Übung 3

LV620.108 Mikroskopie I – Übung 3Die IndikatrixOptisch isotrope KristallecbnnnaIndikatrix KUGEL• a,b, c-Richtung gleichwertig• Ein Wert für n (= Radius der Kugel)• kubische Kristalle, Gläser• keine Doppelbrechung und keine InterferenzOptisch einachsige KristalleOptisch zweiachsige KristallenεnωkristallographischeHauptachse (c-Achse)optische HauptachseIndikatrix ROTATIONSELLIPSOID• a, b-Richtung gleichwertig, c nicht;• Zwei Werte für n (nε, nω)• Wirtelkristalle =hexagonal, trigonal, tetragonal• 1 optische Achse // zur c-Achse• 1 Kreisschnitt mit opt. Isotropienormal auf c-AchseOptischer Charakter:-> einachsig positiv (1 +): nε > nω-> einachsig negativ (1 –): nε < nωIndikatrix ALLGEMEINES ELLIPSOID• a,b, c-Richtung verschieden• Drei Werte für n (nγ, nβ, nα) :nγ>nβ>nα• niedrig symmetrische Kristalle =orthorhombisch, monoklin, triklin• 2 optische Achsen• 2 Kreisschnitte mit opt. Isotropienormal auf optische AchsenOptischer Charakter:-> zweiachsig positiv (2+): kleinerAchsenwinkel um nγ-> zweiachsig negativ (2-): kleinerAchsenwinkel um nαJ.G. Raith

LV623004 Mikroskopie IAchsenbilder und Bestimmung des optischen CharaktersJ.G. Raith 6

LV623004 Mikroskopie IDie Modifikationen von SiO 2α-Quarz α-Tridymit α-ChristobalitKristallsystem trigonal orthorhombisch tetragonalLichtbrechung,Doppelbrechung (Δ)Optischer CharakterAchsenwinkel (2V)ω 1.544ε 1.553Δ 0.009einachsig positiv! z.Taber anomal 2-achsig(2V 0-10°)1 +α1.469 − 1.479β 1.470 − 1.480γ 1.473 −1.483Δ 0.002−0.004zweiachsig positiv 2V 40-90°2 +ε 1.484ω 1.487Δ 0.003einachsig negativDichte 2.65 2.26 2.33Härte 7 7 6-7Spaltbarkeit keine! schlecht keineFarbe farblos farblos farblosAndere Merkmaleoft undulöseAuslöschung1 -Quarz, SiO 2 , trigonalFarbe: farblos!Morphologie: prismatische Kristalle, eigene Kristallgestalt (= idiomorph) selten entwickelt,außer als Phänokristalle in Vulkaniten; in Plutoniten und Metamorpiten meist ohne eigeneKristallgestalt (= xenomorph)Spaltbarkeit: keine!Lichtbrechung: niedriges Relief, nur leicht höher als EinbettungsmittelUmwandlung: kaumDoppelbrechung:niedrig (Δ = 0.009); max. Interferenzfarben weißgrau 1. Ordnunghäufig undulöse Auslöschung als Folge von Deformation!optischer Charakter:einachsig positiv! deformierte Quarze z.T. aber anomal 2-achsig (2V 0-10°)J.G. Raith 7

LV623004 Mikroskopie IAbb. 3.5. Morphologie von Hoch- und TiefquarzStabilitätsbedingungen und Vorkommenα-Quarz (Tiefquarz): bis 573°C stabil; häufigste SiO 2 -Modifiaktion in vielen Magmatiten(v.a. Plutoniten), Metamorphiten und Sedimenten, aber auch sekundär; fehlt in SiO 2 -untersättigten Foid-führenden Magmatiten!β-Quarz (Hochquarz): 573-870°C, metastabil auch bei > T; in Vulkaniten häufigerTridymit: 870-1470 °C; z.T. anstelle von Quarz in SiO 2 -reichen Magmen (Hohlräume;Restschmelzen), kontaktmetamorph; auch metastabil bei < TChristobalit: 1470-1713; metastabil auch bei niedrigen T! in Vulkaniten (pneumatolytisch inHohlräumen), Umwandlungsprodukt saurer Gläser; kontaktmetamorph; nicht in Plutonitenund MetamorphitenCoesit: seltene Hochdruckmodifikation! (>28 kbar; z.B Pyropquarzite, W-Alpen); inMeteoritenkratern und Hochdruckgesteinen (z.B. Kimberlite)Stishovit: extreme Hochdruckmodifikation (>130 kba; >1200 °C) nur in MeteoritenkraternCalcedon: krypokristalline, feinfasrige (submikroskopische) Varietät von Tiefquarz;hydrothermal in Gängen und Hohlräumen, z.T. mit Zeolithen; VerkieselungJ.G. Raith 8

LV623004 Mikroskopie IAbb. 3.6. Stabilitätsdiagramm der SiO2-ModifikationenQuarz in VulkanitenQuarz ist häufig in SiO 2 -reichen Vulkaniten. Häufig bildet er Phänokristalle mit der typischenkurzprismatischen Morphologie von Hochquarz (α-Quarz). Außerdem typisch sindschlauchförmige Resorptionserscheinungen in vulkanischen Quarzen. Ein weiterer Texturtypsind sphärulitische Texturen, bestehend aus SiO 2 (meist Quarz) ± Alkalifeldspat. Dies sindTexturen, die durch rasche Abkühlung und Unterkühlung hochviskoser rhyolitischerSchmelzen entstehen.Abb. 3. 7. a. Quarz-Phänokristall mit Resorptionsschlauch. b. Sphärulitische Textur eines RhyolitesJ.G. Raith 9

LV623004 Mikroskopie IQuarz in SedimentenQuarz ist sehr verwitterungsresistent (H=7) und daher in fast allen klastischenSedimentgesteinen anzutreffen; die Rundung des Quarzes ist Ausdruck des Transportes derQuarzkörner und ist typisch für sedimentäre Entstehung. SiO 2 -Minerale sind auch häufigeZementminerale.Mikroskopisch werden nach ihrer Ausbildung unterschieden:monokristallliner Quarz (ein Korn)polykristallliner Quarz (mehrere Teilkörner, die das Korn aufbauen). Amorphes SiO 2 isttypisch für Hornsteine (Cherts). SiO 2 auch als Zementmineral (Quarzzement, Quarz-Drucklösung etc.).Abb. 3. 8. Gefüge von quarzreichen klastischen Sedimentgesteinen. Links: Gut sortierter Quarz-Arenit mit Säumen von Quarz als Zement; Quarzkörner sind sehr gut gerundet. Rechts: LithischeGrauwacke, schlecht sortiert, mit eckigen Quarz- und, Feldspatkomponenten undGesteinsbruchstücken in Matrix.J.G. Raith 10

LV623004 Mikroskopie IKarbonateStrukturell sind Karbonate durch die planare (CO 3) 2- -Gruppe charakterisiert. Die wichtigstengesteinsbildenden Karbonate sind Calcit, Dolomit und Aragonit. Zur genauen Klassifikation,Mischkristallbildungen etc. siehe Matthes "Mineralogie".Calcit Dolomit AragonitKristallsystem trigonal trigonal rhombischLichtbrechung,Doppelbrechung (Δ)Achsenwinkel (2V)etc.ε 1.486−1.550ω 1.658−1740Δ 0.172−0.190einachsig negativ!starke Dispersionε 1.50−1.52ω 1.679−1.703Δ 0.179−0.185einachsig negativ!starke Dispersionα 1.530 − 1.531β 1.680 − 1.681γ 1.685 −1.686Δ 0.155−0.156zweiachsig negativ!2V 18-18.5 °siehe SkizzeOptischer Charakter 1 - 1 - 2 -Dichte 2.715-2.94 2.86-2.93 2.94-2.95Härte 3 3.5-4 3.5-4Zwillingesehr häufig,Druckzwillingehäufighäufig, DrillingeSpaltbarkeit perfekt nach (1011) perfekt nach (1011) mäßig-schlechtFarbe im Schliff farblos farblos farbloshohe Δ ! HCl positiv hohe Δ, HCl negativhohe Δ ! HCl positivAbb. 3. 9. Morphologie von Karbonatmineralen a., b. trigonaler Calcit bzw. Dolomit, c.orthorhombischer Aragonit.J.G. Raith 11

LV623004 Mikroskopie ITurmalingruppeXY 3 Al 6 [(OH 4 )/ (BO 3 ) 3 /Si 6 O 18 ]X= Na, CaY= Al, Fe 2+ , Fe 3+ , Li, Mg, Ti, CrZ = Al, Fe 3+ , MnEinige wichtige Endglieder:Elbait (Li-Al-Endglied)Dravit (Mg-Endglied)Schörl (Fe-Endglied)Kristallsystem: trigonalMorphologie: Habitus ist stengelig, säulig, prismatisch, radialstrahlig, "dreieckige"Querschnitte!Spaltbarkeit: schlechtLicht-, Doppelbrechung: mittel; Interferenzfarben 2. Ordnung; abhängig vom Chemismus.Optischer Charakter: 1– !Zonencharakter: negativ l=(–), gerade Auslöschung!, Die Schwingungsrichtung mit derintensiven Eigenfarbe nω schwingt quer zur Längsrichtung!Farbe, Pleochroismus: variabel und abhängig vom Chemismus; häufig vorkommende FereichereVertreter zeigen starken Pleochroismus!Vorkommen:Elbait: farblosDravit: blaßbraun, Pleochroismus schwachSchörl: olivbraun, olivgrün; Pleochroismus markant! nω>>nε• akzessorisch in sauren magmatischen und metamorphen Gesteinen und alsSchweremineral in Sedimenten.• pneumatolytisch, pegmatitisch; Hoch-Temperatur Alteration (Turmalinisierung); oftFe-reiche Turmaline!• exhalativ-hydrothermal (Exhalite), sogenannte TurmaliniteAbb. 3. 10. Morphologie von TurmalinJ.G. Raith 12