Granat

Wegen der außerordentlichen Komplexität haben wir dem Thema Granat deutlich mehr Raum gewidmet, als den meisten anderen Lexikoneinträgen.
Der folgende Text befasst sich mit der Granatgruppe im Allgemeinen. Informationen zu den einzelnen Varietäten wie z.B. Almandin, Rhodolith, Spessartin, Tsavolith etc. entnehmen sie bitte den jeweiligen Spezialeinträgen.

Granat stellt eine komplexe Gruppe von Mischsilikaten mit isomorpher Ersetzung dar. Man spricht von einer "isomorphen Mischkristallreihe". Isomorph bedeutet, dass die Elemente durch andere ohne Änderung der Kristallstruktur ersetzt werden können. Innerhalb bestimmter Grenzen kann also die chemische Zusammensetzung von Granat variieren.

Namensherkunft: entweder von lat.: granum = Korn oder von lat.: grantum = Granatapfel, wegen der Ähnlichkeit mancher Granatkristalle mit den Kernen der Frucht.

In einer Bibelübersetzung aus dem 17. Jhdt werden die Steine "Karbunkel" genannt, vom hebräischen "bareketh", was sich wiederum vom Wort "barak" für Blitz herleitet. Ungeklärt ist allerdings, ob es sich bei diesen Karbunkel- oder Karfunkelsteinen tatsächlich um Granate handelte, da damals so gut wie alle roten Steine so genannt wurden.

Geschichte: die Verwendung von Granat im Schmuck ist durch zahlreiche Grabbeigaben für praktisch jedes Jahrhundert während der letzten 2500 Jahre gut dokumentiert. Granate finden sich in bronzezeitlichen Gräbern in Böhmen genauso wie an ägyptischen Mumien.

Eine der ersten Beschreibungen von Granat findet sich in der Bibel, im Buch Exodus, wo die Steine, die Aaron´s Brustplatte schmückten, aufgezählt werden.

Die erste "gemmologische" Abhandlung lieferte Theophrastus im 3. vorchristlichen Jahrhundert. Er spricht von einem Stein namens "Anthrax" und erwähnt, dass dieser unbrennbar sei. Daraus schlossen spätere Übersetzer und Interpreten, darunter auch Plinius, dass damit Korund, also Rubin und Saphir gemeint sei. Theophrast schrieb aber auch, dass Siegelsteine aus "Anthrax" gefertigt wurden und nachdem Siegelsteine aus Korund aufgrund der großen Härte des Materials extrem selten, Granatsiegelsteine aber weit verbreitet waren, nimmt man heute an, dass Theophrast den Granat meinte. Edelsteine waren damals übrigens in viel größerem Ausmaß als heute ein Privileg reicher Bürger, kostete doch ein Siegelstein laut Theophrast bis zu 40 Goldstücke!

Ungefähr 400 jahre nach Theophrast schrieb Gaius Plinius Secundus der Ältere seine monumentale "Naturalis Historia". In 37 Bänden beschäftigt er sich mit so unterschiedlichen Wissensgebieten wie Mathematik, Kosmologie, Botanik, Anthropologie, Zoologie, Geographie und Medizin. In den letzten vier Bänden untersucht Plinius Mineralien und Edelsteine.
Plinius war auch der erste, der eine Qualitätsgraduierung vornahm. Er unterschied zwischen männlichen und weiblichen Granaten, wobei die männlichen Steine von dunklerer Farbe und höherer Brillanz waren. Die besten Steine werden beschrieben als "solche, in denen der feurig rote Ton an den Kanten in Amethystviolett übergeht". Hier deckt sich der römische Geschmack übrigens mit dem heutigen, denn auch heute erzielen unter den roten Granaten diejenigen mit deutlicher Blaukomponente die höchsten Preise.

Die hohen Preise riefen auch damals schon Bösewichter auf den Plan und Plinius widmet sich in einigem Detail der Beschreibung von Fälschungen und Tests zu deren Identifikation. Eine der ältesten Methoden zur Verbesserung der optischen Erscheinung von Edelsteinen ist das sogenannte Folieren. Dabei wird die Unterseite des Steins mit Metallfolie beklebt, was die Lichtausbeute deutlich verbessert und die Brillanz hebt. Diese Technik hat sich bis zum heutigen Tage erhalten, wird allerdings heute in den meisten Fällen nur angewandt, um alte Schmuckstücke möglichst originalgetreu zu restaurieren.

Auf den ersten Blick kurios mutet Plinius´ Vorschlag an, trübe Steine 14 tage lang in Essig einzuweichen. das Ergebnis sei eine Verbesserung der Brillanz für viele Monate.

Karbunkel-Fälschungen wurden aus Glas hergestellt. Plinius empfiehlt die Verwendung eines Schleifsteins zur Identifikation. Auch heute findet diese Methode als Ritzprüfung noch Anwendung, allerdings eher in der Mineralogie als in der Gemmologie, die ja zerstörungsfrei arbeiten muss. Ein solcher zerstörungsfreier Test ist die Bestimmung des spezifischen Gewichts, was Plinius mit seinem Vorschlag, das Gewicht des zu testenden Steins mit dem eines zweifelsfrei echten Steins zu vergleichen, vorwegnahm. Da Glas von deutlich niedrigerem spezifischem Gewicht als Granat ist, funktionierte die Methode prinzipell gut, allerdings mit dem Handicap, dass man nur Steine annähernd gleicher Größe vergleichen konnte.

Eine größere Herausforderung stellten damals wie heute Fälschungen mit Einschlüssen dar. Glas wurde in allen Granatfarben hergestellt und durch "Crackelieren" das heißt Erhitzen und schockartiges Abkühlen, konnte man damals schon Risse und Sprünge erzeugen, die das Glas billigeren, rissigen Granaten ähnlich erscheinen ließ.

Bis ins Mittelalter erschienen noch viele Abhandlungen über Edelsteine im Allgemeinen und Granate im Besonderen, doch haben die Autoren eigentlich nur von Theophrast und Plinius abgeschrieben. Einzig Gaius Julius Solinus sei hier erwähnt, weil er als Erster den Begriff "pyropus" verwendete, um die "feuerähnliche" Qualität mancher Granate zu beschreiben. Epiphanius von Salamis meinte übrigens, dass Karfunkelsteine schwierig zu stehlen seien, weil ihr inneres Feuer durch das Gewand des Diebes leuchten und diesen so verraten würde.

Der nächste Autor, der wesentliches zur Erforschung des Granats beitrug, war im 13. Jhdt der große Theologe und Naturforscher Albertus Magnus, der rote Edelsteine in 3 Gruppen unterteilte: belagius (aus dem sich später der Begriff "Balas" für Spinell entwickelte), rubinus und granatus. der Oberbegriff für all diese Steine war und blieb jedoch noch für lange Zeit Karbunkel.

1546 erschien Georg Agricola´s bahnbrechendes Werk "De Natura Fossilium", indem erstmals die böhmischen Granatlagerstätten beschrieben wurden.

Als letztes sei erwähnt Anselmus Boëtius de Boodt, ein belgischer Mineraloge und Arzt und sein 1609 erschienes Werk "Gemmarum et Lapidum" in dem er sich mit den böhmischen Granaten befasste, die er nach Qualität und Preis in viele verschiedene Kategorien unterteilte.

Allen frühen Naturwissenschaftern gemeinsam war das Fehlen jeglicher mineralogischer Grundlagen wie wir sie heute kennen. Jeder Versuch, Edelsteine zu beschreiben und zu klassifizieren, war auf den Vergleich von Farbe, Härte, Kristallform und, mit Einschränkungen, des spezifischen Gewichts beschränkt und gerade die Klassifizierung der überaus komplexen und artenreichen Granatgruppe stellte ein großes Problem dar.

Die moderne Mineralogie begann sich erst Ende des achtzehnten Jahrhunderts zu entwickeln. Naturforscher wie Haüy, Lavoisier und Mohs (nach dem die heute noch gebräuchliche Härteskala benannt ist) zählen zu ihren Gründervätern und waren maßgeblich daran beteiligt, die jahrtausendealte Ära der magischen und metaphysischen Spekulation zu Ende zu bringen. Allmählich begann man, die chemische Zusammensetzung zu verstehen und brachte so Licht ins Dunkel um die Granate und alle anderen Edelsteine.

Moderne Granatforschung: in der Gemmologie spricht man meist von Spezies z.B. Korund und Varietät z.B. Rubin. Bei Granaten ist die Lage deutlich komplizierter. Der Begriff Granat ist eine Gruppenbezeichnung. Die Granatgruppe setzte sich aus verschiedenen Spezies, den sogenannten Endgliedern, und diese aus Varietäten, den einzelnen Mischkristallformen, zusammen.

Granatchemie: die gottseidank immer gleiche Strukturformel von Granat lautet A₃B₂[CO₄]₃, wobei A, B und C definierte Plätze im Kristallgitter beschreiben, die durch folgende Elemente eingenommen werden können:
Aluminium, Calcium, Chrom, Eisen, Magnesium, Mangan, Sauerstoff, Silizium, Titan, Vanadium, Mangan und diverse Spurenelemente.

Die Gehalte der verschiedenen Elemente, die sich wechselseitig isomorph ersetzen, schwanken stark. Die Anzahl der Kombinationsmöglichkeiten wird durch chemisch reine Endglieder mit idealer Zusammensetzung beschränkt, ist aber noch immer verwirrend groß und die Erforschung der Granatgruppe bleibt durch immer neue Funde bisher unbekannter Varietäten stets spannend. In der Natur sind die Endglieder praktisch nicht anzutreffen. 99% aller Granate sind Mischkristalle.

Theoretisch sind bis zu 60 Endglieder möglich, zwanzig sind tatsächlich bekannt, sechs davon, nämlich Pyrop, Almandin, Spessartin, Grossular, Andradit und Uvarovit sind in der Granatklassifikation gebräuchlich, wovon allerdings nur die ersten fünf in kommerziellen Mengen vorkommen. Diese sechs Endglieder werden häufig zu zwei Gruppen zusammengefasst:
 

Was die Granatforschung so verkompliziert, ist die Tatsache, dass zwischen all diesen Endgliedern Mischkristalle denkbar sind und in der Natur auch auftreten. Mit der Veränderung der chemischen Zusammensetzung verändern sich auch physikalische Eigenschaften wie Brechungsindex und spezifisches Gewicht, ganz zu schweigen von der Farbe. Kein Wunder also, dass frühe Granatforscher, bevor man chemische Elementenanalysen durchführen und so Granate genau einreihen konnte, immense Probleme hatten, die unterschiedlichen Granatvarietäten zu kategorisieren.

Kristallographie: Granat kristallisiert nach dem kubischen Kristallsystem. Alle kubischen Kristalle sind einfachbrechend, das heißt, ein einfallender Lichtstrahl wird nicht in zwei Strahlen, wie bei doppelbrechenden Mineralien, aufgespalten. Zum kubischen Kristallsystem gehören z.B. auch der Diamant und der Spinell, ein weiterer Grund dafür, dass Granate und Spinelle jahrhundertelang für eine Spezies gehalten wurden (Balas).

Physikalische und optische Eigenschaften: aufgrund der sehr unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung, varriieren auch die physikalischen Eigenschaften von Granat sehr stark.

Härte: 6,5-7,5. Die meisten im Schmuck verwendeten Granate weisen eine Härte von +7 auf, sind also (meist deutlich) härter als z.B. Amethyst und damit ganz hervorragende Schmucksteine. Eine Ausnahme ist der Demantoid Granat mit Mohshärte 6.5-7.
Einige Granate, besonders Demantoid und Tsavolith, sind sehr spröde. Vorsicht beim Fassen.

Brechungsindex: einfachbrechend 1,73 bis 1,89

Spez. Gewicht: 3,40-4,30. Die meisten Granate sind dichter als Diamant (3.52)

Dispersion: mit einer Ausnahme nicht sehr hoch. Im Allgemeinen zwischen 0,020 und 0,028 (Diamant 0,044). Die Ausnahme ist der Andradit, der mit einer Dispersion von 0,057 sogar über dem Wert des Diamants liegt, dessen Feuer aber durch die intensive Körperfarbe maskiert wird.

Farbe: Granate kommen in allen Farben außer Blau vor.

Grundsätzlich unterscheidet man bei Edelsteinen zwei Arten der Farbgebung, beide beruhen auf der färbenden Wirkung von Metalloxiden:

1. allochromatisch = fremdgefärbt.
färbende Metalloxide sind als Spurenelemente in Form von Verunreinigungen im Stein enthalten.
Beispiele:
Pyrop (MgAl-Granat): durch Eisen oder Chrom gefärbt
Grossular (CaAl-Granat): durch Mangan, Eisen, Chrom und/oder Vanadium gefärbt

Chemisch reine allochromatische Granate sind völlig farblos, werden Leukogranat genannt und kommen in der Natur so selten vor, dass sie auf dem Sammlermarkt sehr hohe Preise erzielen.

Leukogranat

2. idiochromatisch = selbstgefärbt
färbende Metalloxide sind Teil der chemischen Formel des Steins.
Beispiele:
Almandin (FeAl-Granat): durch Eisen gefärbt
Spessartin (MnAl-Granat): durch Mangan gefärbt

Andradite sind CaFe-Granate und können je nach Varietät allochromatisch oder idiochromatisch sein. So ist der Demantoid durch Chromverunreinigungen grün, der Topazolith durch das in der chemischen Zusammensetzung enthaltene Eisen gelb gefärbt.

Granatklassifizierung: die genaue Klassifizierung von Granat gehört zu den schwierigsten und kontroversiellsten Kapiteln in der modernen Granatforschung und ist ein ständiger Streitpunkt zwischen Mineralogen, Gemmologen und dem Handel. Das Problem ist die vorher erwähnte isomorphe Ersetzung und die daraus resultierende Tatsache, dass die einzelnen Granatspezies, also die sogenannten Endglieder, fließend ineinander übergehen.

Einig ist man sich lediglich bei der chemischen Zusammensetzung der Granatspezies. Nun ist es heutzutage für die Mineralogie kein Problem, mittels aufwändiger Analysetechniken wie z.B. der Röntgendiffraktionsanalyse, die chemische Zusammensetzung von Granaten und damit die Spezies zu bestimmen. Das Studium der Endglieder wird jedoch dadurch erschwert, dass diese in der Natur praktisch nicht vorkommen. Dieses Problem hat sich in den 1950ern zumindest teilweise gelöst, als es erstmals gelungen ist, chemisch reine Endglieder zu synthetisieren.

Bleibt noch das Problem der Mischkristalle. Für die Mischkristalle der Almandin-Pyrop Reihe hat sich vorläufig der name Rhodolith durchgesetzt, strittig ist jedoch nach wie vor die Frage, wo die Trennlinie anzusetzen sei und welche Kriterien zur Bestimmung herangezogen werden sollen.

Das offensichtlichste Merkmal, die Farbe, ist leider kein Kriterium, z.B. weil die in den 1970ern in Ostafrika gefundenen Malaya Granate von ihrer orange bis orangebraunen Farbe her zu den Spessartinen gerechnet worden wären. Tatsächlich handelt es sich aber größtenteils um bis dahin unbekannte Spessartin-Pyrop Mischkristalle. Man fand aber auch Malayas, die aufgrund ihres hohen Almandin- und sehr geringen Spessartingehalts zur Almandin-Pyrop Mischkristallreihe gerechnet werden mußten, wie auch die Rhodolithe. Der Rhodolith wiederum verdankt seinen Namen der Rosenfarbe.
Soll man also diejenigen orangefärbigen Malayas mit hohem Almandingehalt als Rhodolith bezeichnen? Oder sollte man die aus einem Fundgebiet stammenden Malayas mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen aber ähnlicher Farbe in zwei Gruppen teilen?
Dagegen spricht natürlich der gesunde Menschenverstand und außerdem hat sich der Handel aus verständlichen Gründen quergelegt.
Von manchen Gemmologen werden die Malaya Granate auch Umbalith genannt, nach dem ersten Fundort im Umbatal in Tansania. Auch das ist natürlich problematisch, weil orangefärbige Almandin-Pyrop oder Spessartin-Pyrop Mischformen mittlerweile auch an anderen Stellen der Welt gefunden werden...

Die Granatklassifikation ist also keine eindeutige Sache und wird wahrscheinlich noch lange nicht endgültig gelöst sein, zumal immer wieder Neufunde von bisher unbekannten Farben und Mischkristallreihen das Problem zusätzlich verschärfen.

Für praktische Zwecke scheint man sich auf folgende Arbeitshypothese geeinigt zu haben:

Identifikation: zur Identifikation von Granat werden physikalische Daten wie Brechungsindex und spezifisches Gewicht ermittelt. Zu diesen wesentlichen Kriterien kommen fallweise noch charakteristische Absorptionsspektren (z.B. beim Almandin) und z.B. im Fall des Demantoids charakteristische Einschlüsse, die berühmten Pferdeschwanzeinschlüsse, dazu. Wollte man allerdings Demantoide nur aufgrund der Einschlüsse identifizieren, so hätte das, verzeihen Sie den Kalauer, einen Pferdefuß. Seit einigen Jahren gibt es nämlich Demantoide aus Namibia, dem Iran und Madagaskar, die die charakteristischen Pferdeschwanzeinschlüße nicht zeigen. Bei manchen Granaten ist auch die Farbe ein wichtiges diagnostisches Indiz, aber eben nur ein Indiz.
In den seltenen Fällen, wo eine eindeutige Identifikation mit diesen relativ leicht zu ermittelnden Daten nicht möglich ist, muss die akademische Mineralogie helfen.

Literatur: Garnet von John D. Rouse, Butterworths 1986, ISBN 0-408-01534-9