Porphyrkugeln – besser Rhyolithkugeln genannt – treten dem Namen nach hauptsächlich in rhyolithischen, aber auch in rhyodazitischen, selten in dazitischen Gesteinen auf. Ignimbrite wie auch Laven beherbergen sie in verschiedenen Ausbildungen. Sie sind also nicht an einen bestimmten Platznahmetyp vulkanischer Tätigkeit gebunden.
Obwohl die Rhyolithkugeln im Gestein oft fremdeinschlussartig eingelagert sind, sind sie aus ein und derselben vulkanischen Masse entstanden. Sie bestehen aus einer rhyolithoiden Hülle und mehr oder weniger mineralisierten Innenräumen, die konzentrisch, linsenförmig oder im Schnitt an einen gezackten Stern erinnernd angeordnet sind.
Die Mineralisationen sind hauptsächlich Quarzminerale, seltener auch Ca-Mg-Fe-Karbonate, Baryt, Hämatit und Zeolithe (Heulandit). Die Erscheinungsbilder der Minerale sind vielgestaltig, je nachdem, wie die Bedingungen während der Mineralisation waren. Wie bekannt, sind dafür Stoffangebot, Temperatur, Druck und andere Parameter wichtige Einflussgrößen.
Mit der Platznahme der rhyolithoiden Massen beginnt ein über Wochen bis Jahre andauernder Prozess von Mineralbildungen und Umbildungen. Dieser zunächst energiegeladene Zustand verläuft über eine Temperaturspanne von etwa 1000 Grad Celsius hinweg. Bei einigen Gesteinen lassen sich Umbildungen von femischen Bestandteilen wie Pyroxeneinsprenglingen oder die Bildung von Kalifeldspat aus einer hochviskosen, sprich glasigen Grundmasse nachvollziehen. Stoffliche Veränderungen bleiben nicht aus.
Die Rhyolithkugelhülle weist in der Regel eine höhere Kristallinität als deren umgebende vulkanische Masse auf. In der Hülle ist das Siliziumdioxid relativ angereichert, wogegen sich das Verhältnis zwischen Kalium und Natrium deutlich zugunsten des Kaliums verschoben hat. Teile des Natriums sind verlustig gegangen, d.h. in Lösung geblieben.
Im Verlaufe der Abkühlung und Kristallisation und im Beisein von flüchtigen Bestandteilen (Wasser u.a.) werden die Alkalien umverteilt. Das Kalium nutzt bis in den hydrothermalen Bereich hinein die Gelegenheit, Kalifeldspat zu bilden, dem Natrium bleibt der Zugang in Mineralphasen bei schon niedrigeren Temperaturen verwehrt. Eine erhöhte Alkalinität dabei entstehender Restlösungen dürfte folgerichtig sein.
Alkalische Lösungen sind besonders geeignet, Siliziumdioxid in höheren Konzentrationen, gewissermaßen als eine Art Wasserglas, aufzunehmen und zu transportieren. Die Räume, diese "Last" wieder abzugeben, bilden sich nicht zuletzt durch die bereits während der Kristallisation der Schmelze aufplatzenden Innenräume der Rhyolithkugeln oder beim Aufreißen von Absonderungsspalten. Die Volumenverringerung der vulkanischen Masse schafft zwangsläufig solche Freiräume. Die alkalischen Lösungen werden hineingesogen, die umgebenden hochviskosen Schmelzenteile ausgesaugt, regelrecht ausgezutscht.
Die Mineralisation hat begonnen, die Lösungsbestandteile können sich bei angemessen andauernder Auszutschung verfestigen. Je nach den örtlichen Bedingungen, die physikochemisch recht variabel sein können, sind auch die Bildungen vielgestaltig.
Die Frage bleibt, weshalb man den Vorgang der Kieselsäurebereitstellung in beachtlichen Mengen nicht den Bedingungen bei der Verwitterung zuschreiben kann. Antwort gibt unter anderem der Fundort der Achate in Chemnitz-Altendorf. Dort sind in Spalten, Brekzien und natürlich auch in Rhyolithkugeln die genannten Mineralisationen in einer kaum anderswo angetroffenen Vielfalt gefunden worden, auch im Pechstein, einem dort anstehenden Rhyodacitglas. Das Phänomen aber ist, dass die Ausfüllungen das Gestein nahezu nicht beeinflusst haben, der Pechstein selbst aber unter atmosphärischen Bedingungen rasch zu einer krümeligen Masse zerfällt.
Wie dem auch sei: Dies sollte eine ernstzunehmende Diskussionsgrundlage sein.
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