Spezielle Mineralvorkommen

[UlrichW]

Von Interesse sollte noch sein, daß im Beispiel Hopffeldboden alle Kristalle eines Exotenminerals ungefähr die gleiche Größe haben - also es gibt beispielsweise keine Synchesite von 2 cm länge neben solchen von unter einem mm länge. Das sollte doch für Oswald-Miers sprechen, nach dem kleine Kristalle wieder in Lösung gehen und dafür größere weiter wachsen und das alles in einem geschlossenen System .

Ich habe mal die Theorie gehört, daß die höffige Zone im Hopffeldboden ein durch Auffaltung liegender Vulkanschlot wäre. Hier wäre ja genug Wärmezufuhr von unten gegeben gewesen, um ein geschlossenes System lange genug stabil zu halten .

Uwe

Hallo Uwe,

also es gibt schon Synchisite von cm-größe, z.B. die ersten Funde von Franz Gartner . Auch winzige Synchisite findet man immer wieder, nur beachtet man sie kaum.

Zum Zweiten ist die alpine Metamorphose in großer Tiefe erfolgt, unter großem Druck und über einen sehr langen Zeitraum. Erst später wurde die Gesteinslage, in der heute der Hopffeldboden liegt, aufgefaltet. Dies geschah dadurch, daß der zentrale Teil der Tauern diese Gesteinslagen durchbrochen hat und damit die einzelnen Lagen steil gestellt hat. Das Ergebnis war das Tauernfenster, umgeben von schmalen Lagen der steil gestellten ehemals überdeckenden gesteine. Im Prinzip ist der Gneiskern der Tauern von zwiebelringartigen Gesteinslagen, die den Gneiskern ehemals überlagert hatten, umgeben. Das erklärt auch, warum man z.B. Berylliummineralisationen bevorzugt in einem schmalen Geländestreifen parallel zum Oberpinzgauer Haupttal findet, Sphene ebenso in einer anderen Lage und auch die Hopffeldbodenmineralisationen sind in einem recht schmalen Streifen im Oberpinzgau vertreten. Der Streifen geht ungefäht vom Mitterkopf im Untersulzbachtal über die Hackenköpfe ins Gebeit der Krimmler Tales (hab die genaue Bezeichnung der Alm vertgessen, liegt aber vor dem Söllenkar). Am Mitterkopf ist ebenfalls Synchisit, Aeschynit Monazit, Xenotim und ein euxenitähnliches Mineral in einer sehr ähnlichen Gesteinsart wie am Hopffeldboden belegt. Von Funden aud dem Krimmler Tal weis ich nichts, die sind aber warscheinlich auch sehr ähnlich.

Interessanterweise stellt sich die Situation so nur am Nordrand des Tauernfensters dar, während der Südrand eine abweichende und vor allem ärmere Mineralisation aufweist.  Das kann durchaus mit der Verschiebungstektonik im Zusammenhang mit der Alpenauffaltung erklärbar sein.

Was den "liegenden" Vulkanschlot betrifft, so habe ich da eher Zweifel, denn dieser hätte ja die anderen Gesteinsschichten ebenfalls durchschlagen. Derartige "Überreste" sind mir aber nicht bekannt, zumal sie sich in relativer Nähe  befinden müssten. Ausserden sind Vulkanschlote eher arm an exotischen Metallen.

Meine Theorie währe eher folgende: Die im Norden an die Hopffeldbodenzone anschließenden Gesteine sind Schiefer und artverwandte Gesteine geringerer Metamorphose als die südlicher liegenden Gesteinsschichten. Nun sind Schiefer Sperrschichten für wässrige Lösungen. Während der Metamorphose, die Gesteine liegen noch flach und werden von unten zusätzlich erwärmt. steigen wässrige Lösungen auf und stauen sich an der Sperrschicht. Dabei reichern sie sich aber auch mit den exotischen Elementen an, ähnlich einer Restschmelze in einem Pegmatit. Später kommt es dann auch zur Metamorphose auch dieser Gesteine  und damit zur Einlagerung der exotischen Metalle in das neue entstehende Gestein. Bei der Auffaltung und Kluftbildung (auch tritt hierbei Rekristallisation des Gesteines auf), werden die Metalle frei und können in kleinen Hohlräumen kristallsiieren.

Dieser Priozess ist sehr ähnlcih dem der Auslaugung der Wirtsgesteine um eine alpine Kluft. Auch hier findet man viele exotische Mineralien in eben diesen kavernösen Partien um die Kluft. Soweit meine Theorie, aber ich kenne da auch nicht die neuesten Erkenntnisse!

In dem Sinne
Glück auf
Ulrich

[cmd.powell]

Hallo

Noch eine kleine Anmerkung zum Thema "Ostwald-Miers": Sorry, ich hatte das auf der Arbeit aus dem Gedächtniss geschrieben, da ist mir das "t" entgangen. Nichts desto trotz hat Frank den falschen Wiki-Link angegeben, hier der Richtige: http://de.wikipedia.org/wiki/Ostwald-Miers-Bereich. Das ist also auch keine "Theorie", sondern lediglich ein Bereich in einem Diagramm bzw. natürlich auch ein real messbares Phänomen (oder wie auch immer man das nennen soll). Man kann es am Besten mit einer unterkühlten Schmelze erklären die zwar nach Temperatur schon fest (=auskristallisieren) sollte, dies jedoch nicht tut, da der Keimbildungsprozess nicht eintritt. In diesem Bereich entstehen zwar permanent Keime, diese lösen sich aber im gleichen Maße wieder auf so das kein Keim zu einem Kristall heranwachsen kann. Durch entsprechendes initiieren kann man jedoch sofort Keime erhalten, die dann auch weiterwachsen (z.B. an Staubkörnern, Gefäßwänden etc.). Diesen Ostwald-Miers-Bereich gibt es nicht nur bei Schmelzen, sondern auch bei Lösungen, da ja lediglich ein thermodynamisches Zustandsfeld beschrieben wird.

Mich wundert bei all den Mineralogen, die hier ja nun außer mir rumtollen, anscheinend keiner den "Ostwald-Miers"-Bereich kennt - hat den keiner von euch Kristalle gezüchtet ?

[uwe]

Übrigens, eine mit dem Hopffeldboden nahezu vergleichbare Art des Vorkommens seltener Minerale in Lupengröße stelle ich bei dem Fundort Vetralla Viterbo in Italien fest. Auch hier handelt es sich einen Vulkan.

Tja Markus, mich wundert auch, daß sich bisher kaum bzw. sehr wenige Berufsmineralogen zu diesem Thema gemeldet haben. Hätte gern noch etwas dazu gelernt. Noch eine Frage eines Laien: Was könnte denn in einer Schmelze im Ostwald-Miers-Bereich noch die Kristallbildung initiiern? Staub kommt ja in erkaltenden vulkanischen Schmelzen nicht vor, oder ?

Uwe 

[cmd.powell]

Hi Uwe

Nunja, ich gehe mal davon aus, das alle Hauptkomponenten der Schmelze in so hohen Konzentrationen (=Übersättigungen) vorliegen, das es zur spontanen Kristallbildung kommt. Nachdem die Hauptkomponenten auskristallisiert sind, bleiben die Ionen (Elemente) in Lösung, die nicht so richtig in die Gitter der Hauptminerale passen und natürlich diverse Fluide wie Wasser und auch Kohlendioxid. An geeigneten Stelle (Schrumpfrissen, Blasenhohlräume) können dann die weniger passenden Elemente Minerale bilden, ich nenne sie einfach mal "Nebenkomponenten". Ich denke da z.B. an den Anatas vom Petersberg bei Halle. Nachdem nun auch die Nebenkomponenten ihren Platz gefunden haben, bleiben nur noch die wirklich seltenen Elemente übrig, wobei man natürlich im Hinterkopf behalten sollte, das diese nicht nur in einem Mineral gebunden werden können. Das bedeutet, das in den Restlösungen bestimmte Mineralzusammensetungen (z.B. die Kombination zur Bildung von Gadolinit) in so geringen Konzentrationen vorliegen, das sie nicht mehr spontan auskristallisieren können. Ok, irgendwo gibt es dann doch mal einen Keim der zu einem Kristall heranwachsen kann und man hat einen u.U. recht beachtlichen Gadolinitkristall in einer sonst eher gadolinitarmen Umgebung. Das wäre dann die direkte Anwendung bzw. der direkte Bezug zu eben jenem Ostwald-Miers-Bereich, da ja genau diese Bedingungen herschen: Keine spontane Keimbildung möglich, aber evtl. vorhandene Kristalle wachsen weiter. Was letztlich dazu führt, das hier und da dann doch mal ein Keim zu einem Kristall werden kann, wird sich kaum sichre klären lassen. Grade bei dem Steinbruch Petersberg ist mir schon oft aufgefallen, das die Synchisite in ein und demselben Brocken sehr unterschiedlich verteilt sein können und gelegentlich ware Nester bilden. Und dann findet man auch Brocken, wo fast statistisch verteilt immer mal wieder einzelne Kristalle oder kleine Gruppen auf den Kuftflächen zu finden sind. Bei den Nestern gab es eine hohe Konzentration von Synchisit-"Bausteinen" die zur spontanen Kristallbildung ausreichten und dann die beobachteten Nester bildeten und bei den statistischen verteilungen war die Lösung mit der Bausteinkonzentration irgendwo im Ostwald-Miers-Bereich. Das ist so im Großen und Ganzen die Theorie, die ich mir zu diesem Thema zurechtgebastelt habe - keine Ahnung, ob das so korrekt ist, ich sehe aber auch keine offensichtlichen Fehler in dem Erklärungsmodell. Vielleicht kann ja noch jemand anderes etwas dazu beitragen...

Grüße

Markus

P.S.: Entweder mein Browser oder das Forum zickt grade ganz gewaltig rum: Beim tippen springt die Ansicht immer in die Mitte meines Textes was ein vernünftiges Schreiben nahezu unmöglich macht - geschweige denn Fehlerkorrektor...

[Krizu]

Hi Uwe

Nunja, ich gehe mal davon aus, das alle Hauptkomponenten der Schmelze in so hohen Konzentrationen (=Übersättigungen) vorliegen, das es zur spontanen Kristallbildung kommt. Nachdem die Hauptkomponenten auskristallisiert sind, bleiben die Ionen (Elemente) in Lösung, die nicht so richtig in die Gitter der Hauptminerale passen und natürlich diverse Fluide wie Wasser und auch Kohlendioxid. An geeigneten Stelle (Schrumpfrissen, Blasenhohlräume) können dann die weniger passenden Elemente Minerale bilden, ich nenne sie einfach mal "Nebenkomponenten".

Hallo Markusn,

nein sehe ich etwas anders: Nur weil ein Element/Komponente häufig voprkommt, muss Sie nicht zuerst kristallisieren. Nehmen wir zirkon, eher selten aber wegen des Schmelzpunkts kommt es zuerst. Und Nebensachen könne nsich auch leicht lösen. Niob würde ich im Rutil oder im Brookit suchen.

Frank

[Hg]

Hallo,
zur Kristallbildung sind mit gerade zwei sehr interessante Bilder aufgefallen. Wie kann man so extrem scharfe Quarznadeln erklären? Finde ich sehr faszinierend.

Spezielle Mineralvorkommen

Spezielle Mineralvorkommen

beide Bilder (c)    Matteo Chinellato

Mich wundert bei all den Mineralogen, die hier ja nun außer mir rumtollen, anscheinend keiner den "Ostwald-Miers"-Bereich kennt - hat den keiner von euch Kristalle gezüchtet ?

Bin "nur" Chemiker, aber der Begriff begegnet mir jedes Jahr wieder in den Protokollen von Physikern im chemischen Praktikum bei der Kristallzüchtung 

Gruß,
Andreas

[Josef 84,55]

Hallo Andreas,

ich vermute mal, dass bei der raschen Abkühlung nach der Intrusion eine starke Übersättigung gab. Die Kristallisationswärme durch das rasche Kristallwachstum konnte an den weniger exponierten stellen nicht durch die Lösung/Fluid? abgeleitet werden wodurch es zu extrem dünnen Nadeln kam. In einer späteren Phase mit gemäßigteren Wachstum wurden die Nadeln dicker und bildeten am Fuß einen gedrungenen Habitus. Bei schwacher Übersättigung steht das Kristallwachstum vor allen an den exponierten Stellen in Konkurrenz zu Lösungserscheinungen, wodurch das weiterwachsen der Nadeln gehemmt war.
Aber wie gesagt, ist nur eine Vermutung.

Ich glaube nicht dass es sich um durch Strukturfehler (Versetzungen) entstandene Verzerrungen, wie z.B. Nadelpyrit oder Chalkotrichit welche bei geringer Übersättigung entstehen, handelt. Die Versetzungslinien nehmen nur einen gewissen Winkelbereich zur wachsenden Fläche ein. Bei Quarz ca. 30° zur Senkrechten (LANG und MIUSCOV 1967). Da die Basisfläche die am schnellsten wachsende Fläche ab Quarz ist, kann man Versetzungen in Richtung der C-Achse als Ursache der nadeligen Bildung wohl ausschließen.

Grüße Josef

Änderung: Der Grund für die Verdickung am Fuß der Nadeln könnte von einer höheren Versetzungsdichte liegen, die durch den Kontakt mit der Matrix entsteht.

[cmd.powell]

Hallo Markusn,

nein sehe ich etwas anders: Nur weil ein Element/Komponente häufig voprkommt, muss Sie nicht zuerst kristallisieren. Nehmen wir zirkon, eher selten aber wegen des Schmelzpunkts kommt es zuerst. Und Nebensachen könne nsich auch leicht lösen. Niob würde ich im Rutil oder im Brookit suchen.

Frank

Ok, da hast Du natürlich recht, der Schmelzpunkt spielt bei der Kristallisationsreihenfolge natürlich auch eine wichtige Rolle. Allerdings spielt mein Erklärungsmodell erst deutlich später, wenn alle Haupt- und Hochschmelzkomponenten schon fest geworden sind und sich die "selteneren" Mineralien bilden. Naja, ist letztlich nur eine Theorie oder besser ein Erklärungsmodell, da kann noch dran verbessert werden 

@Andreas: Na immerhin einer