als PDF - Nordrhein-Westfälische Akademie der

Rheinisch-Westfälische Akademie der Wissenschaften
VORTRÄGE
N 341
WERNER MÜLLER-WARMUTH
Einlagerungsverbindungen:
Struktur und Dynamik
von Gastmolekülen
FRIEDRICH SEIFERT
Struktur und Eigenschaften
magmatischer Schmelzen
Westdeutscher Verlag
319. Sitzung am 5. Dezember 1984 in Düsseldorf
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Müller-Warmuth, Werner:
Einlagerungsverbindungen: Struktur und Dynamik von Gastmolekülen / Werner
Müller-Warmuth. Struktur und Eigenschaften magmatischer Schmelzen/ Friedrich
Seifert. - Opladen: Westdeutscher Verlag, 1985.
(Vorträge I Rheinisch-Westfälische Akademie der Wissenschaften: Natur-,
Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften; N 341)
ISBN 3-531-08341-4
NE: Seifert, Friedrich: Struktur und Eigenschaften magmatischer Schmelzen;
Rheinisch-Westfälische Akademie der Wissenschaften (Düsseldorf): Vorträge I
Natur-, Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften
© 1985 by Westdeutscher Verlag GmbH Opladen
Herstellung: Westdeutscher Verlag
Satz, Druck und buchbinderische Verarbeitung: Boss-Druck, Kleve
Printed in Germany
ISSN 0066-5754
ISBN 3-531-08341-4
Inhalt
Werner Müller-Warmuth, Münster
Einlagerungsverbindungen:
Struktur und Dynamik von Gastmolekülen
1. Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Magnetische Resonanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Schichtchalcogenide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1 Alkalihydrateinlagerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Ammoniak und Amine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Difluormethan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Wasserstoff-Einlagerungsverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1 Wasserstoff-Molybdänbronzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Andere Wasserstoffbronzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Metalleinlagerung in Wirtsgitter mit Raumnetzstrukturen . . . . . . . . . . . .
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Diskussionsbeiträge
Professor Dr. rer. nat., Dr. h. c. mult. Günther Wilke; Professor Dr.
phil. nat. Werner Müller-Warmuth; Professor Dr. rer. nat. Rolf Appel;
Professor Dr. rer. nat. Tasso Springer; Professor Dr. phil. Maximilian
Steiner; Professor Dr. rer. nat. Wolfgang Hoffmann; Professor Dr. rer. nat.
Werner Schreyer; Professor Dr. rer. nat., Dr. rer. nat. h. c. Ewald Wicke;
Professor Dr.-Ing. Paul Arthur Mäcke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Friedrich Seifert, Kiel
Struktur und Eigenschaften magmatischer Schmelzen
1. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Petrologisch relevante Eigenschaften silikatischer Schmelzen . . . . . . . . .
3. Modellvorstellungen zur Struktur von silikatischen Schmelzen . . . . . . .
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Inhalt
4. Methoden zur strukturellen Charakterisierung von Schmelzen und
Gläsern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Neuere Ergebnisse zur Struktur silikatischer Schmelzen . . . . . . . . . . . . .
5.1 Glasstruktur gegen Schmelzstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Anionische Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3 Anionische Komplexe: die Rolle des Al und Fe3 + . . . . . . . . . . . . . . •
5.4 Dreidimensional vernetzte Schmelzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5 Rolle der übrigen petrologisch wichtigen Kationen . . . . . . . . . . . . .
5.6 Strukturelle Rolle flüchtiger Bestandteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.7 Einfluß von Druck und Temperatur auf die Struktur . . . . . . . . . . . .
6. Strukturelle Einheiten in wichtigen natürlichen Magmentypen . . . . . . .
7. Korrelation zwischen Struktur und Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8. Anomale Eigenschaften von 3D-Schmelzen und strukturelle Interpretation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9. Petrologische Konsequenzen des anomalen Verhaltens von 3D-Schmelzen
10. Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Diskussionsbeiträge
Professor Dr. rer. nat. Rolf Appel; Professor Dr. rer. nat. Friedrich Seifert;
Professor Hans-Ulrich Schmincke, Ph. D.; Professor Dr. phil. nat. Werner
Müller-Warmuth; Professor Dr. rer. nat. Gerhard Lehmann; Dr.-lng.,
Dr.-Ing. E. h. Siegfried Batzel; Professor Dr. rer. nat., Dr. h. c. muh.
Günther Wilke; Professor Dr.-Ing. Paul Arthur Mäcke; Professor Dr.
rer. nat. Werner Schreyer; Professor Dr. rer. nat. Wolfgang Hoffmann . . . .
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Struktur und Eigenschaften magmatischer Schmelzen
von Friedrich Seifert, Kiel
1. Einleitung
In den vergangenen beiden Jahrzehnten ist in der Petrologie die statische Betrachtungsweise der Gesteinsbildung einer dynamischen gewichen: Bei den Sedimenten wird versucht, Akkumulationsraten zu ermitteln, um Aussagen über die
Absenkungsgeschwindigkeit von Sedimentationsbecken zu machen. In der Petrologie der metamorphen Gesteine liegt das Schwergewicht der Untersuchungen
nicht mehr so sehr auf den maximalen Druck-Temperaturbedingungen, welche
diese Gesteine im Laufe ihrer Geschichte einmal erreicht haben, von Interesse ist
vielmehr die Rekonstruktion des gesamten Druck-Temperatur-Pfades als Funktion der Zeit. Er läßt Aussagen über den geotektonischen Prozeß zu, in den die Gesteine bei ihrer Absenkung im Zuge der gebirgsbildenden Vorgänge und der gleichzeitigen Aufheizung verwickelt waren. Bei den magmatischen Gesteinen erkannte
man zum Beispiel, daß nicht nur die Gleichgewichts-Phasenbeziehungen zwischen
Mineralien und Schmelze für die Frage entscheidend sind, welche Mechanismen
bei der Kristallisationsdifferentiation wirksam werden, sondern auch kinetische
Faktoren, welche wiederum von den physikalischen Eigenschaften der Schmelzen
beeinflußt werden. Ich möchte Sie hier mit neuen Entwicklungen und Konzeptionen bei der Charakterisierung silikatischer Schmelzen vertraut machen, welche
uns Einblicke in das dynamische Verhalten von Magmen und ihrer Produkte
liefern können.
2. Petrologisch relevante Eigenschaften silikatischer Schmelzen
Die Bildung eines magmatischen Gesteins läßt sich im wesentlichen in drei Teilschritte zerlegen: 1. Bildung der Schmelze durch partielle Anatexis (teilweise Aufschmelzung im Bereich des oberen Erdmantels oder der tieferen Kruste), 2. Sammlung und Transport (im allgemeinen Aufstieg) der Schmelze und 3. Kristallisation.
Während der Schritte 2. und 3. kommt es im allgemeinen zu einer chemischen Veränderung der Restschmelze, z. B. durch teilweise Auskristallisation (Kristallisationsdifferentiation), welche die große chemische und mineralogische Variabilität