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Mineral- und Gresteinsbildung 



tier genetischen Vorgange besondere Be- 

 deutung, und ihre exakte Bestimmung ist 

 daher eine wichtige Aufgabe. Erst in den 

 k'tzten Jahren ist es mit Hilfe elektrischer 

 Oefen und genau durchprobierter Messungs- 

 inethoden fur hohe Temperaturen moglich 

 geworden, auch in dem Gebiet dcs WeiB- 

 gliihenden Bestimmungen auszufiihren, deren 

 relative Genauigkeit mit den Messungen bei 

 gewohnlicher und wenig erhohter Temperatur 

 ubereinstimmt. Es ist ein besonderes Ver- 

 dienst cler Forscher im Geophysikalischen 

 Institut zu Washington, die temperatur- 

 messung bis 1600 mit dem Thermoelement 

 und von dort bis ca. 2200 mit dem optischen 

 Pyrometer so weit vervollkommnet zu haben, 

 daB die ersteren eine absolute Genauigkeit 

 von ca. 2, die letzteren von ca. 10 besitzen. 

 Einige in dieser Weise genau bestimmte 

 Mineralschmelzpunkte sind hier zusammen- 

 gestellt (vgl. Day and Sosman, The 

 Melting Points of Minerals in the Light of 

 recent Investigations on the Gas Thermometer, 

 Amer. Journ. of Science 1911, 31, 341 bis 349. 

 Die fast samtlich in dieser Zeitschrift ver- 

 offentlichten Arbeiten des Geophysikalischen 

 Instituts erscheinen auch als Uebersetzungen 

 in cler Zeitschrift flir anorganische Chemie); 



Sillimanit Al 2 Si0 5 1816 



Platin Pt 1755 



Anorthit CaAl 2 Si,0 8 1552 



Diopsid CaMg(SiO s ) 2 1391 



Gold Au 1062 



Steinsalz NaCl 800 



Diese Schmelzpunkte gelten flir Atmo- 

 spharendruck, bei Schmelz- und Erstarrungs- 

 vorgangen in der Erdkruste muB jedoch 

 mit bedeutend erhohten Drucken gerechnet 

 werden. Zwar sind noch keine experimentellen 

 Daten iiber die Schmelzpunktsanderung 

 hochschmelziger Stoffe mit dem Druck vor- 

 handen, eine einfache physikalisch-cliemische 

 Formel ermoglicht es aber, den gesuchten 

 Wert mit anderen GroBen in Beziehung zu 

 setzen und daraus zu berechnen. Die Schmelz- 

 punktsanderung dt bei einer Druckanderung 

 dp berechnet sich aus der Schmelzwarme W, 

 der absoluten Temperatur T (gleich Tempe- 

 ratur Celsius + 273) und der Volumaiiderung 

 beim Schmelzen Vfmssig V{ est nach der 

 Formel 1 ): 



_dt_ T(VfiU3sig Vfest) 



dp = W 



Die Schmelzwarme der Silikate betragt 

 rund 100 cal pro Gramm (Schmelzwarme 

 des Wassers 79 cal pro Gramm). Den Volum- 

 unterschied beim Schmelzen kann man 

 einstweilen schatzen aus dem entsprechenden 



*) Bei zahlenmafiiger Amvendung cler Formel 

 miissen die Einheiten iibereinstimmend nach dem 

 cgs-Systeni gewahlt werden. 



Unterschied bei glasig und kristallin er- 

 starrten Korpern; die Zahl wechselt von 

 Fall zu Fall, ist aber mit wenigen Ausnahmen 

 (Wasser, Wisnmt) positiv. Der Druck 

 bewirkt daher, abgesehen von den genannten 

 Ausnahmen, eine Schmelzpunktserhohung. 

 Die GroBe liiBt sich z. B. beim Diopsid an- 

 nahernd zu 1,9 pro 100 Atm. berechnen 

 (Schmelzwarme nach J. H. L. Vogt 102 cal, 

 Volumunterschied Glas-Kristalle bei gewolin- 

 licher Temperatur 0,047 nach Allen und 

 White). Uebertragen wir dieses Ergebnis 

 auf die Eruptivgesteine und nehmen wir 

 das spezifische Gewicht der Gesteine zu 

 2,7 an, so geht daraus eine Schmelzpunkts- 

 erhohung von 5,1 pro 1000 m Tiefe hervor. 



Allerdings ist hier der Druck einfach als ein 

 hydro statischer in Rechniing gebracht; man darf 

 nicht vergessen, daB dieses Verfahren bei starren 

 Korpern nicht ganz zutrifft; gebirgsbildende 

 Vorgange erzeugen viel grofiere Dnicke axich in 

 geringer Erdtiefe und andererseits kann das 

 Gestein sich wie eine Briicke verhalten, die durch 

 einen schragen seitlichen Druck den vertikalen 

 Druck ersetzt. Hohlrjiume tief unter der Erdober- 

 flache sind eine gewohnliche Erscheinung und 

 kijnnten bei hydro statischer Druckverteilung 

 nicht vorkommen. Ueber diese Momente wird 

 bei petrographischen Betrachtimgen haufig hin- 

 weggesehen. 



Bei weiterer Abkiihlung der aus dem 

 SchmelzfluB ausgeschiedenen Substanz wird 

 in vielen Fallen die kristallographische Form 

 und damit der Komplex samtlicher physi- 

 kalischer Eigenschaften von einer bestimmten 

 Temperatur ab instabil. Der Korper erfiihrt 

 eine Umwandlung und zwar wird bei 

 richtiger Gleichgewichtseinstellung eine Tem- 

 peraturerhohung iiber den Umwandlungs- 

 punkt den umgekehrten Vorgang hervorrufen. 

 Die Umwandlung ist dann ,,umkehrbar", 

 der Stoff selbst wird enantiotrop genannt. 

 Mit Umwandlungen, die nur in einem Sinne 

 verlaufen (monotrope Stoffe), weil der Korper 

 sich bis zu einem gewissen Temperaturbereich 

 in instabiler Gestalt hat behaupten konnen 

 und dann in die stabile Form umschlagt, 

 wollen wir uns hier nicht beschaftigen; diese 

 Vorgange sind wegen des mangelnden 

 Gleichgewichtes fiir Schliisse auf natiirliche 

 Bildungsprozesse weniger verwendungsfahig 

 als die umkehrbaren Umwandlungen. Solange 

 man bei mineralogischen Untersuchungen 

 hohe Temperaturen und physikalisch-che- 

 mische Messungsmethoden nur selten an- 

 wandte, galten umkehrbare Umwandlungen 

 fiir besondere Ausnahmen im Mineralreich. 

 Mehrere Modifikationen bei derselben che- 

 mischen Zusammensetzung waren fast nur 

 dort bekannt, wo instabile Formen neben 

 anderen instabilen oder stabilen bei gewohn- 

 licher Temperatur bestehen konnen (Kalkspat 

 und Aragonit; Aluminiumsilikat Al 2 Si0 5 als 

 Andalusit, Disthen und Sillimanit usw. 



