Beitrag zur Kenntnis des Andesins von Bodenmais 9783111657332, 9783111273099

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Sitzungsberichte der H e i d e l b e r g e r A k a d e m i e der Wissenschaften Stiftung Heinrich L a n z

Mathematisch - naturwissenschaftliche Klasse Abteilung A. Jahrgang 1923.

5. A b h a n d l u n g .

Beitrag zur Kenntnis des Andesins von Bodenmais. Von

J. Kratzert in Heidelberg.

Eingegangen am 14. Juli 1923. Vorgelegt

von B. A. W ü l f i n g .

B e r l i n und L e i p z i g

1923

W a l t e r d e G r u y t e r & Co. vormals G. J. Göschen'sche V e r l a g s h a n d l u n g / J. G u t t e n t a g , Verlagsb u c h h a n d l u n g I G e o r g Reimer / K a r l J. T r ü b n e r I V e i t & Comp.

Beitrag zur Kenntnis des Andesins von Bodenmais. I. Dor auf der Kontaktlagerstätte vom Silberberg bei Bodenmais zusammen mit Magnetkies, Cordierit, Orthoklas und Quarz vorkommende und seit langem bekannte dunkel- bis hellgrüne Plagioklas war schon mehrfach Gegenstand mineralogischer Untersuchungen. Von Gi'MBEi,1) als Oligoklas angesprochen, wurde er zuerst von Sadebeck 2 ) und G. v. Rath 3 ) kristallographisch näher untersucht und von Gümbel 4 ) und Rammelsberg 5) analysiert. Eingehende optische und chemische B e s t i m m u n g e n w u r d e n von Descxoizeaux u n d Damour G), Scitustep. und

v. Fouu.on 7) sowie von Fouque 8) ausgeführt. Die beiden ältesten Analysen von Gümbel weichen

sehr stark

voneinander a b

und Rammelsberg

und sind beide f ü r eine theoreti-

sche Auswertung ungeeignet. Unter Zugrundelegung der GüMBELSchen Zahlen kommt man infolge des viel zu geringen Alkaligehalts auf einen Überschuß von 18 • 8 Mol °/0 SiOi und 3 • 7 Mol % Ah Oa. Bei der RAMMELSBERGschen Analyse wurde die Kieselsäure gar nicht bestimmt und der fiir die Alkalien erhaltene außerordentlich hohe Wert erfordert '5- 6 Mol °/o AhOi mehr als die Analyse angibt; daher ist deren Auswertung in der Tabelle auf S. 5, die zur besseren Übersicht noch weitere vier im folgenden besprochene Analysen samt deren Umrechnung enthält, nicht durchgeführt. Dieses widerspruchsvolle Verhalten und die nicht mit der, einem basischen Oligoklas entsprechenden, Dichte von 2 • 668 in Einklang zu bringende vermeintliche Auslöschungsschiefe von 2° — 3° auf P ver') ») 3 ) 4 ) 5 ) 6 ) 7 ) s )

Beschreibung Bayerns 1868. 2. 239. Pogg. Ann. 1875 15G. 561. Nat. Hist. Ver. Bonn 1879 Z. X. 4. 431. 1. c. Mineraichemie 1875. 575 Bull. soc. min. Fr. 1884. 7. 249-336. Jahrb. K. K. Reichsanst. 1887. 37. 219-222. Bull. soc. min. Fr 1894. 17. 356-358.

4

J . KKATZERT-

anlaßten V . G O L D S C I I M I D T ) , zwei neue Analysen des Minerals anfertigen zu lassen. Sie wurden an ausgesucht frischem, wasserhellem Material von der Dichte 2 • 667, wie es aus dem Innern der gewöhnlich mit einer dunkelgrünen bis schwarzen i'e-reichen Rinde überzogenen großen Kristalle erhalten werden kann, unabhängig voneinander durch H. St:nui//.K und W. OHL ausgeführt. Beiden Analysen ist ein auffallend geringer Kalk- und ein sehr hoher Natrongehalt gemeinsam. Unter der Annahme des Orthoklas- bzw. der zwei Tschermakschen Plagioklasmolekiile Or = KiO- Ah0 • 6 S1O2, Ab = Neu0 • AkCh • 6 SiO2 und An = CaO- Al2():l 2 Si(J2 genügte die Kieselsäure nicht zur Sättigung der Basen. Dies brachte G O L D S C H M I D T wohl als ersten Mineralogen auf den Gedanken, das Natronanorthitmolekül Na20 • Al203 • 2 Si02 einzuführen. Erst sehr viel später wurde dieses Feldspatmolekül erneut von H. S. W A S H I N G T O N und F. E. W R I Ü H T 2) in einem Anemonsit genannten Feldspat der Insel Linosa aufgefunden und nach A N D R E W C A R N E G I E Carnegieit "genannt. Während der Anemonsit, aus dem Mittel dreier sehr gut übereinstimmender Analysen berechnet, 5 • 58 Mol % Q/ enthält, benötigt man, um die Alkalien restlos aufzubrauchen, bei der SciiULZESchen Analyse die erhebliche Menge von 1 2 - 7 , bei der OiiLschen 5 - 6 Mol °/0 C(j. 1

Wenn nun auch aus neueren Arbeiten, besonders der auf Anregung E. A. W Ü L F I N G S von L . A I I L E R S im Heidelberger Institut unter kritischer Sichtung sehr zahlreicher in der Literatur mitgeteilter Analysen durchgeführten Untersuchung 3 ) hervorgeht, daß das CV/-Molekiil in den Feldspaten sicherlich, j a sogar recht häufig vertreten ist, so scheint doch seine Existenz gerade im Bodenmaiser Plagioklas durch die bereits erwähnten späteren Analysen von D A M O U R und v. F O U L L O N keine Stütze zu finden. Beide Analysen erfordern zur theoretischen Auswertung nicht nur kein Cg-Molekül, sondern zeigen noch einen beträchtlichen Überschuß von 6 • 3 bzw. 2 • 5 Mol °/o Si02 und daneben noch 2 • 0 bzw. 0 • 8 Mol °/0 Al 2 0^ als nicht unterzubringende Restsubstanz. Eine erneute Bearbeitung des in Frage stehenden Minerals und ein Versuch zur Klärung der bisherigen Unstimmigkeiten schien daher wünschenswert. Sie wurde auf Anregung von Herrn Geh. Rat W Ü L F I N G unter seiner mir sehr wertvollen Beratung im Heidelberger Mineralog.Neues Jahrb. f. Min. usw B. B. 1. 1881. 207. ) Am. Journ. 1910. 29. 51. ') Uber die Dichte von Quarz, Orthoklas, Albit und Anorthit. Inaug Dissert, Heidelberg 1922. Erscheint demnächst in der Zeitscbr. f. Kristallogr. 2

B e i t r a g zur Kenntnis des Andesins von Bodenmais.

W . OHL

DAMOUR

V.FOULLON

1868

1875

1881

1881

1884

1887

61-23

59 • 35

58-36

60-35

58-16

59-22

24-40

20-15

25-82

26-13

25 • 69

25-88

3-15

2-54

u. best.

n. best.

D. best. n. best.

n. best. n. best. 2-24 n. best.

GÜMBEL

Si02 Alfi 3 Fe aO, FeO CaO M(j 0 BaO Nafi K2O

s

~

RAMMELSBEHG H. SCUULZE

5-11

5-52

4-76

5-14

6-48

7-08

0-20

n. best. n. best.

n. best. ii. best.

0-28

n. best.

9-32

6-16

6-79

0-72

0-54

n. best.

0-24

ii. best. n. best.

5-79

9-70

10-18

0-06

2-30

—

n. best. n. best.

n. best. n. best.

n. best.

Summe

99-92

100-00

99-63

Cff

3 Si02 AL2O3

0-96

n. best.

0-18

11*0 Or Ab An

5

0-512)

—

n. best. n. best.

n. best. 0-912)

n. best.

100-94

100 • 38

100-78

0-03

0-35

—

4-24

3-12

51-78

—

63-96

68-96

55-28

59-36

—

23-10

24-48

32-16

34-20

—

12-74

5-64

25 • 31 —

18-82

—

3-74

—

') A l s D i f f e r e n z .

') A l s

—

—

0 - '20

—

—

0-92

—

—

6-33

2-53

1-99

0-79

Glühverlust.

petrogr. Institut durchgeführt. Das Material wurde uns von Herrn Geh, Rat v. G R O T H aus der Bayr. Staatssammlung in schönen faustgroßen Stufen bereitwillig zur Auswahl überlassen. Eine Kontrollanalyse verdanke ich meinem Mitassistenten im Heidelberger Institut, Herrn Dr. E. E R N S T . II. 1. Von den uns zur Verfugung gestellten Stufen wurde ein großes Stück von ca. 600 g Gewicht der Untersuchung geopfert. Es lieferte zunächst ca. 180 g Feldspatrohmaterial, das in der Hauptsache von einem gutgewachsenen, äußerlich schwarz umrindeten, von zahlreichen Magnetkiesschnüren durchzogenen Plagioklaskristall von etwa 6 cm Längs- und 2 cm Quererstreckung herrührte. Hieraus wurde durch sorgfältiges Aussuchen 22 g wasserhelle bis schwach grün gefärbte, von Magnetkies- und andern Einschlüssen freie Substanz in Stückchen von 3—6 mm Kantenlänge erhalten. Ein kleiner Teil davon erwies sich für kristallographische und optische Bestimmungen gut geeignet

6

J . KRATZERT :

die Hauptinenge wurde auf eine Korngröße von 0 - 2 — 0 - 5 mm gebracht und nach Entfernung der feinsten Trübe im HARAüAschen Trichter durch TiiuuLETSche Lösung nach dem spez. Gewicht zu trennen versucht. Die Homogenität war indessen so weitgehend, daß sich eine Trennung kaum durchführen ließ. In einer Lösung von der Dichte 2 • 668 war fast alles nach oben gestiegen, ein geringer Rest schwcbte, einige Körnchen waren gefallen. Bei der Dichte 2 • 663 war nahezu alles gefallen, wenig schwebte. Daher kann man der zur Analyse benutzten Hauptmenge in guter Ubereinstimmung mit dem G O L U S C I I M I I J T schen Wert die Dichte 2 • 666 0 • 003 zuschreiben, was einem AnGehalt von 32°/0 ± 2°/o entspricht. 2. Nach den Resultaten, die E. A. WÜLFING1) und seine Schüler

und J . KRATZERT4) zur Ermittlung des Pp Spaltwinkels PM — 90° auch bei weniger vollkommener Spalt2 barkeit durch Zusammenfassung einer großen Zahl von Messungen an Albitzwillingen erhielten, wurde die gleiche Methode auch im vorliegenden Fall mit ähnlichem Erfolg angewandt. Einige Schwierigkeiten bereitete die eigenartige Ausbildung der nach dem Albitgesetz verzwillingten Individuen, die fast durchweg in der Lamellendicke ungleichmäßig entwickelt waren. Das eine Lamellensystem mit breiteu, gut reflektierenden Spaltflächen wurde durchsetzt von einem zweiten System mit sehr schmalen Flächen, das schlechte oder überhaupt keine Reflexe lieferte. Immerhin gelang es, an 32 zur Untersuchung einigermaßen geeigneten, nach dem Albitgesetz verzwillingten Spaltstückchen 83 Winkel zu erhalten, die im Häufungsbild Fig. 1 zusammengestellt sind. Hiervon sind 39 Winkel als aus der Reihe fallend ausgeschieden und die restlichen 44 zu einem Gesamtmittelwert von 7° 34 • 8' ^ 3 • 8' vereinigt worden. Nach der W Ü L F I N G - ScHMiDTSchen PM—Kurve entspricht dies einem An- Gehalt von 34% + 4°/o. EU. SCHMIDT2), B . KREBS 3 )

1

) Lassen sieh die kristallogr. Fundamentalwinkel usw. Sitz.-Ber. Heidelb. Akad. Abt. A. 1915. 13. Abh. 24 S. 2 ) Die Winkel der kristallogr. Achsen der Plagioklase. Chemie der Erde, 1915, 1. 351-406. 3

) Der Albit von Kischuna in morpholog. Beziehung. Z. X. 1921,5G. 386—407.

*) Die kristallographi,sehen und optischen Konstanten des Anorthits vom Vesuv. Z. X. 1921. 56. 465—488.

Beitrag zur Kenntnis des Andesins von Bodenmais.

7

o o

7" 34,S;i 3,8'

• • ••

i : \

7°0'

10'

20' ~

•

o• ••• o o • • • /• •o o• u e • • • o e|• »«OOS«

1

\

30'

40'

•

50'

8°0'

Fig. 1.

3. Eine zweite kristallographisch wichtige, im vorliegenden Feldspat bestimmbare Konstante ist die Lage des rhombischen Schnitts. Schon von G. v. R a t h an diesem Vorkommen beobachtet, sind die Verwachsungsflächen nach dem Periklingesetz vereinzelt in äußerst scharfer Begrenzung vorhanden und ermöglichen unter dem Mikroskop auf Flächen, die nach M gespalten sind, die Bestimmung des WülfinuSunMiüTscheii a - W e r t e s , d. h. des Winkels zwischen rhombischein Schnitt und Spaltrila nach P, auf wenige Minuten genau durchzuführen. Das Ergebnis der Messungen an 11 verschiedenen Spaltstücken ist aus der folgenden Tabelle ersichtlich. Wenn uian von den beiden ersten, einen etwas höheren ^.«-Gehalt aufweisenden Werten absieht, enspricht. dem Mittel der 9 übrigen Bestimmungen ein ^4«-Gehalt von 31 • 5°/u mit einer sehr kleinen Fehlergrenze von nur 0-5°/n. Periklinzwilling 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a-Wert l u 59' + 2° 6 ' + 2° 32' + 2° 3 6 ' + 2Ü37'+ 2 Ü 42' + 2° 43' + 2° 4 8 ' + 2" 52' + 2° 55' + 2° 5 9 ' +

24' 1 2° 3 ' + 3' 9' 1 = 34~°/o An 8' 9' 10' 2° 45' + 14' 1' 2' = 8' 31 • 5°/0 An 7' + 0 • 5°/o 9' 7'

8

J . KUATZERT:

4. Von optischen Bestimmungen versprach die Ermittlung der Auslöschtingsschiefe 2 auf P und M ebenfalls genaue Resultate zu liefern Hierzu dienten 5 Präparate nach P und 2 Präparate nach M. Auch diese Messungen wurden etwas ersehwprt durch die ungleichmäßige Ausbildung der Lamellensysteme. Da sich gerade im Gebiet der Andesine die Auslöschungsschiefe als sehr wenig empfindliche Funktion der chemischen Zusammensetzung darstellt, ist bei der Messung von 2p auf folgendes zu achten. Nimmt man als Präparatenebene nicht P, sondern einen Schnitt symmetrisch zu P und P an, der also von P um etwa 33/*u abweicht, so ergibt sich ein 2- Wert, der von 2 p um 3/'4° variieren kann. Dies bedeutet nach den Si uiSTERSchen, von B E O K E neuerdings korrigierten Kurven eine Änderung des AnGehalts um 4 — 5°/o. Als Beispiel mögen die Präparate 1 — 4 dienen. Bei ihnen ist jeweils e i n Lamellensystem stark vorherrschend gegenüber dem dazu in Zwillingsstellung befindlichen, und man kann annehmen, daß beim Aufkitten auf den Objektträger die vier Präparate sehr annähernd parallel der P - Fläche des stark ausgebildeten Lamellensystems auf dem Glas liegen. Dann darf man aber nur die Auslöschungsschiefe d i e s e s Systems gegen die Spaltrisse nach M bzw. die Spuren der Zwillingsebenen als richtig ansehen und muß die Orientierung des andern, um etwa 71/a° gegen die Mikroskop-Tischebene geneigten Systems außer Betracht lassen. K.s ergeben sich danach die in untenstehender Tabelle aufgeführten, gut miteinander übereinstimmenden Werte, deren Mittel im Betrag von — 0° 21' + 12' einem Plagioklas von 32°/o An + l°/o entspricht, während der Wert 2m ZU 31 • 5°/o An führt. Würde man dagegen unter der Annahme der symmetrischen Schnittlage den Wert von 2P auflassen als den halben Winkel zwischen den Auslöschungsrichtungen der beideu Lamellensysteme, so würde man für die vier Präparate auf einen Mittelwert von 1° 9' + 11' kommen, zu dem ein An -Gehalt von ca. 36 • 5°/o gehört, der um nicht weniger als 5°'o von dem aus 2M erhaltenen abweicht. Zur Kontrolle wurde schließlich das Präparat 5 mittels FEDOHOwscher Auto-Kollimation so auf dem Objektträger befestigt, daß das eine, breite Lainellensystem genau senkrecht zur Achse des Mikroskops lag. Sein 2p steht in guter Übereinstimmung mit den Weiten der Präparate 1—4.

!) Tschermaks M. 1" M 1921 35. 44.

Beitrag zur Kenntnis des Andesins von Bodenmais.

Präparat

1 2 3 4 5 6 7

2P

- 0° 20' - 0 ° 20' - o ° i r - 0° 33' - 0 ° 23'

9

2M

- 0 ° 2 1 ' + 12' + 8' + 10' + 1 0 ' 32 • 0°/o An + 1 % 10' + 10

—

-

—

- 1° 5' + 7' 1 - 0 ° 35' + 30' — 0° 5' + 5 0 ' ) = 31 • 5°/o An +

— —

0-5%

5. Besondere Sorgfalt beansprucht nach den früheren Ausführungen die chemische Analyse. Sie wurde zweimal von mir durchgeführt und durch eine dritte, von Herrn Dr. E. EÜXST vorgenommene Kontrollanalyse in allen Werten mit, Ausnahme des K a l k s bestätigt. Diese Komponente hat in meinen beiden Analysen einen etwas hohen Wert, der sich auch in der Gesamtsumme äußert und durch nur einmaliges Fällen des Kalks seine Erklärung findet. Daher wurde für die Berechnung nur der Eisxs'rsche Kalkwert zugrunde gelegt. Im übrigen zeigen meine beiden Analysen f ü r die einzelnen Komponenten Schwankungen von höchstens 0 • 25°/o; sie sind in der folgenden Zusammenstellung zu einem Mittelwert vereinigt der Eiixsischen Analyse gegenübergestellt worden. Mittel aus 2 Analysen

Analyse

J. KRATZEHT

E. EKXST

59 • 87 24 • 91 0-84 0 • 51 (7-24)

59-82 25-00 0-5(1 0-51 6- 16

s>o2

ALA Fe2 Os FeO CaO MfiO BaO Na2 0 K2O

Summe

59-84 24-95 0-67 0-51 6- 16

—

—

—

—

—

—

7-35 0-74

/ / 2 0 < 105° / / 2 0 > 105

Mittel

Jo-48 101.89

7-51 0-89 0-12 0-33 100-84

7-43 0-81

Jo-44 100-81

Werden FFIZO:I, F< 0 und 11.2 10")° als von kaolinisiertem F e l d spat herrührend mit in Rechnung gesetzt würden.

Man kann diesen

Rest aber auch auf andere Weise in die Rechnung einbeziehen, wenn man die zweite Art der theoretischen Auswertung anwendet,

die alle

wesentlichen Komponenten gleichmäßig berücksichtigt und daher auch eine Vorstellung

über

die möglichen Fehlergrenzen

der Analyse gibt.

Dazu wurde in der folgenden Tabelle nach Ersetzung des K a l i s durch die äquivalente Menge Natron die Summe der 4 Komponenten AhOz,

CaO, Na20

SiOz,

auf 100 umgerechnet und die einer jeden K o m p o -

nente entsprechende Zusammensetzung gesondert angegeben.

Si02 Al20* CaO K20 Na20

Als Mittelwert + l-5°/n.

59 84 24 95 6 16 0 81 7 43

erhält man

59 84 24 9 5

60 50 25 22

31 3°/o An 32 5 > „

6

16

6 23

29

8°/o

„

}'

96

8 05

3 0 5°/o

„

9 8 91

100 0 0

schließlich

31

+

0°/o An 1 • 5°/o

einen v l n - G e h a l t

von 31 • 0°/o

Nach diesen Analysen kann die Existenz des GV/ - Moleküls

im Bodenmaiser Plagioklas nicht angenommen werden. III. E i n e Zusammenfassung der im vorhergehenden

mitgeteilten

zelnen Untersuchungen führt zu folgendem Resultat. D e r ylw-Gelialt des Bodenmaiser Plagioklases beträgt: nach der Dichte

32°/o ± 2°/ 0

nach dem Spaltwinkel P i l i

34°/o±4°jo

ein-

Beitrag zur Kenntnis des Andesins von Bodenmais.

nach dem rhombischen Schuitt nach der Auslöschungsschiefe auf P auf M nach der ehem. Zusammensetzung

11

31 • 5°/o + 0 • 5°/o 32% ± l°/o 31 • 5°/o + 1 °/o 31 • 0°/o + 1 • 5U/«

Als guten Durchschnitt kann mau 32°/o + 2°/o annehmen und damit den Bodenmaiser Plagioklas zu den sauren Andesinen stellen. Seine Zusammensetzung bietet keinerlei Anhalt für die Annahme des Carnegieit-Moleküls und sein Verhalten weicht auch im übrigen in keiner Weise von demjenigen eines normalen Plagioklases ab. H e i d e l b e r g , 24. Juli 1923.