Mineral- und G-esteinsbildung 



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Die experimentell-synthetische Methode hat 

 aber alsbald gezeigt, daB reversible Umwand- 

 lungen bei holier Temperatur eine recht 

 haufige Erscheinung bei den Mineralen sind, 

 wenn anch gerade einige der haufigsten 

 gesteinsbildenden Minerale, wie Muscovit, 

 Biotit, Olivin nur in einer Modifikation vor- 

 zukomnien scheinen. 



Wenn man den Umwandhmgen bei 

 der Beurteilung der Gesteinsgenese Rech- 

 nung tragt, so ermoglicht ihre Erkennt- 

 nis Anwendungen, die weit liber den Wert 

 der einzelnen Tatsache hinausgreifen. Wir 

 haben gesehen, daB die Ausscheidungsteinpe- 

 ratnr eines einzelnen Minerals aus einer 

 geinischten Schmelze mit seiner eigenen 

 Schinelztemperatur nnr im losen Zusammen- 

 hang steht und clnrch die chemische Zu- 

 sammensetznng der Schmelze bedingt wird. 

 Anders verhalten sich die Umwandlungs- 

 temperaturen. Hat sich ein Mineral rein, 

 nicht als Mischkristall, ausgeschieden, so ist 

 die Umwandlungstemperatiir von den Neben- 

 gemengteilen im Gestein oder der noch vor- 

 haiidenen Schmelze vollig unabhangig. In 

 den Umwandlimgen haben wir also Vorgange 

 gef unden, die als Fixpunkte des sogenannten 

 geologischen Thermometers gelten 

 konnen, sie geben uns AiifschlnB iiber die 

 Temperatur, die bei der Mineral- und Ge- 

 steinsbildung aus dem SchmelzfluB geherrscht 

 hat. Erwahnen wir als treffendes Beispiel 

 das Kieseldioxyd. Unterhalb 575 kristalli- 

 siert die Kieselsaure als Quarz aus, oberhalb 

 dieser Temperatur in einer anderen Form 

 des hexagonalen Systems. Die letztere 

 als /?- Quarz bezeichnete Modifikation wandelt 

 sich bei der genannten Temperatur ohne 

 merkliche Verzb'gerung umkehrbar in den 

 gewohnlichen a- Quarz um. Hat sich der 

 Quarz in einera Gestein oberhalb 575 

 ausgeschieden, so mnB er die Umwandlung 

 durchgemacht haben. Es gelang nun Spuren 

 einer solchen Umwandlung auch im ab- 

 gekiihlten Mineral nachzuweisen. Die bei der 

 Umwandlung aufgetretene Volumanderung 

 hat Spannungen und Spriinge erzeugt, 

 welche sich beim Aetzen mit FliiBsaure 

 deuthcher zeigen; auch gibt die Art der 

 Zwillingsbildung Anzeichen dafiir, ob ein 

 Quarzkristall ursprunglich in /?- oder a-Form 

 gebildet ist. Diese zum groBenTeil von Miigge 

 angegebenen Merkmale wiirden nun von 

 Wright und Larsen (Quarz as a Geologic 

 Thermometer, Amer. Journ. of Science 

 1909, 27, 421 bis 447) auf 44 verschiedene 

 Qiiarzvorkommnisse angewandt. Es zeigte 

 sich, daB die Quarze in Graniten und Quarz- 

 porphyren oberhalb 575 gebildet sind, 

 diejenigen aus Drusen und grbBeren Qtiarz- 

 massen unterhalb dieser Temperatur. Das 

 Hauptinteresse liegt beim Uebergangsglied, 

 den pegmatitischen Bildungen. Hier fanden 



die genannten Forscher, daB der Quarz aus 

 Schriftgranit (eine Verwachsung von Feld- 

 spat und Quarz, die in Pegmatiten haufig ist) 

 und Granitpegmatit als /5-Quarz, dagc-rru 

 derjenige aus den zuletzt verfestigten Pegma- 

 titadern unterhalb 575 entstanden ist. 

 Mit diesen Quarzen sind w r ieder andere 

 Minerale in nachweisbaren AltersbeziehungeD 

 verwachsen. Man kommt somit zum allgr- 

 meinen SchluB, daB fiir die Temperatur der 

 Pegmatitbildung rund 575 angenommeii 

 werden muB. 



Eine ahnliche Verwendung als geologisches 

 Thermometer konnen auch andere Umwand- 

 lungsvorgange finden, obgleich die bei den 

 Mineralen sehr haufige Bildung von Misch- 

 kristallen (sogenannte feste Lb'sungen) hier 

 eine wesentliche Beschraiikung bedingt. Auch 

 darf die Aendenmg der TJniwandlungstempe- 

 ratur mit dem Druck nicht vernachlassigt 



| werden. Hier gilt eine ahnliche Formel 

 wie die oben fiir den Schmelzpunkt ange- 

 gebene. 



SchlieBlich sei die Bestiminungsmethode 

 der Schmelz- und Umwandlungspunkte 

 kurz erwahnt. Im Prinzip konnte man jede 

 physikalische Eigenschaft in ihrer Ab- 

 hangigkeit von der Temperatur benutzen, 

 w y eil beim Schmelzen oder Umwandeln 



| eine Unstetigkeit im ganzen physikalischen 

 Verhalten auftritt. In der Praxis hat sich 

 aber fiir hohe Temperaturen (auBer der un- 

 mittelbaren optischen Beobachtiing) fast nur 

 die thermische Methode, d. h. die Wahr- 

 nehmung der Aenderimg des Energieinhalts 

 als verwendbar erwiesen. Beim Schmelzen 

 wird Wiirme gebunden und trotz der Warme- 

 zufuhr vom Ofen bleibt daher die Temperatur 

 wahrend des Schmelzprozesses konstant. 

 Liest man die Temperatur der Versuchs- 

 substanz in regelmaBigen Zeitintervallen ab, 

 so findet sich beim Schmelzen eine Halte 



; in der Kurve, welche die Zeit-Temperatur- 

 beziehung wiedergibt. In entsprechender 

 Weise kann man auch Umwandlungen nach- 



i weisen oder Abkiihlungs- statt Erhitzungs- 



: kurven verwenden. 



6. Einiges iiber Zweistoffsysteme. Durch 



j die Arbeiten von Bakhuis Roozeboom 

 sind die Verhaltnisse bei der Kristallisation 

 und den eventuellen Umwandlungen in 



\ Zweistoffsystemen theoretisch und in Bei- 

 spielen bekannt geworden. Auch minero- 



I genetische Untersuchungen mit binaren Sy- 

 stemen bei holier Temperatur wiirden schon 

 vielfach ausgef iihrt ; trotzdem ist die Zahl 

 der genau durchgearbeiteten Falle eine noch 

 recht geringe. Sie stammen fast alle aus dem 

 unter A. L. Days Leitung stehenden Geo- 

 physikalischen Institut in Washington. 



"Die Bedeutung des Eutektikums. 

 Fur die theoretische Erorterung der Schmelz- 

 diagramme muB auf dieArtikel ,,C h e in i s c h e s 



