Begleitmaterial zur Übung Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale Teil I, Quarz und Feldspat

1. 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. Quarz Formel : SiO2 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. 1 mm Quarz, Vorzugsschnittlagen Nr. 12 Besonderheiten: Schnittlage mit höchster Interferenzfarbe Schnittlage mit niedrigster Interferenzfarbe Übung: Erarbeiten der Morphologie aus den beiden extremen Schnittlagen

4. Rot I 0,3 mm Quarz, Schnitt niedrigster Interferenzfarbe Nr. 12 Besonderheiten: isotroper Schnitt Interferenzfigur: einachsig positiv Morphologie: hexagonal

5. 0.5 mm Quarz, Schnitt höchster Interferenzfarbe Nr. 12 Besonderheiten: Auslöschung symmetrisch, folglich sind die Flächen Pyramiden und keine Prismen!

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

7. 1 mm Quarz, undulöse Auslöschung Nr. 3

8. 0.5 mm Quarz, Gefüge Nr. 3 Besonderheiten: verzahnte Körner, stark undulöse Auslöschung. 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.

9. 0.1 mm Quarz, Gefüge Nr. 42 Besonderheiten: Pflastergefüge mit 120° Korn-Grenzwinkeln; keine undulöse Auslöschung, geringste Oberflächenenergie. Gleichgewichtsgefüge durch Rekristallisation. Statische Rekristallisation, (Temperung). Deshalb auch "Temperungsgefüge".

10. 0.5 mm Quarz Sonderschliff 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.

11. 0,3 mm Chalcedon Nr. 29 Besonderheiten: "Brewstersche Kreuze" an sphärolithischen Kristallen.

12. Quarzin Charakter der Längserstreckung (Elongation): l' (+) Chalcedon i.e.S. Charakter der Längserstreckung (Elongation): l' (-) 0,3 mm Chalcedon, Unterscheidung zwischen Quarzin und Chalcedon i.e.S. Nr. 29

13. Kalifeldspat Formel : K[AlSi3O8] 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. 1 mm Sanidin Nr. 21 Besonderheiten: Karlsbader Zwillinge in einer feinkörnigen Matrix mit Fluidaltextur. Mittlerer Achsenwinkel, Achsenebene ist (010)  geringer Ordnungsgrad.

15. Mikroklin: horizontale Dispersion Optisches Verhalten von Kalifeldspat in Abhängigkeit von der Si-Al Ordnung (010) (010) mittlerer Ordnungsgrad: pseudoeinachsig (010) (010) Nesse (2001) nach Steward & Ribbe (1983). Feldspar mineralogy, Rev. Mineral., MSA Hoch-Sanidin: geneigte Dispersion Achtung! Solche Achsenbilder sieht man beim Sanidin nur an dicken Kristallen. Nesse (2001) nach Su et al. (1984). Am. Mineral. 69, 440-448

16. 1 mm Sanidin Nr. 23 Besonderheiten: Niedrig lichtbrechende Zwickelfüllung zwischen idiomorph ausgebildeten Kristallen; Karlsbader Zwillinge. 2V sehr klein (pseudoeinachsig)  mittlerer Ordnungsgrad.

17. 0,3 mm Mikroklin, Gitterung durch Zwillingsdomänen Nr. 55 Besonderheiten: Diffuse Wanderung der Auslöschungslage, keine scharfen Zwillings-verwachsungsebenen wie beim Plagioklas. Sehr schlechtes Achsenbild durch Überlagerung von Zwillingsdomänen.

18. 0,3 mm Mikroklin, Myrmekite am Kontakt zu Plagioklas Nr. 55 Besonderheiten: Myrmekite sind warzenförmige Verdrängungen des Kalifeldspats durch Albit-reichen Plagioklas mit wurmförmig eingelagertem Quarz.

19. 0,1 mm Mikroklin, perthitische Entmischungen Nr. 55

20. 0,3 mm Alkalifeldspat, Mesoperthit Nr. 25 Besonderheiten: Deutlich höheres Relief der Plagioklase!

21. 0,2 mm Alkalifeldspat, Faserperthit Nr. 31

22. 0,05 mm Alkalifeldspat, Faserperthit, Detailaufnahme Nr. 31

23. 0,3 mm Antiperthit Nr. 18

24. Plagioklas Formel : Na[AlSi3O8] – Ca[Al2Si2O8] Symmetrie : triklin n : 1,529 – 1,588 n : 0,007 – 0,013 2Vx : 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. (010) (010) Plagioklas, Bildung eines Zwillings nach dem Albit-Gesetz Zwillings-verwachsungsebene: (010) Zwillingsachse: (010) (010) polysynthetische Albit-Zwillinge

26. [001] Zwillings-verwachsungsebene: (010) Zwillingsachse: [010] (010) Plagioklas, Bildung eines Zwillings nach dem Karlsbader-Gesetz

27. Plagioklas, Erkennen eines Zwillings nach dem Albit-Gesetz • Notwendige Eigenschaften: • 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. a a

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

29. spitzer Winkel nx' Periklin Zwilling nz' stumpfer Winkel (001) (010) Spaltrisse Dieser Plagioklas ist positiv im Sinne der Regel von Michel-Levy. Achtung! Das hat nichts mit dem optischen Charakter zu tun! Regel von Michel-Levy: nx' im spitzen Winkel wischen (010) und (001): nx' im stumpfen Winkel zwischen (010) und (001): weiter auf der nächsten Folie Plagioklas, Bestimmung der chemischen Zusammensetzung I. Zonenmethode nach Rittmann (Maximale Auslöschungsschiefe gegen (010)), Teil 2 • (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 nx' und nz' mit dem Kompensator ermittelt.

30. Zusammensetzung des Plagioklas: An67 Plagioklas, Bestimmung der chemischen Zusammensetzung I. Zonenmethode nach Rittmann (Maximale Auslöschungsschiefe gegen (010)), Teil 3 • 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. aus Tröger, 1971, p. 129

31. a1 a2 a1 a2 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: • 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. 2 1

32. Zusammensetzung des Plagioklas: An70 Plagioklas, Bestimmung der chemischen Zusammensetzung I. Methode nach Moorhouse (Auslöschungsschiefe an kombinierten Albit-Karlsbad Zwillingen) • Messwert in diesem Beispiel: • 40° als größerer Winkel (Individuum 1) • 18° als kleinerer Winkel (Individuum 2) aus Moorehouse, 1959, p. 59