Feldspäte: Mischkristalle und Entmischungen

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Das Feldspäte und Quarz sich in ihrem Verwitterungsverhalten unterscheiden, das hat uns das Rasterelektronenmikroskop im letzten Beitrag deutlich gezeigt. Aber dort hatte ich auch gesagt, dass der Begriff “Feldspat” eigentlich weniger ein einzelnes Mineral beschreibt, als deren drei bzw. die Mischung aus diesen drei Mineralen. Und dass die sich ebenfalls durch ein recht unterschiedliches Verhalten gegenüber der Verwitterung auszeichnen.
Das Ganze beginnt eigentlich damit, dass oberhalb von rund 900° C zwischen den Endgliedern Orthoklas und Albit keine Mischungslücke existiert. Das bedeutet, dass ein Feldspat mit der Zusammensetzung AO (vorausgesetzt, das Magma gibt das von seinem Inhalt her) sich bei diesen Temperaturen kristallisieren nicht zwischen diesen beiden Extremen entscheiden muss.

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Mischbarkeit im ternären Feldspatsystem bei 900°C (blau) und 600°C (rot) sowie Änderung der Nomenklatur, nachgezeichnet nach Deer, Howie & Zussman 1963.

Wenn in unserem hypothetischen Magma aber die Temperatur fällt, und das tut sie ja in der Natur gewöhnlich, dann kommt irgendwann für unseren Alkalifeldspat der Moment der Wahrheit. Fällt die Temperatur schnell, so bleibt den beteiligten Komponenten keine Zeit mehr, sich voneinander zu trennen. Erkaltet unser Magma aber schön langsam (sprich: die Natrium und die Kaliumatome im Kristallgitter können sich ausreichend schnell neu ordnen), so werden die Anteile an Orthoklas und Albit ab einer bestimmten Temperatur gegeneinander etwas unleidlich. Wie bei Menschen, die in dunkler Nacht eng aneinander rücken, um dann bei Beginn der Dämmerung wieder auf Abstand zu gehen. Wenn man erkennt, mit wem man es da nun wieder zu tun bekommen hat. Eine Mischungslücke tritt auf, der Orthoklas und der Albit beginnen sich, voneinander zu trennen. Innerhalb des ehemaligen Mischkristalls AK entstehen zwei getrennte Kristalle, einer mit der Zusammensetzung A, und ein weiterer mit der Zusammensetzung K, der ursprüngliche Mischkristall hat sich entmischt. Die Entmischungsstrukturen sind ziemlich charakteristisch und auch recht häufig in der Natur zu beobachten. Unterschieden wird dabei zwischen Perthit (mit vorwiegend Kalifeldspat oder Orthoklas) und Antiperthit (mit Albit-Übermacht).

Perthitic feldspar Dan Patch SD

Perthitischer Feldspat vom Dan Patch Pegmatit, Süd Dakota. Von Jstuby, wikipedia  [Public domain], vom Wikimedia Commons.

Aber nicht nur beim Erkalten des Magmas hat die Mischungslücke Folgen, sondern auch auf der Anderen Seite des Mineral-Lebens, der Verwitterung. Denn Kalifeldspäte sind gegenüber der Verwitterung etwas resistenter als Albite. das hat dann oftmals recht bizarre Strukturen zur Folge, denn die Albit-Lamellen verwittern während die Orthoklas-reicheren Anteile noch stehen bleiben. Im Endeffekt können ziemlich fragile Gebilde entstehen. Und das natürlich nicht nur im makroskopischen Bereich, sondern auch im mikroskopischen.

Abgesehen von dem ästhetischen Reiz, den die betreffenden Kristalle auf den Betrachter und auf Sammler ausüben mögen, verraten sie auch noch etwas über die geologische Geschichte des betreffenden Gesteinspaketes. Denn wenn man unter dem Elektronenmikroskop derartig angewitterte Feldspäte findet, dann kann man wohl mit einiger Sicherheit sagen, dass dieser Feldspat, und mit ihm eben auch das betreffende Sediment, seit der Verwitterung wohl kaum nennenswerten Bewegungen unterworfen worden ist. Denn ein so fragiler Kristall dürfte keinen wie auch immer gearteten Transport überstehen (OK, es gibt Ausnahmen. Im Inneren eines Gletschers beispielsweise).

Einige Feldspäte, wie sie sich unter dem Elektronenmikroskop präsentieren (Eigene Fotos, CC-Lizenz):

Feldpat

ein noch ziemlich frischer Kalifeldspat. Nur einige Ecken und Kannten haben durch mechanische Beanspruchung etwas gelitten.

Feldspat

Hier sind schon einige Lamellen mit albitischerer Zusammensetzung herausgewittert. Eine Netz bzw. schwammartige Struktur entsteht.

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Dieser hier ist noch weiter fortgeschritten. Das zeigt ein  Blick mit einer höheren Vergrößerung:

Feldpat

Feldspat 2

Hier hat die Verwitterung ein ziemlich empfindliches Gebilde entstehen lassen. Man kann sich unschwer vorstellen, was hier bei einem Transport passieren könnte. Dieser Feldspat dürfte einer mechanischen Beanspruchung wohl kaum noch stand halten, das zeigt auch die höhere Vergrößerung deutlich.

Feldspat 3

Gunnar Ries studierte in Hamburg Mineralogie und promovierte dort am Geologisch-Paläontologischen Institut und Museum über das Verwitterungsverhalten ostafrikanischer Karbonatite. Er arbeitet bei der CRB Analyse Service GmbH in Hardegsen. Hier geäußerte Meinungen sind meine eigenen

2 Kommentare

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