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

Mikroskopie der gesteinsbildenden Minerale

Olaf Medenbach , Ruhr-Universität Bochum

Begleitmaterial zur Übung


Teil VI: Granat, Andalusit, Sillimanit, Disthen, Staurolith, Chloritoid, Korund, Rutil, Spinell, Limonit, opake Erze, Artefakte, Besonderheiten

In dieser Präsentation werden die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale gezeigt. Reihenfolge und Schliffnummern entsprechen dem Kursverlauf.

Achtung!Achtung!Diese Präsentation ersetzt keinesfalls das Arbeiten am Mikroskop.

Hier gilt in besonderem Maße die Regel:

Nur Übung macht den BachelorNur Übung macht den Bachelor



GranatFormel :(Mg,Fe,Mn,Ca)3(Al,Fe,Cr)2[SiO4]3

Symmetrie : kubisch

n : 1,71 – 2,0

n : -

2V : -

max. I. F. (30μm) : -

Besonderheiten:

Isotrop, hohes Relief, Hang zur Idiomorphie, oft rosa bis rot. Einzige Verwechslungsmöglichkeit mit Spinell, dieser bildet aber Oktaeder (Querschnitte mit 3, 4 oder max. 6 Ecken im Gegensatz zu den rundlichen Formen bei Granat).



Granat Nr. 42

0,1 mm

Besonderheiten:

Winzige, idiomorphe Kristalle neben Amphibol in Quarz.

Achtung: Achtung: Manchmal sind die Kristalle scheinbar anisotrop, da wegen der geringen Größe unterhalb oder oberhalb noch Quarz liegt.

perfekte Rhomben-dodekaeder



Granat Nr. 38Besonderheiten:

Poikilithisches Wachstum. Der Granat schließt die Minerale, die er nicht aufzehrt, ein und erhält so ein sieb- oder schwamm-artiges Aussehen.

1 mm




Kelyphit-Reaktionssaum um Granat.

1 mm




.

1 mm

Besonderheiten:

"Schneeballgranat". Die Entstehung wird noch kontrovers diskutiert. Eine Möglichkeit ist die Rotation des Granats bei gleichzeitigem Wachstum während der Durchbewegung des Gesteins, wie hier dargestellt.

• Bewegungsrichtung

• Rotation des Granats

• Einschlußbahnen



Besonderheiten:

"Schneeballgranat". Die Entstehung wird noch kontrovers diskutiert. Eine Möglichkeit ist die Rotation des Granats bei gleichzeitigem Wachstum während der Durchbewegung des Gesteins, wie hier dargestellt.

• Bewegungsrichtung

• Rotation des Granats

• Einschlußbahnen

Granat

1 mm




Atoll-artige Bildung durch Abbau einer inneren Zone oder gar des gesamten Kerns.

1 mm



AndalusitFormel : Al[5]Al[6][O|SiO4]

Symmetrie : rhombisch

n : 1,629 – 1,640

n : 0,009 – 0,011

2Vx : 83° - 85°

max. I. F. (30μm) : Weiß I. Ordnung

Besonderheiten:

Meist prismatisch, Spaltbarkeit nach {110} ca. 90°, manchmal pleochroitisch. Chiastolithe mit kreuzförmig angeordneten Einschlüssen. Regionalmetamorph und kontaktmetamorph.



Andalusit Nr. 44Besonderheiten:

Zonar gebaute Andalusite mit rosa-farblos Pleochroismus im Kern. Beachten Sie die Spaltbarkeit nach {110}(ca. 90° im Kopfschnitt).

Kopfschnitte

Längsschnitt

1 mm



Andalusit Nr. 38

1 mm

Besonderheiten:

hoch lichtbrechende, schwach gelbliche Einschlüsse von Staurolith



Andalusit Nr. 63

1 mm

Besonderheiten:

Große Porphyroblasten mit poikilithischem Gefüge.



Andalusit Nr. 63

1 mm

Besonderheiten:

Chiastolith, kreuzförmige Einschlußbahnen von bituminöser Substanz bzw. Graphit in Richtung der Kristallkanten. Typische Ausbildung von Andalusit-Porphyroblasten in Kohlenstoff-reichen Metasedimenten.



SillimanitFormel : Al[4]Al[6][O|SiO4]


n : 1,657 – 1,682

n : 0,02 – 0,022

2Vz : 21° - 30°

max. I. F. (30μm) : Blau II. Ordnung

Besonderheiten:

Meist langprismatisch bis dünnfaserig, Spaltbarkeit nach {010} (nur eine Raumrichtung!). Elongation positiv (wichtig wenn man kein Achsenbild erzeugen kann weil die Kristalle zu klein sind).



Sillimanit Nr. 32Besonderheiten:

Kopfschnitte

Längsschnitte

1 mm



Sillimanit Nr. 33

0,5 mm



Sillimanit, Fibrolith, orientiert eingelagerte Einschlüsse in Cordierit Nr. 51

0,5 mm



Sillimanit, Fibrolith, Detailaufnahme Nr. 51

0,2 mm

Besonderheiten:

• parallel zur Schliffebenen eingeregelt (Längsschnitte)

• senkrecht zur Schliffebene eingeregelt (Kopfschnitte)



DisthenFormel : Al[6]Al[6][O|SiO4]

Symmetrie : triklin

n : 1,710 – 1,729

n : 0,016 – 0,017

2Vz : 82°

max. I. F. (30μm) : Orange I. Ordnung

Besonderheiten:

Durch seine Spröde und die vollkommene Spaltbarkeit zeigt er in den Schliffen oft Ausbrüche.



Disthen

1 mm

Nr. 53



Disthen

Besonderheiten:

Zwilling, beide Individuen löschen fast gleich aus, sind aber an dem Verlauf der Spaltbarkeiten zu erkennen.

1 mm

Nr. 47V

erw

achs

ungs

-

Ver

wac

hsun

gs-

eben

eeb

ene



Disthen

0,5 mm

Nr. 57



Disthen

Besonderheiten:

In diesen Gestein gibt es drei verschiedene Hauptbestandteile mit hohem Brechungsindex, die z.T. nur schwer zu unterscheiden sind:

• Granat, durch die Isotropie leicht zu erkennen

• Jadeit, retrograde Reaktionssäume

• Disthen, keine Reaktionssäume

1 mm

Nr. 74



StaurolithFormel : 2FeO•AlOOH•4Al2[O|SiO4]

Symmetrie : monoklin

n : 1,739 – 1,762

n : 0,013 – 0,015

2Vz : 79° - 90°

max. I. F. (30μm) : Orange I. Ordnung

Besonderheiten:

Hohe Lichtbrechung, gelbe Eigenfarbe und Zwillingsbildung sind typisch. Stets pseudorhombisch (monokliner Winkel =90°, Auslöschungsschiefe 0°).



Staurolith Nr. 63

1 mm

Besonderheiten:

Idiomorphe, stark poikilithische Einkristalle und Zwillinge in einem Knotenschiefer neben großen Andalusit-Kristallen.



Staurolith Nr. 63

1 mm

Besonderheiten:

Idiomorphe, stark poikilithische Einkristalle und Zwillinge in einem Knotenschiefer neben großen Andalusit-Kristallen.



Staurolith Nr. 57Besonderheiten:

Große Staurolith-Porphyroblasten überwachsen eine ältere Schieferung.

1 mm



Staurolith Nr. 57

1 mm

Besonderheiten:

Große Staurolith-Porphyroblasten überwachsen eine ältere Schieferung.



Staurolith Nr. 38

0,5 mm

Besonderheiten:

Andalusit-Kristalle mit Einschlüssen von Staurolith.

Staurolith



Chloritoid Formel : (Fe,Mg,Mn)Al2[(OH)2|O|SiO4]

Symmetrie : monoklin und triklin

n : 1,682 – 1,740

n : 0,010 – 0,012

2Vz : 36° - 70°

max. I. F. (30μm) : Weiß I. Ordnung, anomal

Besonderheiten:

Hohe Lichtbrechung, blaugrüne Eigenfarbe, Zwillingsbildung und anomale Interferenzfarben in der Nähe der Auslöschungsstellung sind typisch.



Chloritoid Nr. 49

0,5 mm

Besonderheiten:

Große Chloritoid-Porphyroblasten überwachsen eine ältere Schieferung. Zum Teil sind schöne Druckschatten, die mit Quarz ausgefüllt sind, zu sehen.



Chloritoid Nr. 69

1 mm

Besonderheiten:

Kräftiger Pleochroismus (Eisen-reicher als in Schliff Nr. 49), Polysynthetische Zwillingsbildung.

Schwingungsrichtung des PolarisatorsSchwingungsrichtung des Polarisators



Chloritoid Sonderschliff

0,5 mm

Besonderheiten:

Chloritoid-Porphyroblasten mit Zonarbau



Chloritoid Sonderschliff

0,5 mm

Besonderheiten:

Chloritoid-Porphyroblasten mit Zonarbau, rosettenförmiges Aggregat



KorundFormel : Al2O3

Symmetrie : trigonal

n : 1,759 – 1,772

n : 0,008 – 0,009

2V : -

max. I. F. (30μm) : Weiß I. Ordnung

Besonderheiten:

Durch seine Kombination von Granat-artig hoher Lichtbrechung, Quarz-artiger Doppelbrechung und optisch einachsig negativem Charakter unverwechselbar! Rosa-Färbung beim Rubin (Schliff Nr. 32), sonst farblos – blau (Saphir). Oft Absonderungen parallel {10-11}, dies sieht aus wie eine vollkommene Spaltbarkeit!



Korund Nr. 63Besonderheiten:

Absonderungen parallel {1011}; diese ist keine Spaltbarkeit, wie man an den Anisotropieeffekten auf diesen Flächen erkennt.

1 mm



Korund SonderschliffBesonderheiten:

Absonderungen parallel {1011}.

1 mm



Korund SonderschliffBesonderheiten:

• Kopfschnitt

• Längsschnitt

neben Chloritoid und opakem Erz

0,5 mm



RutilFormel : TiO2

Symmetrie : tetragonal

n : 2,6 – 2,9

n : 0,3 !!!!!

2V : -

max. I. F. (30μm) : Weiß höherer Ordnung

Besonderheiten:

Mineral mit der höchsten Licht- und Doppelbrechung unter den gesteinsbildenden Mineralen! Stets gelb oder rot gefärbt, schwacher Pleochroismus

mit ne>no. Achsenbild wegen des Chagrins

an unpolierten Schliffen schlecht erkennbar. Spaltbarkeit nach {110} (90°). Zwillinge.



Rutil

Besonderheiten:

• Kopfschnitt, Spaltbarkeiten unter 90°!

0,5 mm

Nr. 32



SpinellFormel : (Fe,Mg,Mn)(Al,Fe3+,Cr)2O4

Symmetrie : kubisch

n : 1,718 – 2,05

n : -

2V : -

max. I. F. (30μm) : -

Besonderheiten:

Isotrop, hohes Relief, sehr ähnlich dem Granat, aber bildet fast ausschließlich Oktaeder (Querschnitte mit 3, 4 oder max. 6 Ecken im Gegensatz zu den rundlichen Formen bei Granat). Im Gegensatz zu den Granaten sind die gesteinsbildend wichtigsten Spinell meist kräftig gefärbt (Hercynit: grün; Picotit: braun; Chromit u. Magnetit siehe bei opaken Erzen).



Spinell

1 mm

Nr. 40



Spinell

0,3 mm

Nr. 31Besonderheiten:

Disthen wird zu grünem Spinell abgebaut. Links oben Granat zum Vergleich des Reliefs!



Spinell - Magnesiochromit

0,3 mm


die Magnesium-reichen Chromit-Mischkristalle sind braun durchsichtig. Mit zunehmendem Eisen-Gehalt werden sie opaker.



LimonitFormel : FeOOH


n : ~ 2 – 2,5

n : 0,60,6(L.), 0,08-0,14(G.)

2V :

max. I. F. (30μm) : Weiß höherer Ordnung

Besonderheiten:

Gemenge aus Goethit und Lepidokrokit, oft rhythmisch. Entsteht bei der Verwitterung von Fe-haltigen Sulfiden (Pyrit, Chalkopyrit, etc.). "Rost", färbt Gesteine intensiv rot durch intergranulare Beläge.



Limonit

0,2 mm


Limonit entsteht bevorzugt bei der Verwitterung Fe-haltiger Sulfide, z.B. Pyrit.



Forschungs-Mikroskop für Durchlicht und Auflicht

Opake Erze

Die Untersuchung opaker Erze ist mit einem normalen Durchlichtmikroskop prinzipiell nicht möglich. Dazu benötigt man spezielle Einrichtungen (Opak-Illuminatoren), mit denen die Probe senkrecht von oben beleuchtet und das reflektierte Licht analysiert wird (Auflicht-Mikroskope). Diese Methode wird im "Praktikum Geowissenschaften", 6. Semester, Versuch J vorgestellt.

In seltenen Fällen, immer dann wenn spezifische Kornformen oder Umwandlungserscheinungen auftreten, ist es aber möglich, auch im Durchlicht indirekt ein opakes Erzes zu bestimmen. Einige dieser Beispiele folgen.



Auflicht-Mikroskop, Strahlengang

Beobachtungs-Beobachtungs-strahlengangstrahlengang

Beleuchtungs-Beleuchtungs-strahlengangstrahlengang

Strahlenteiler,Strahlenteiler,z.B. halbdurchlässiger z.B. halbdurchlässiger

SpiegelSpiegel

ProbeProbe

Opak-Opak-IlluminatorIlluminator



Graphit

0,5 mm


Linealförmige Querschnitte eines tafeligen Minerals, mechanische Eigenschaften wie ein Schichtsilikat: verbogen, verknittert, z.T. aufblätternd wie die Seiten eines Buches.



Magnetit

0,2 mm


Zusammen mit Ilmenit häufigstes opakes Erz in magmatischen Gesteinen. Isometrische Querschnitte, eckig, meist Dreiecke, Vierecke oder Sechsecke.



Magnetit

1 mm


Isometrische Querschnitte, skelettförmige Kristalle durch extrem schnelles Wachstum.



Chromit - Magnetit

0,5 mm


Zonar gebauter Mischkristall zwischen Magnesiochromit (MgCr2O4) und Chromit (FeCr2O4); Magnesiochromit ist braun durchscheinend, Chromit opak. Solche Mischkristalle sind in basischen und ultrabasischen Magmatiten häufig.



Ilmenit

0,5 mm


• linealförmige Schnitte eines tafelig ausgebildeten Minerals: Ilmenit

• 6-seitig begrenzte, isometrische Schnitte: Kopfschnitte von Ilmenit oder Schnitte durch ein kubisches Mineral: Magnetit

MagnetitMagnetit

IlmenitIlmenit



Pyrit

0,2 mm


Sulfidische Eisenerze verwittern leicht zu Limonit ("Rost"). Bei dem opaken Erz handelt es sich in der Regel um Pyrit (oder Chalkopyrit).

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