Einführung in die Petrographie/Petrologie - "Akzessorische Minerale ...

Einführung in die Petrographie/Petrologie 

Petrologie 

G. Kloess 

Kapitel E 

Akzessorische Minerale 

Einführung in die Petrographie 

Die Mineral- und Gesteinsfotos sind, 

wenn nicht anders gekennzeichnet, 

Aufnahmen von Stücken aus der 

Sammlung der Universität t Leipzig 

(Kustos H.-J. 

Höbler).

Akzessorische Minerale 

Als Akzessorium bezeichnet man einen mineralischen „Übergemengteil“ 

in Gesteinen, der in der Regel weniger als 1% des Gesteines ausmacht, 

oft aber gesteinstyp-nomenklatorische Bedeutung hat. 

Wichtige akzessorische Minerale in Magmatiten sind: 

9 Magnetit 

10 Apatit 

11 Zirkon 

12 Monazit 

13 Xenotim 

14 Chromit 

15 Ilmenit 

16 Titanit 

Einführung in die Petrographie

10. Apatit 

Häufigster Vertreter der Mineralklasse der Phosphate. 

Chemismus: Ca 5 [(F,OH,Cl)|(PO 4 ) 3 ] 

Minerale: 

Apatit ist eine Mineralfamilie mit mehr als 20 Vertretern. 

Als Apatit im engeren Sinne gelten: 

- Fluorapatit 

- Hydroxylapatit 

- Chlorapatit. 

Die beiden Minerale 

- Carbonat-fluorapatit und 

- Carbonat-hydroxylapatit 

spielen im Organismus von 

Säugetieren eine wichtige Rolle. 

Kristallographie: 

hexagonal-dipyramidal (6/m) 


10. Apatit 

Eigenschaften: Mohs-Härte 5 

# unvollkommen 

d ≈ 3,2 

Brechzahl ≈ 1,63 

meist blass, grau bis grün, braun und blau, 

biogen oft schwarz (je nach C-Gehalt, „Kaprolith“) 

Strich: weiß 


Vorkommen: 

Verwendung: 

10. Apatit 

„Durchläufermineral“ (magm. sedim. metamorph) 

- bereits Kristallisation im magmatischen Frühstadium 

- große Kristalle in Pegmatiten 

- mikrokristalline Massen in biogenen Sedimenten 

(u.a. Guano) 

„Phosphorite“ sind Rohstoffe für Düngemittel 

Carbonathydroxylapatit 


11. Zirkon 

Bekanntestes metamiktes Mineral. 

Chemismus: 

Zr[SiO 4 ], 

- da isotyp zu Xenotim und Hafnon vielfältige 

Diadochiebeziehungen 

- wichtigste Begleitelemente Hf, Y, Ce + andere REE, 

Nb, Ta, Ca 

- U- und Th-Gehalt führt durch permanenten α-Beschuss 

zur allmählichen Zerstörung des Kristallgitters 

(Isotropisierung, Metamiktisierung) 


- ditetragonal-dipyramidal (4/mmm) 

- Tracht und Habitus als „genetischer Fingerabdruck“ 


11. Zirkon 

Eigenschaften: - Mohs-Härte 7 

- # unvollkommen 

-d ≈ 4,6 ! ( Schwermineral, Seifenmineral) 

- Brechzahl ≈ 2,0 

- farblos, auch gelb, orange, rot, braun, grün 

- Zirkon verursacht pleochroitische Höfe in Wirtsmineralen 

- Glas- bis Diamantglanz 


11. Zirkon 

Vorkommen: - in Magmatiten (insbesondere in Granit) 

- große Kristalle in Pegmatiten 

- Anreicherung in Seifen, da chemisch und mechanisch stabil 

Verwendung: - wichtigstes Zr- und Hf-Erz (ZrO 2 für Feuerfestindustrie, ...) 

- Schmuckstein (z.B. aus dem namensgebenden Sri Lanka) 

- Altersdatierung und Werdegang von Gesteinen 


12. Monazit 

Chemismus: Ce[PO 4 ] 

- Gehalt an REE-Oxiden bis 70% 

(v.a. La, Nd, Eu, auch Pr, Sm, Gd) 

- Th- und U-Gehalte 


- monoklin-prismatisch (2/m) 

- meist dicktafeliger Habitus 

Schnitt ⊥ (010) 

|| 2-zähliger Drehachse 


Schnitt || (100) 

⊥ Spiegelebene 

Drehachse

12. Monazit 


- vollkommen # nach (001) 

-d ≈ 4,8...5,5 ( Schwermineral, Seifenmineral) 

- Brechzahl ≈ 1,79...1,84 

- farblos, verschiedene Farben, oft gelb-braun 

- leicht radioaktiv 

- Glas- bis Harzglanz 


Vorkommen: 

Verwendung: 

12. Monazit 

- in Magmatiten (insbesondere in Graniten und Syeniten) 

- große Kristalle in Pegmatiten (bis zu 30 kg) 

- Anreicherung in Seifen, da chemisch und mechanisch stabil 

- wichtiges Mineral für die Th- und REE-Gewinnung 

(Weltförderung 12 000 t, 1973) 

- Spezialgläser 

- Feuersteine 


13. Xenotim 

Chemismus: Y[PO 4 ] 

- signifikante REE-, Th-, U-, Zr- und 

Sn-Gehalte 


- ditetragonal-dipyramidal (4/mmm) 

- prismatische Kristalle 


13. Xenotim 

Eigenschaften: - Mohs-Härte 4-5 

- vollkommen # nach (100) 


- Brechzahl ≈ 1,72...1,82 

- oft gelb-braun, auch grau, grünlich 

- manchmal schwach radioaktiv 

und metamikt 

- Glas- bis Fettglanz 


Vorkommen: 

13. Xenotim 

- in sauren Magmatiten, auch in Gneisen 

- Anreicherung in Pegmatiten und Fluss- und Strandseifen 

Verwendung: 

- wichtiges Mineral für die Y- und REE-Gewinnung 


14. Chromit 

Chemismus: Fe 2+ Cr 2 O 4 

- signifikante REE-, Th-, U-, Zr- und 

Sn-Gehalte 


- kubisch-hexakisoktaedrisch (m3m) 

- Spinell-Struktur 

- meist derb-kompakte Massen, 

selten oktaedrischer Habitus 


14. Chromit 


- keine # 


- opak, schwarz 

- schwacher Magnetismus 

- Metall- bis Fettglanz 

- brauner Strich 


Vorkommen: 

Verwendung: 

14. Chromit 

- in ultrabasischen Tiefengesteinen (Peridotite, Dunite) 

- in Seifen und in Serpentinen 

- einziges wichtiges Chromerz 

- Stahlveredlung 

- Chromsalze zum Färben und Beizen 

- Feuerfeststein 


15. Ilmenit 

Chemismus: FeTiO 3 

- meist erhebliche Fe 2 O 3 -Gehalte, 

da mit Hämatit bei hohen Temperaturen 

mischbar 


- trigonal-rhomboedrisch (-3) 

- meist derb-kompakt, eingesprengte 

Aggregate 

- typischer rhomboedrisch-plattiger Habitus 

- ähnlich ist Hämatit 


15. Ilmenit 


- keine #, aber Absonderung durch Zwillingslamellen 


- opak, braunschwarz 

- nicht bis schwacher magnetisch 

- Metallglanz 

- braunschwarzer Strich 


Vorkommen: 

Verwendung: 

15. Ilmenit 

- in basischen Magmatiten (Gabbro, Basalt) 

- in Pegmatiten und Metamorphiten 

- in Sanden und Seifen 

- wichtiges Titaniumerz 

- Stahlveredlung 

- Titandioxid für Farben 


16. Titanit 

Chemismus: CaTi[O|SiO 4 ] 

- mitunter V-, REE-, Y-, Zr-, Nb-haltig 



- häufig Prismen 

- Inselsilikat (Nesosilikat) 


16. Titanit 


- unvollkommene # 

-d ≈ 3,29..3,56 

- Brechzahl ≈ 1,89...2,05 

- farblos, verschiedene Farben bis schwarz 

- fast Diamantglanz 

- weißer Strich 


Vorkommen: 

Verwendung: 

16. Titanit 

- weitgespannt, spätmagmatisch bis hydrothermal 

- in Sanden und Seifen 

- gelegentlich Titaniumerz 

- Schmuckstein 


Kapitel F 

Pegmatite, Aplite und pegmatitisch- 

pneumatolytische Minerale 


Pegmatite 

Pegmatite sind Restdifferentiate saurer und alkalireicher Magmen. 

In Pegmatiten entstehen meist an den Rändern der Magmatite 

massige oder gang- und lagerartige grobkörnige Mineralaggregate. 

Hauptgemengteile sind Quarz und Alkalifeldspäte (Orthoklas, Mikroklin). 

In den Restschmelzen sind angereichert: 

- Elemente mit extremen Ionengrößen (Li, Be, B Sn, W, U) 

- chalkophile Elemente (Pb, Cu, Zn, Bi, Co, Ni) 

- flüchtige Komponenten (F, Fluoride [SiF 4 u. SnF 4 ], H 2 O; CO 2 , H 2 S) 


Pneumatolyte 

Pneumatolyte sind metasomatische Umwandlungsparagenesen 

des Nebengesteins mit charakteristischen Mineralneubildungen: 

- Greisen: autometasomatische Überprägung von Graniten mit 

Topasierung, Turmalinisierung und Kassiteritimprägnationen 

- Skarne: kontaktmetasomatisch umgesetzte Karbonatgesteine 

(Metamorphite) 

Im pneumatolytischen Bereich: 

- erfolgt der Elementtransport über die Gasphase 

- befindet sich das Wasser anfangs im überkritischen Zustand 

- ist hoher Anteil an F-, B-, Cl-Verbindungen vorhanden 

- greifen aggressive Fluide bereits ausgeschiedene Minerale an 

- finden Verdrängungsreaktionen (Metasomatose) statt. 


17. Turmalin 

Turmalin ist der Name einer Mineralgruppe, 

die zu den Ringsilikaten gehört. 

Allg. Formel: X [9] Y 3 

[6] 

Z 6 

[6] 

[(OH,F)|(OH,O) 3 |(BO 3 ) 3 |Si 6 O 18 ] 

[Si 6 O 18 ] 12- 

mit 

X = Na, Ca, , selten K; 

mit XO 6 O 3 -Koordination 

Y = Mg, Al, Fe 2+ , Fe 3+ , Mn 2+ , Li, Zn, Cu; 

mit YO 4 (OH) 2 -Koordination 

Z = Al, Fe 3+ , Mg, Mn 3+ , Cr 3+ , V 3+ ; 

mit ZO 5 (OH)-Koordination 


Minerale: 


Turmalin ist eine Mineralgruppe mit mehr als 10 Vertretern. 

Die wichtigsten Minerale sind: 

-Schörl (Na,Ca)(Fe 2+ ,Fe 3+ ) 3 Al 6 [(OH,F)|(OH,O) 3 |(BO 3 ) 3 |Si 6 O 18 ] 

-Dravit (Na,Ca)Mg 3 Al 6 [(OH,F)|(OH,O) 3 |(BO 3 ) 3 |Si 6 O 18 ] 

- Elbait (Na,Ca)(Al,Li) 3 Al 6 [(F,OH|(OH) 3 |(BO 3 ) 3 |Si 6 O 18 ] 

-Uvit Ca(Mg,Fe 2+ ) 3 (Al 5 Mg)[(OH,F)|(OH) 3 |(BO 3 ) 3 |Si 6 O 18 ] 

Schwarzer Schörl ist 

der mit Abstand 

häufigste Turmalin. 




ditrigonal-pyramidal (3m) 

polare Si 6 O 18 -Ringe Turmalin ist pyroelektrisch ! 

Basisflächen 

Kopfflächen 

Korrelation Si 6 O 18 -Ring und Tracht 


Eigenschaften: 


Mohs-Härte ≥7 

keine # 

d ≈ 2,9 ... 3,3 

Brechzahl ≈ 1,658 ... 1,689 (Schörl) 

Strich: weiß 

Glasglanz 

Zonierter 

Turmalin: 

Sammlung 

TU Clausthal-Z. 


Farbe: - häufig zoniert 

Farbvarietäten: - schwarz: 

Schörl, Uvit 

- rot-rosa: Rubellit 

- blau-grün: Indigolith 

- farblos: Achroit 

- dunkelgrün: Verdelith 

u.a.m. 


Elbait 

Rubellit 


Vorkommen: 

Verwendung: 


- Hauptmenge im pegmatitisch-pneumatolytischen Stadium 

- bereits Kristallisation in spätmagmatischen Graniten 

- in Seifen und Schwermineralsanden 

- in kristallinen Schiefern 

- bisweilen Borerz 

- begehrter Edelstein 

(Madagaskar, Minas Gerais, Sri Lanka, Elba) 

- Nutzung der pyroelektrischen Eigenschaften 

(Temperaturmessung) 

Charakterisch für Turmalin ist 

eine starke Längsstreifung. 


18. Beryll 

Beryll gehört zu den Ringsilikaten. 

Chemismus: Al 2 Be 3 [Si 6 O 18 ] 

[Si 6 O 18 ] 12- Einführung in die Petrographie


18. Beryll 

- dihexagonal-dipyramidal (6/mmm) 

- keine polaren Si 6 O 18 -Ringe 

(im Unterschied zum Turmalin !) 

Korrelation 

Si 6 O 18 -Ring 

und Tracht 


18. Beryll 

Eigenschaften: Mohs-Härte 7-8 

unvollkommene # 

d ≈ 2,6 ... 2,9 

Brechzahl ≈ 1,564 ... 1,595 

Strich: weiß 

Glasglanz 

Habitus: meist langprismatisch 

Varietät Heliodor 


18. Beryll 

Neben dem „gemeinen Beryll“ untetrscheidet 

man folgende Edelstein-Farbvarietäten: 

- Smaragd: tiefgrün (Kolumbien, Ural, Minas Gerais, Zimbabwe, Ägypten) 

- Aquamarin: himmelblau (Minas Gerais, Madagaskar, Ural) 

- Morganit: zartrosa bis violett (Minas Gerais, Madagaskar, Kalifornien) 

- Heliodor: goldgelb bis grüngelb (Minas Gerais, Sri Lanka, Ukraine) 

- Goshenit: farblos 

a 

c 

b 

a) Brilliantschliff b) Cylonschliff, c) Treppenschliff, 

d) Smaragdschliff, e) Scherenschliff 


d 

e

Vorkommen: 

Verwendung: 

18. Beryll 

- Hauptmenge in Pegmatitgängen 

- in pneumatolytisch überprägten Graniten 

- in Seifen und Schwermineralsanden (meist abgerundet) 

- in der Umgebung pegmatitisch-metasomatischer Bildungen 

- wichtiges Be-Erz 

(Be - als Neutronenreflektor in Kernreaktoren, 

- als Röntgenaustrittsfenster) 



19. Topas 

Topas gehört zu den Inselsilikaten. 

Formel: Al 2 

[6] 

[(F,OH) 2 |SiO 4 ] 


- rhombisch-dipyramidal (mmm) 

-AlO 4 F 2 -Oktaeder als Baueinheit 



19. Topas 

Mohs-Härte 8 

# nach (001) 

d ≈ 3,5 ... 3,6 

Brechzahl ≈ 1,607 ... 1,644 

Strich: weiß 

Glasglanz 

Farbe: farblos, gelb, u.v.a. 

Habitus: sehr flächenreich 

Topas vom Schneckenstein / Vogtland 


Bildung: 

Vorkommen: 

Verwendung: 

19. Topas 

- Hauptmenge spät- und postmagmatisch in Pegmatiten 

durch Fluorzufuhr 

- in pneumatolytisch-metasomatischen Bildungen 

- in klastischen Sedimenten 

- Minas Gerais, Sri Lanka, Pakistan, Madagaskar, Mexiko 

- Schneckenstein bei Auerbach 

- als stengliger „Pyknit“ in Altenberg / Osterzgebirge 

- lagerstättenkundlicher Indikator pneumatolytischer Prozesse 



20. Kassiterit 

Kassiterit =: Zinnstein 

Formel: SnO 2 


- ditetragonal-dipyramidal 

(4/mmm) 

-SnO 6 -Oktaeder als Baueinheit 




Mohs-Härte 7 

unvollkommene # 

d ≈ 6,8 ... 7,1 


Strich: gelblich-weiß 

Diamantglanz 

Farbe: gelb-braunschwarz 

hoher Schmelzpunkt 


Bildung: 

Vorkommen: 

Verwendung: 


- pegmatitisch-pneumatolytisch 

- hydrothermal 

- Anreicherung als sekundäre Lagerstätten in fluviatilen 

Seifenarealen (Hälfte der Weltproduktion) 

- Malaysia, Indonesien (Bangka und Biliton) 

- sächsisch-böhmisches Erzgebirge (Altenberg / Zinnwald) 

- wichtigstes Zinnerz 

(Sn für Bronze, Weißblech) 


typischer Zwilling 

nach (101) 


„Visiergraupen“ 

oder 

„Altenberger-Typ“ 


21. Zinnwaldit 

Zinnwaldit gehört wie Biotit zu den trioktaedrischen Schichtsilikaten. 

Formel: K(Fe 2+ ,Al, Li,) 3 [(OH,F) 2 |(Si,Al) 4 O 10 ] 


- monoklin-domatisch (m): Zinnwaldit-2M 1 bzw. 

- monoklin-spenoidisch (2): Zinnwaldit-1M 

- pseudohexagonaler Habitus 

(001) 




Mohs-Härte 2-3 

# nach (001) 

d ≈ 2,9 ... 3,2 


Strich: weiß 

Glasglanz 

Farbe: grau, braun 

Habitus: fein- bis grobblättrige, psudohexagonale xx in schuppigen Aggregaten 



Bildung: 

Vorkommen: 

Verwendung: 

- pegmatitisch-pneumatolytisch (hauptsächlich in Greisen) 

- Cornwall (UK) 

- Zinnwald / Osterzgebirge 

- wichtige Quelle für Li-Salze 

(Li für Flint- und Opalgläser, Pyrotechnik, Medizin, 

Luftreiniger als LiCl, He-Reinigung, Speziallegierungen, ...) 


22. Wolframit 

Formel: - (Fe,Mn)WO 4 

- Mischkristall aus Ferberit FeWO 4 

und Hübnerit MnWO 4 

- in der Natur sind Endglieder selten 



- β = 90,2° 

pseudorhombisch 


22. Wolframit 


Mohs-Härte 4-5 

# nach (010) 

d ≈ 6,7 ... 7,5 

Brechzahl > 2,22 

Strich: dunkelbraun 

Metall- bis Diamantglanz 

Farbe: bräunlich-schwarz 

Alle Eigenschaften variieren 

rel. stark in Abhängigkeit vom 

Fe-Gehalt. 


Bildung: 

Vorkommen: 

Verwendung: 

22. Wolframit 

- in breitem Temperaturbereich, an saure Magmen gebunden 


- pneumatolytisch-hydrothermal bis tiefthermal 

- Sekundärvorkommen in lagerstättennahen Seifen 

- Bolivien, Südchina, Birma, Malaysia, Queensland, Kanada, 

Colorado, Kalifornien, Cornwall 

- Altenberg, Ehrenfriedersdorf im Erzgebirge 

- Tirpersdorf und Pechtelsgrün im Vogtland 

- wichtigstes W-Erz 

- W als Hartmetalllegierungskomponente 

- W für Glühfäden, Kathoden, Elektroden (T S,W ≈ 3400 °C) 

- WC („Widia“) für Bohrkronen und Schneidwerkzeuge 


23. Molybdänit 

Formel: MoS 2 (bis 0,3% Re !) 

Molybdänit = Molybdänglanz 


dihexagonal-dipyramidal (6/mmm) 




Mohs-Härte ≥1 # nach (001) 

d ≈ 4,7 ... 4,8 

Metallglanz 

Farbe: bleigrau, opak 

Habitus: meist blättrig-schuppig 

Strich: dunkelgrau, bei 2. Verreiben grünlich 

0,625; 0,875 

0,125; 0,375 

¼ 

¾ 

Projektion 


Bildung: 

Vorkommen: 

Verwendung: 


- kontaktpneumatolytisch in Skarnen 

- hochhydrothermal 

- Colorado (1980 ca. 80% der Weltproduktion) 

- New Jersey, Norwegen, Marokko, Kaukasus, ... 

- Ehrenfriedersdorf und Altenberg im Erzgebirge 

- im Granit von Niederbobritzsch 

- wichtigstes Mo-Erz 

- HT-Trockenschmiermittel

Einführung in die Petrographie/Petrologie - "Akzessorische Minerale ...

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