Mineral- und Gesteinsbildung 



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Van Hise hat fiir eine groBe Zahl von 

 Mineralumwandlungen die Qualitat der 

 Warmetonung mitgeteilt; zur vollkommenen 

 Aufklarung solcher Vorgange bediirfte es 

 aber auch noch der Kenntnis ihrer Quanti- 

 taten. 



Sind bei einer gegebenen Stoffkombination 

 mehrere Mineralien oder Mineralkombina- 

 tionen denkbar, so vollzieht sich bei den 

 hochsten Temperaturen jene mit der groBten 

 Warmetonung und bei niedrigerer Tem- 

 peratur ein Vorgang mit geringerem Warme- 

 verbrauch, wahrend bei noch niedrigeren 

 Warmegraden ein ganz kleiner Warme- 

 verbrauch, ja sogar + Warmetonung sich 

 einstellen kann. Dem entsprechend bildet 

 sich z. B. aus MgO und Si0 2 nach Beobach- 

 tungen in der Natur unter hochsten Tempe- 

 raturen Olivin, bei mittleren Griinerit und 

 in den tieferen Talk oder Serpentin, wobei 

 naturgemaB die Grenzen dieser Vorgange 

 noch durch Konzentration und Dnick ver- 

 schiebbar sind. 



Van't Hoff hat die allgemeine mathe- 

 matische Formulierung der Gleichgewichtsver- 

 schiebung unter dem EinfluB der Temperatur- 

 anderung in folgender Fassung zum Ausdruck 

 gebracht : 



Q / 1 1 



In K, In K 2 = -R m m~ 



rt \ij i{_ 



Kj und K., sind die Gleichgewichtskonstanten 

 (resp. Konzentrationen) der beiden sich um- 

 wandelnden Mineralsysteme, R die Gaskonstaute 

 (rund 2 kal.), Q die Warmetonung des Um- 

 wandlungsvorganges, Tj u. T 2 die Ausgangs- 

 und Endtemperatur in Graden der absoluten 

 Skala. Aus dieser Formel ist ersichtlich, daB 

 wir auch den Gleichgewichtszustand eines bei 

 bekannter Temperaturverschiebung sich ura- 

 wandelnden Minerals oder Gesteins genau zu 

 fixieren vermochten, wenn uns Q (die Warme- 

 tonung) zahlenmaBig bekarmt ware, woriiber 

 leider noch alle Daten fehlen. Auch ist der Wert 

 Q selber wieder eine Funktion der Temperatur 

 und wechselt mit ihr; daher wird man sich noch 

 auf lange hinaus fiir die Mineralbildimg mit der 

 qualitativen Benutzung des Gesetzes von v a n ' t 

 Hoff begniiffen miissen. 



Andere Beziehungen, durch welche Tem- 

 peraturerhb'hungen die Gesteinsmetamor-- 

 phose begiinstigen, sind folgende: 



Verringerung der Viskositat des Lbsungs- 

 mittels, also Hebung seiner Beweglichkeit 

 und seiner Fahigkeit, in die feinsten 

 Zwischenraume einzudringen; Erhohung der 

 Loslichkeit der meisten Mineralien, Weil ihre 

 Auflosung unter Warmeverbrauch vor sich 

 geht; Begimstigung der Diffusion der ge- 

 losten Stoffe und daher auch des Stoff- 

 austausches durch Temperaturwechsel; Be- 

 schleunigung der Umsetzungsvorgange, da 

 nach der kinetischen Theorie die Bewegungs- 

 energie der Molekiile proportional der abso- 

 luten Temperatur wachst, aller Erfahmng 

 nach aber die Reaktionsgeschwindigkeit mit 



der Temperatur noch viel rascher zimimmt, 

 als es die Theorie erfordert (10 bis 12% per 

 Grad); erhohte Temperaturen fordern ferner 

 die Umkristallisation und dam it auch die 

 VergroBerung des Mineralkornes durch so- 

 genannteSammelkristallisation(Rinne). 

 Dabei treten kleine Mineralkorner zu groBeren 

 zusammen, besonders dadurch, daB ein VOT- 

 handenesgroBeres Korn diekleinerenanliegen- 

 den Korner aufzehrt, ein Vorgang, der aus 

 der Praxis des chemischen Laboratoriums 

 (Kochen der feinen Niederschliige vor dem 

 Filtrieren) jedem bekannt ist. Solche An- 

 lagemngen kommen aber auch ohne vorher- 

 gehende Losung, also im trockenen Zustande, 

 vor, denn es gelang F. Rhine, dichtem 

 Kalkstein durch Erhitzen ein groberes Korn 

 zu geben, welcher Vorgang als Thermo- 

 metamorphose bezeichnet wird. 



Warmequellen. Die Herkunft der fiir 

 die Mineral- und Gesteinsmetamorphose in 

 Betracht kommen den Warme ist eine ver- 

 schiedene; am bedeutsamsten ist wohl die 

 innere Erdwarme, welche erdeinwarts be- 

 kanntlich fiir 100 m um 2 bis 4 zunimmt, 

 so daB in einer Tiefe von 10 km bereits 

 eine Warme von ungefahr 300 besteht. 

 Gesteine konnen durch Senkungen, Ueber- 

 schiebungen oder Ueberdeckungen in 

 groBere Tiefen und damit in hcihere Tempe- 

 raturen versetzt werden, wahrend umgekenrt 

 Hebungen oder Abtragungen sie in kiihlere 

 Zonen bringen, was AnstoB zu Gleichgewichts- 

 stoningen geben kann. Als weitere Warme- 

 quellen gelten vulkanische Intrusionen, die 

 Reibungswarme bei Dislokationen, und die 

 die Metamorphose begleitenden chemischen 

 Prozesse selbst. Neuerdings ist auch mehr- 

 fach auf radioaktive Vorgange als Warme- 

 quelle hingewiesen worden. 



2c) Druck. Gesetz von Le Chate- 

 lier. Volumgesetz. Druckgleichung 

 fiir den Umwandlungspunkt. Vo- 

 lumenanderungen. Die Wirkung des 

 Dnickes auf die Mineralbildimg in der Ge- 

 steinsmetamorphose wird durch das Gesetz 

 von Le Chatelier beherrscht, welches 

 lautet: ,,Komprimiert man ein chemisches 

 System bei konstant gehaltener Temperatur, 

 so findet eine Verschiebung des Gleich- 

 gewichtes nach jener Seite hin statt, nach 

 welcher die Reaktion mit einer Vermindenmg 

 des Volumens verkniipft ist." Danach 

 begunstigt also Dnick jene Vorgange, bei 

 welchen Mineralien mit dem geringsten 

 Molekularvolumen (oder dem groBten spezif. 

 Gewicht) entstehen. Diese Beziehung ist 

 unabhangig von der Formuliening durch 

 Le Chatelier unter dem Namen des 

 Volumgesetzes aus der Erfahmng abge- 

 leitet und zuerst von R. Lepsius ausge- 

 sprochen worden. Man hatte bemerkt, 

 daB von den heteromorphen Fonnen einer 



