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Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Begleitmaterial zur Übung Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale.

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Präsentation zum Thema: "Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Begleitmaterial zur Übung Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale."—  Präsentation transkript:

1 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Begleitmaterial zur Übung Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Teil I, Quarz und Feldspat In dieser Präsentation werden die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale gezeigt. Reihenfolge und Schliffnummern entsprechen dem Kursverlauf.Achtung! Diese Präsentation ersetzt keinesfalls das Arbeiten am Mikroskop. Hier gilt in besonderem Maße die Regel: Nur Übung macht den Bachelor

2 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Quarz Formel: SiO 2 Symmetrie: trigonal n: 1,544 – 1,553 n: 0,009 2V: - max. I. F. (30μm) : weiß I Besonderheiten: Wichtiges gesteinsbildendes Mineral. Indikator zur Bestimmung der Dünnschliffdicke. Bei 30μm ist der Quarz weiß I. Ordnung, darüber strohgelb.

3 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Besonderheiten: Schnittlage mit höchster Interferenzfarbe Schnittlage mit niedrigster Interferenzfarbe Übung: Erarbeiten der Morphologie aus den beiden extremen Schnittlagen Quarz, Vorzugsschnittlagen Nr mm

4 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Besonderheiten: isotroper Schnitt Interferenzfigur: einachsig positiv Morphologie: hexagonal Quarz, Schnitt niedrigster Interferenzfarbe 0,3 mm Nr. 12 Rot I

5 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Quarz, Schnitt höchster Interferenzfarbe Besonderheiten: Auslöschung symmetrisch, folglich sind die Flächen Pyramiden und keine Prismen! 0.5 mm Nr. 12

6 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Quarz, Erarbeiten der Morphologie idealisierter Kopfschnitt idealisierter Längsschnitt Besonderheiten: Hochquarz-Morphologie (ist nur in Vulkaniten so schön sichtbar; in Plutoniten und Metamorphiten sind die Quarze i.d.R. xenomorph) Indikatrixschnitt

7 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale 1 mm Quarz, undulöse Auslöschung Nr. 3

8 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale 0.5 mm Quarz, Gefüge Besonderheiten: verzahnte Körner, stark undulöse Auslöschung. Dynamische Rekristallisation Dynamische Rekristallisation, d.h. Zerfall von ehemaligen Groß-Körnern in kleinkörnige Domänen leicht unterschiedlicher Kristallorientierung und gleichzeitigem Neuwachstum von Quarz-Körnern in Bereichen hoher Versetzungsdichte. Nr. 3

9 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Quarz, Gefüge Besonderheiten: Pflastergefüge mit 120° Korn-Grenzwinkeln; keine undulöse Auslöschung, geringste Oberflächenenergie. Gleichgewichtsgefüge durch Rekristallisation. Statische Rekristallisation. Statische Rekristallisation, (Temperung). Deshalb auch "Temperungsgefüge". 0.1 mm Nr. 42

10 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Quarz Besonderheiten: Authigenes Neuwachstum in einem Sandstein. Die alten runden Kornformen der klastischen Quarze sind an Schmutzsäumen auf der ehemaligen Oberfläche zu erkennen. Das authigene Neuwachstum erfolgt orientiert zum Altkorn und führt zu idomorphen Kornformen bzw. zum Begegnungsgefüge. 0.5 mm Sonderschliff

11 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Chalcedon Nr. 29 0,3 mm Besonderheiten: "Brewstersche Kreuze" an sphärolithischen Kristallen.

12 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Chalcedon, Unterscheidung zwischen Quarzin und Chalcedon i.e.S. Nr. 29 Quarzin Charakter der Längserstreckung (Elongation): l' (+) Chalcedon i.e.S. Charakter der Längserstreckung (Elongation): l' (-) 0,3 mm

13 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Kalifeldspat Formel: K[AlSi 3 O 8 ] Symmetrie: monoklin / triklin n: 1,518 – 1,532 n: 0,005 -0,007 2V: 0°-80° max. I. F. (30μm) : hellgrau I Besonderheiten: Unter den Feldspäten derjenige mit der geringsten Lichtbrechung; wichtig bei der Bestimmung des Kalifeldspat-Anteils in Perthiten! Die optischen Eigenschaften (Achsenebene, 2V) sind eine Funktion des Ordnungsgrads.

14 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Sanidin Nr mm Besonderheiten: Karlsbader Zwillinge in einer feinkörnigen Matrix mit Fluidaltextur. Mittlerer Achsenwinkel, Achsenebene ist (010) geringer Ordnungsgrad.

15 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Nesse (2001) nach Steward & Ribbe (1983). Feldspar mineralogy, Rev. Mineral., MSA Optisches Verhalten von Kalifeldspat in Abhängigkeit von der Si-Al Ordnung Nesse (2001) nach Su et al. (1984). Am. Mineral. 69, Hoch-Sanidin: geneigte Dispersion Mikroklin: horizontale Dispersion (010) mittlerer Ordnungsgrad: pseudoeinachsig Achtung! Solche Achsenbilder sieht man beim Sanidin nur an dicken Kristallen.

16 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Sanidin Nr mm Besonderheiten: Niedrig lichtbrechende Zwickelfüllung zwischen idiomorph ausgebildeten Kristallen; Karlsbader Zwillinge. 2V sehr klein (pseudoeinachsig) mittlerer Ordnungsgrad.

17 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Mikroklin, Gitterung durch Zwillingsdomänen Nr. 55 0,3 mm Besonderheiten: Diffuse Wanderung der Auslöschungslage, keine scharfen Zwillings- verwachsungsebenen wie beim Plagioklas. Sehr schlechtes Achsenbild durch Überlagerung von Zwillingsdomänen.

18 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Mikroklin, Myrmekite am Kontakt zu Plagioklas Nr. 55 Besonderheiten: Myrmekite sind warzenförmige Verdrängungen des Kalifeldspats durch Albit- reichen Plagioklas mit wurmförmig eingelagertem Quarz. 0,3 mm

19 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale 0,1 mm Mikroklin, perthitische Entmischungen Nr. 55

20 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Alkalifeldspat, Mesoperthit Nr. 25 0,3 mm Besonderheiten: Deutlich höheres Relief der Plagioklase!

21 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Alkalifeldspat, Faserperthit Nr. 31 0,2 mm

22 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Alkalifeldspat, Faserperthit, Detailaufnahme Nr. 31 0,05 mm

23 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Antiperthit Nr. 18 0,3 mm

24 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Plagioklas Formel: Na[AlSi 3 O 8 ] – Ca[Al 2 Si 2 O 8 ] Symmetrie: triklin n: 1,529 – 1,588 n: 0,007 – 0,013 2V x : 50° – 105° max. I. F. (30μm) : weiß bis strohgelb I Besonderheiten: Wichtigstes gesteinsbildendes Mineral, chemische Zusammensetzung für petrologische Untersuchungen sehr wichtig (kontinuierliche Differentiationsreihe nach BOWEN!). Optische Bestimmung über Lage der Indikatrix im Kristallgebäude (relativ zur Zwillingsverwachsungsebene (010)) einfach möglich. Albit, vulkanisch Albit, plutonisch Anorthit

25 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Plagioklas, Bildung eines Zwillings nach dem Albit-Gesetz (010) (010) (010) (010) Zwillings- verwachsungsebene: (010) Zwillingsachse: (010) polysynthetische Albit-Zwillinge

26 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale (010)[001] Zwillings- verwachsungsebene: (010) Zwillingsachse: [010] Plagioklas, Bildung eines Zwillings nach dem Karlsbader-Gesetz

27 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Plagioklas, Erkennen eines Zwillings nach dem Albit-Gesetz Notwendige Eigenschaften: 1. 1.Beide Scharen von Lamellen haben gleiche Interferenzfarben wenn sie parallel zu Polarisator oder Analysator orientiert sind In 45°-Stellung der Lamellen verschwinden die Zwillings- Verwachsungsebenen Beide Scharen löschen symmetrisch aus.

28 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Plagioklas, Bestimmung der chemischen Zusammensetzung I. Zonenmethode nach Rittmann (Maximale Auslöschungsschiefe gegen (010)), Teil 1 Notwendige Schritte: 1. 1.Aufsuchen eines Schnitts mit (010) ~ zur Schliffebene (scharfe Spur von (010)) Verifizieren dass es sich um einen Albit Zwilling handelt (siehe oben). 3. nur der Maximalwert führt zum richtigen Ergebnis. 3.Bestimmung der Auslöschungsschiefe. Dies muss statistisch an mehreren Kristallen durchgeführt werden – nur der Maximalwert führt zum richtigen Ergebnis. Beide Scharen von Lamellen haben gleiche Interferenzfarben wenn sie parallel zu Polarisator oder Analysator orientiert sind. In 45°-Stellung der Lamellen verschwinden die Zwillings- Verwachsungsebenen. weiter auf der nächsten Folie

29 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Periklin Zwilling SpaltrissespitzerWinkelstumpferWinkel (010) (001) Plagioklas, Bestimmung der chemischen Zusammensetzung I. Zonenmethode nach Rittmann (Maximale Auslöschungsschiefe gegen (010)), Teil 2 Regel von Michel-Levy: n x ' im spitzen Winkel wischen (010) und (001): n x ' im stumpfen Winkel zwischen (010) und (001): 1. 1.(010) ist Spur der Verwachsungsebenen von Albit Zwillingen (001) findet man durch die Spur der Spaltbarkeit oder der Verwachsungsebene eines Zwillings nach dem Periklin Gesetz Die Schwingungsrichtungen werden durch die Auslöschungsstellung definiert In Diagonalstellung wird n x ' und n z ' mit dem Kompensator ermittelt. nx'nx'nx'nx' nz'nz'nz'nz' Dieser Plagioklas ist positiv im Sinne der Regel von Michel-Levy. Achtung! Das hat nichts mit dem optischen Charakter zu tun! weiter auf der nächsten Folie

30 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Plagioklas, Bestimmung der chemischen Zusammensetzung I. Zonenmethode nach Rittmann (Maximale Auslöschungsschiefe gegen (010)), Teil 3 aus Tröger, 1971, p. 129 Messwert in diesem Beispiel: 40° Der Kristall ist positiv im Sinne von Michel-Levy. Das Gestein ist plutonisch, es gilt die durchgezogene Kurve in der Graphik. Zusammensetzung des Plagioklas: An 67

31 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Plagioklas, Bestimmung der chemischen Zusammensetzung II. Methode nach Moorhouse (Auslöschungsschiefe an kombinierten Albit-Karlsbad Zwillingen) Vorteil: man benötigt nur einen einzigen Kristall und muss daher nicht statistisch messen. Nachteil: solche Zwillinge in messbarer Qualität findet man meist nur in grobkörnigen Gesteinen. Notwendige Schritte: 1. 1.Aufsuchen eines geeigneten Zwillings: in 45°-Stellung der Verwachsungsebenen sind die beiden nach dem Karlsbader Gesetz verzwillingten Hälften unterschiedlich grau gefärbt Bestimmung der Auslöschungsschiefe für beide Hälften separat. Dies führt zu zwei verschiedenen Auslöschungswinkeln. 12

32 Olaf Medenbach, Ruhr-Universität Bochum Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Plagioklas, Bestimmung der chemischen Zusammensetzung I. Methode nach Moorhouse (Auslöschungsschiefe an kombinierten Albit-Karlsbad Zwillingen) aus Moorehouse, 1959, p. 59 Messwert in diesem Beispiel: 40° als größerer Winkel (Individuum 1) 18° als kleinerer Winkel (Individuum 2) Zusammensetzung des Plagioklas: An 70


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