, freut mich, dass auch solche Informationen im Forum gut aufgehoben sind :super:!

@Norbert:

Die Unterschiede sind: beim blauen BB sind die Granate tatsächlich eher etwas rund (Rhombendodekaeder?), beim gelben etwas splitteriger, scharfkantiger, unregelmäßiger.

Die Anzahl der Granate ist bei meinen Stücken kaum unterschiedlich, und wenn, dann würde ich sagen, dass eher der blaue mehr Granate pro Flächeneinheit aufweist.

Ja, das es wenig Unterschied zwischen blauen und gelben BB gibt, war auch unser Gefühl beim Elektronnenmikroskop. Eigentlich hatte ich beim blauen weniger Granate erwartete, aber das ist eindeutig nicht so. Die angeblich besseren Schleifeigenschaften des gelben BB sind also vieleicht auf die Form der Granate (mehr Splitter) zurückzuführen, und weniger auf die Anzahl. Oder er ist gar nicht besser, sondern nur teurer....:hehe:

Wassersteine im Mikroskop wäre natürlich auch interessant...

Grüße, Kaneo
 
Sehr schöner Beitrag! Vielen Dank dafür.

Aus der Praxis kann ich nur bestätigen das der gelbe BB eine bessere Schleifleistung erzielt als der Blaue.

Grüße,
Olli
 
... Danke für euer Feedback, freut mich, dass auch solche Informationen im Forum gut aufgehoben sind :super:! ...

Aaber Hallllloooo. Klar sind die hier gut aufgehoben. Das scharf machen und halten ist neben dem Messer an sich schliesslich das zweite Hauptthema des MF.

... Ja, das es wenig Unterschied zwischen blauen und gelben BB gibt, war auch unser Gefühl beim Elektronnenmikroskop. Eigentlich hatte ich beim blauen weniger Granate erwartete, aber das ist eindeutig nicht so. Die angeblich besseren Schleifeigenschaften des gelben BB sind also vieleicht auf die Form der Granate (mehr Splitter) zurückzuführen, und weniger auf die Anzahl. Oder er ist gar nicht besser, sondern nur teurer....:hehe: ...

Ich glaube mich zu erinnern, irgendwo gelesen zu haben, dass neben unterschiedlichem Mengenanteil an Granat (im gelben soll mehr drin sein) auch die durchschnittliche Korngröße und gerade die Streuung der Korngrößen den Hauptunterschied ausmacht. Gelb hat danach fast nur Granate im (auch von Dir beschriebenen und somit bestätigten) Bereich von 1-5µm mit fast völliger Abwesenheit größerer Körner, während (aus dem Gedächtnis zitiert) die blauen schon mal bis 20µm hoch gehen können und auch ungleichmäßiger verteilt sein sollen.

Interessant wäre jetzt glatt mal, über die Vorgänge bei der Entstehung der verschiedenen BB-Varietäten zu spekulieren, welche Vorgänge bei der Sedimentierung zu dieser Korngrößensortierung geführt haben. Und auch die Tatsache, dass gerade beim gelben BB (für mich eher unerwartet) Splittermaterial vorzuherrschen scheint, gibt zu Spekulationen Anlass, allerdings ist mein mineralogisches Wissen zu beschränkt, diese Informationen wirklich stimmig einzuordnen...

-ZiLi-
 
Hy Zilli,

obwohl ich Ingenieurgeologe, und damit ein bischen auch Mineraloge und Sedimentologe bin (oder es zumindest einmal gelernt habe), sind es genau Deine Fragen, die ich auch nicht beantworten kann (aber gerne würde)!
Mir fehlt es einfach an Basiswissen über die Geologie der Ardennen (wo der BB ja her ist) und über die Entstehungsgeschichte des Sediments, aus dem der BB gewonnen wird. Granate gehören zu dem Härtesten und Wiederstandsfähigsten, was die Natur uns zu bieten hat. Trotzdem scheint es so, als wäre der BB gerade durch seine "zerbrochenen" Granate so wertvoll, und das obwohl Granate eben normalerweise NICHT zerbrechen :confused:!

Ich kenne Granate in den Alpen, die sind um ein vielfaches älter als die Alpen selbst, einfach weil sie den Zyklus einer Gebirgsbildung und den daraufolgenden Abtrag des Gebirges schon mehrfach überlebt haben. Und diese Granate sind GANZ, nicht zerbrochen!

Wenn ich aus den Proben, die ich ja noch habe, irgendwann noch mehr herausfinden kann, dann schreibe ich hier sicher darüber wieder. Großes Indianerehrenwort.

Grüße aus Wien, Kaneo
 
Das Beschreiben der Vorgänge ist schwer, das Verstehen für mich zumindest noch schwerer.
Ich laß mal eine Ausarbeitung der Universität Lüttich, die das Entstehen dünner Lagen, hoch granathaltiger Lagen beschrieb.

Wenn ich mich recht erinnere ging es dabei um matamorphe Gesteine, in dem Gebiet, aus dem der BB kommt (Rupelton, ehemaliges Flußbett der Rupel?) sind das tonartige Sande, die durch hohe Drücke, und Aufwerfungen/Verschiebungen zu Schiefer umgewandelt werden. Zwischen diesen Platten sollen die granathaltigen Sedimente verschoben worden sein (was zumindest die Zerstörung der eigentlichen Form der Granate erklären könnte). Deshalb seien die BB Platten auch zum Teil so dünn, daß sie stabilisiert werden müssen.

Alles frei aus dem Kopf, es ist schon lange her, daß ich den Artikel laß.

Edit:

rund um die Ardennen und nördlich davon gibt es übrigens bedeutend jüngere Lagen (Miozän/Oligozän) im Ton, in dem sog. sandige Linsen vorliegen.
Das sind Linsenförmige Sandablagerungen eines Urmeeres, mit einem Durchmesser von bis zu einem Meter, und einer Mächtigkeit von bis zu 500mm in der Mitte.
Diese Linsen liegen derzeit etwa 5-10 m unter der Oberfläche, müssen aber aufgrund der beinhaltenden Fossilien schon bedeutend tiefer gelegen haben.

Daraus gesiebte Granate (selten) sind absolut unbeschädigt.
 
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@diesel: Verschiebungen unter hohen Drücken wären eine mögliche Erklärung, sowas sorgt üblicherweise dafür, dass auch harte Kristallformationen aufgebrochen werden und dann nicht sedimenttypisch verrundete Körner bzw. unbeschädigte Kristalle in die Matrix eingebettet sind, sondern Bruchkristalle mit relativ engem Korngrößenspektrum - und die Tatsache, dass die Verschieferung beim BB deutlich ist, ist schliesslich auch schon mal ein klarer Hinweis auf hohe Drücke.

-ZiLi-
 
Hallo alle,

zur Ergänzung noch folgende Beobachtungen durchs Stereomikroskop:

Die Granate bei meinem blauen Bankstein liegen außerordentlich dicht und regelmäßig in der Matrix. Diese besteht aus sehr dunklem Material, immer wieder - in Streifen - von silbrigem Material unterbrochen.
Das ist das, was ich als Laie mir unter Schiefer vorstelle?

Mein gelber Formstein ist mit Sicherheit nicht repräsentativ; der freundliche Herr von 'belgischer-brocken' hat ihn mir umsonst dazugegeben, als ich den großen 250 x 70 blauen und einen Arkansas bei ihm kaufte. Mein gelber ist also nur ein kleines Probestück in 'Ausschußqualität'.

Ich würde sehr gerne mal einen gelben Bankstein in der top Qualität untersuchen.

Was ich aber auf jeden Fall anhand meiner Probestücke sagen kann:
- die Verteilung der Granate im gelben Stein ist unregelmäßiger;
- sie sind selten so rund wie beim blauen, sondern fast alle scharfkantig, splitterig;
- sie sind durch die Bank Faktor 10 oder mehr kleiner als die im blauen Stein;
- die Matrix des gelben Steins sieht aus - auch farblich - wie sehr feiner Sandstrand.

Cui bono

:super: Norbert
 
Hallo,
ein Thema, das immer interessanter wird. Die Thematik des Schleifsteines aus einem etwas anderen Winkel erweitert den Horizont.

Eine bescheidene Frage zwischendurch: Wie ist der japanische Wasserstein im Vergleich zum Belgischen Brocken?
Vielleicht kommt eine Aussage. Ein Foto wäre schön, muss aber nicht sein - immer Schritt für Schritt.
Jetzt bin ich heiß: Größe der einzelnen Körner im jap. Stein? Aus welchen 'Steinsorten', Mineralien, ... setzt er sich zusammen? Wie ist die Oberfläche der Körnchen? Wie gleichmässig - ungleichmässig ist die Struktur?

Experten und Leute mit den entsprechenden Wissen oder Möglichkeiten sind nun gefragt.
 
@Norbert: Mit welcher Vergößerung arbeitest Du?
Irgendwie siehst Du mehr Details als ich...

Grüße Rainer
 
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