Olivin-Gruppe

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Olivin-Gruppe
Als Vorbereitung für die Übungen sind die Kapitel über Nesosilikate (Olivin) und Inosilikate
(Pyroxene) in Matthes „Mineralogie“ (oder einem vergleichbaren Lehrbuch) im
Selbststudium durchzuarbeiten!
Isomorphe Mischungsreihe zwischen den beiden Endgliedern
Forsterit
Mg2SiO4
Fayalit
Fe2SiO4
Die optischen und physikalischen Eigenschaften ändern sich mit der chemischen
Zusammensetzung (Abb. 6.2).
Abb. 6.1. Optische Kenngrößen für Olivin
Spaltbarkeit: unvollkommen nach {010} und {100}, vor allem in Mg-reichem Olivin
Habitus: körnig, dicksäulig-prismatisch; eher xenomorph in Plutoniten, eher idiomoroph in
Vulkaniten
Farbe, Pleochroismus: Mg-reicher Olivin ist farblos, Fe-reicher Olivin selten blaß gelblich;
schwacher Pleochroismus nur bei Fe-reicheren Olivinen (α, γ blaß gelb, β orange gelb)
Optische Eigenschaften: Abb. 6.1; Details siehe Tröger, Nr. 122
• hohe Doppelbrechung; bunte Interferenzfarben 3. Ordnung!
• großer Achsenwinkel für die häufigeren Mg-reichen Zusammensetzungen
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Alteration: Olivine wandeln sich unter Wasseraufnahme leicht in Serpentinminerale um (=
Serpentinisierung)!
Vorkommen:
1. In ultramafischen Gesteinen (z.B. Dunit); oft mit Pyroxen; extrem häufig (Erdmantel)!
Wiederhole das Klassifikationsdiagramm der Ultramafite!
2. Ebenso wichtig in mafischen Gesteinen (z.B. Basalt, Andesit, Olivin-Gabbros)
mit Pyroxenen, Plagioklas, etc. Wiederhole das Basalt-Tetraeder!
3. Forsterit kommt seltener in metamorphen Mg-reichen Kalksilkatgesteinen vor.
Verwechslungsmöglichkeiten: mit Pyroxen zu verwechseln, hat aber >n, >2V, >Δ, schlechtere
Spaltbarkeit (!), selten Zwillinge; sehr oft alteriert zu Serpentin etc!
Abb. 6.2. Änderung der optischen Eigenschaften, der Dichte und des (130) Reflexes von Olivin in
Abhängigkeit vom Chemismus; n Lichtbrechung, D Dichte, 2V Achsenwinkel.
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Pyroxen-Gruppe
Inosilikate mit Einfachketten; verschiedene Endglieder und Mischungsreihen.
Allgemeine Formel: X1-n Y1+n Z2O6
X= Ca, Na; Y= Mg, Fe2+, Ni, Li, Fe3+, Cr, Ti; Z= Si, Al
Klinopyroxene: CPX monoklin (immer schiefe Auslöschung!)
 Diopsid-Hedenbergit-Reihe
 Augit-Ferroaugit-Reihe
 Pigeonit
 Ägirinaugit-Reihe
Orthopyroxene: OPX orthorhombisch (oft gerade bzw. symmetrische Auslöschung!)
Enstatit-Orthoferrosilit-Reihe (Endglieder: Enstatit, Hypersthen; Mischkristalle: Bronzit,
Ferrosilit)
Pyroxene sind generell durch ihre markante Spaltbarkeit (fast 90°!) erkennbar und auch
dadurch von Amphibolen zu unterscheiden! (Abb. 6.3.)
Physikalische und optische Eigenschaften, wie Dichte (D), n, 2V, Pleochroismus etc.
variieren mit der chemischen Zusammensetzung.
Klinopyroxene sind an ihrer fast rechtwinkeligen Spaltbarkeit, ihrer schiefen Auslöschung
und ihrem optischen Charakter bestimmbar; Die meisten Klinopyroxene sind optisch
zweiachsig positiv (Ausnahme: manche CPX der Ägirinaugit-Reihe).
Orthopyroxene zeigen zwar auch 90° Spaltbarkeit, löschen aber in vielen Schnitten gerade
bzw. symmetrisch aus, zeigen meist geringere Doppelbrechung, und können zweiachsig
optisch positiv (Enstatit) oder negativ (Hypersthen) sein.
Die weitere optische Unterscheidung der einzelnen Pyroxene ist oft schwierig. In Ergänzung
mit anderen Beobachtungen lassen sich gewisse Einschränkungen über den Winkel der
Auslöschungsschiefe in (010) Schnitten machen (Abb. 6. 4).
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Abb. 6.3. Querschnitt durch einen Klinopyroxen normal auf die c-Achse geschnitten mit idealem
achteckigen Umriß; Darstellung der fast rechtwinkeligen Spaltbarkeit nach (110) und einem in dieser
Schnittlage erkennbaren Austritt. einer optischen Achse (guter Schnitt für Konoskopie!).
Abb. 6. 4. Änderung der mittleren Auslöschungschiefe für verschiedene Klinopyroxene in
Längsschnitten // (010).
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A. Orthopyroxene
Vollständige Mischungsreihe zwischen den beiden Endgliedern Enstatit und Orthoferrosilit
(Mg, Fe2+)2 Si2O6, orthorhombisch
Abb. 6.5. Optische Kenngrößen von Orthopyroxenen
Habitus: tafelig nach (100), gestreckt parallel zu kristallographisch c, z.T auch tafelig // (010)
oder körnig
Zwillinge: einfache Verzwilligung nach (100) und anderen Flächen, selten!
Entmischungslamellen: oft bei starker Vergrößerung beobachtbar; Details siehe Gribble and
Hall (1992).
Spaltbarkeit: nach (210) gut, und zwei Richtungen nach (110) vollkommen! in Basalflächen
beobachtbar; Spaltwinkel: 91.75° (!)
Eigenfarbe, Pleochroismus: Enstatit farblos, Fe-führender OPX schwach grün bis braun
gefärbt; Pleochroismus letzterer nach folgendem Muster: αrosa, rötlich-braun,
purpur/violett; β gelb, blaß grün, braun, blaß rötlich, γ grün, blaß grün.
Optische Eigenschaften:
• 2+, in Mg-reichen (Fs0-13) und 2– in Fe-reichen (Fs13-87) OPX.
•
•
•
durch orthorhombische Symmetrie in vielen Schnitten gerade bzw. auch symmetrische
Auslöschung!
Zonencharakter l=(+)
Andere optische Eigenschaften wie Lichtbrechung, Doppelbrechung und 2V variieren
in Abhängigkeit von Chemismus (siehe Abb. 6.6.).
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Abb. 6.6. Änderung der optischen und physikalischen Eigenschaften der Orthopyroxene in
Abhängigkeit vom Chemismus.
Alteration: Serpentinisierung, Umwandlung zu Amphibolen
Diagnose: Unterscheidung von Klinopyroxenen durch Art der Auslöschung, niedrigere
Doppelbrechung, ev. auch Pleochroismus! Optischer Charakter von OPX variabel, während
CPX meist 2+. Z. T. Verwechslung mit Sillimanit und anderen Mineralen möglich (siehe
auch Tröger, Nr. 164, S 73).
Vorkommen:
1. Magmatisch in (a) mafischen (z.B. Basalte, Andesite, Norite) und (b) ultramafischen
Gesteinen (z.B. Pyroxenite)
2. Metamorph in Gesteinen (a) der Hochtemperaturfazies der Kontaktmetamorphose und (b)
der Granulitfazies (mafische Granulite, Charnockite).
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B. Klinopyroxene - calcische und subcalcische CPX
Zur Nomenklatur siehe Abb. 6.7. Für die optischen Details dieser Klinopyroxene sei auf die
Tabellen von Tröger verwiesen. Es sind nachfolgend nur einige wichtige charakteristische
Merkmale herausgegriffen. Die mikroskopische Unterscheidung der einzelnen Klinopyroxene
ist oft schwierig (bis unmöglich).
Abb. 6.7. Nomenklatur der calcischen und subcalcischen Klinopyroxene
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Diopsid-Hedenbergit
Abb. 6.8. Optische Kenngrößen von Diopsid-Hedenbergit
Eigenfarbe, Pleochroismus: meist farblos, Hedenbergit schwach braungrün, schwacher
Pleochroismus.
Spaltbarkeit: gute Spaltbarkeit // den Prismenflächen, im Querschnitt 87° Spaltwinkel!
Optische Eigenschaften: mittlere Doppelbrechung, schiefe Auslöschung mit großer
Auslöschungsschiefe (auch >45°) in (010) Schnitten.
Vorkommen:
1. Regional- und kontaktmetamorphe Gesteine: Kalksilikatgesteine, Skarne; gemeinsam mit
Ca-reichem Granat, Tremolit, Forsterit etc.
2. Diopsid auch in basichen Vulkaniten, Hedenbergit in Fe-reichern Plutoniten (Ol-Granite,
Ol-Gabbros)
Pigeonit
CPX sehr ähnlich von Diopsid und Augit, aber kleinerer Achsenwinkel (2V <30°). Er kommt
nur in rasch abgekühlten Magmatiten vor, da sich Pigeonit sonst in OPX umwandelt.
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Augit
Abb. 6. 9 . Optische Kenngrößen von Augit
Eigenfarbe und Pleochroismus: farblos, schwach braun, Ti-Augit ist blaß purpur; schwacher
Pleochroismus
Habitus: variabel; in Plutoniten hypidiomorph, in Vulkaniten idiomorph prismatisch
Spaltbarkeit: ca. 90°! sehr ähnlich Diopsid und anderen Pyroxenen
Optische Eigenschaften:
• Interferenzfarben 2. Ordnung
• große Auslöschungsschiefe (Abb. 6. 4 )
• manchmal "Uhrglas"-Sektor Zonierung!
Vorkommen: Augit kommt in mafischen und ultramafischen Plutoniten vor, während der
optisch schwer unterscheidbare Diopsid v.a. in mafischen Vulkaniten und Plutoniten und in
Metamorphiten auftritt.
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C. Klinopyroxene - Alkalipyroxene
Jadeit
NaAlSi2O6, monoklin
Jadeit ist optisch sehr ähnlich Diopsid, hat aber einen kleineren 2V (33-40°). Es ist ein
seltener Klinopyroxen, der nur in Hochdruckgesteinen (z.B. Glaukophanschiefer) gemeinsam
mit anderen Hochdruckmineralen (Lawsonit, Glaukophan) vorkommt.
Omphacit
Ein Na-Ca-Al Mischkristall der Klinopyroxengruppe mit optischen Eigenschaften sehr
ähnlich dem Jadeit und Augit. Er kommt aber nur in Eklogiten (Hochdruckmetamorphose)
vor!
Spodumen
LiAlSi2O6, monoklin
Spodumen ist ein farbloser Li-Klinopyroxen, der sehr ähnlich dem Diopsid ist. Er ist selten
und kommt nur in Li-reichen Magmatiten (vor allem Li-Pegmatite) gemeinsam mit Quarz,
Feldspäten, Li-Glimmern, Beryll, Turmalin etc. vor.
Ägirin-Ägirinaugit
Farbe, Pleochroismus: diagnostisch! deutlich grün gefärbt; markanter Pleochroismus
beobachtbar
Habitus: eher gelängt prismatisch
Spaltbarkeit: wie andere Pyroxene ca. 90° Spaltrisse nach (110)
Optische Eigenschaften:
• hohes Relief, hohe Doppelbrechung (3. Ordnung)! Wird aber oft von starker Eigenfarbe
überlagert, die auch bei gekreuzten Polarisatoren noch erkennbar ist.
• Auslöschungschiefe gering!: α^prismat. Spaltbarkeit ca. 0-20°
• Zonencharakter l=(-)
Vorkommen:
1. Vor allem in akalireichen Plutoniten (Syenit, Nephelin-Syenit, Alkaligranit) gemeinsam
mit (Alkali)-Amphibolen etc.
2. In Na-reichen Schiefern mit Riebeckit und Glaukophan.
J.G. Raith