3.1.3.1 Chemismus einzelner Mineralphasen
An drei ausgewählten Proben (Nr. 1986, 2029, 2038) wurden die Minerale Kaolinit, Böhmit, Gibbsit sowie Mischkristallphasen der Crandallit-Woodhouseit-Gruppe mit der Mikrosonde untersucht. Ziel war es, die tatsächlichen chemischen Zusammensetzungen der jeweiligen Mineralphasen zu analysieren und sie mit der idealen Zusammensetzung zu vergleichen. Damit sind Fragen hinsichtlich der Diadochie, der Kristallstruktur und des Kristallhabitus verbunden. Auch sollen die statistisch ermittelten korrelativen Beziehungen für die Alumophosphate an einzelnen Proben überprüft werden.
3.1.3.2 Kaolinit
Die ermittelten durchschnittlichen chemischen Gehalte im Kaolinit zeigen im Vergleich zu einer idealen stöchiometrischen Zusammensetzung nur geringe Abweichungen (Tab. 9).
| Kaolinit | Ideale Zusammen-setzung (1) [Masse-%] | arithm. Mittel [Masse-%] |
Stand.- Abw. | Minimum [Masse-%] | Maximum [Masse-%] |
| Al2O3 | 39,50 |
38,90 |
0,53 |
37,76 |
40,33 |
| SiO2 | 46,54 |
46,05 |
0,74 |
44,55 |
47,98 |
| Fe2O3 | - |
0,36 |
0,13 |
0,15 |
0,54 |
| MnO | - |
0,01 |
0,02 |
0,00 |
0,06 |
| TiO2 | - |
0,05 |
0,09 |
0,00 |
0,35 |
| P2O5 | - |
0,02 |
0,02 |
0,00 |
0,07 |
| Cr2O3 | - |
0,03 |
0,04 |
0,00 |
0,13 |
| CuO | - |
0,01 |
0,01 |
0,00 |
0,04 |
| NiO | - |
0,05 |
0,03 |
0,01 |
0,11 |
| Summe | 86,04 |
85,42 |
1,01 |
83,66 |
87,84 |
| H2O+ | 13,96 |
14,58** |
1,01 |
12,16* |
16,34* |
| Summe | 100,00 |
100,00 |
. |
100,00 |
100,00 |
| Si/Al | 1,04 |
1,05 |
0,02 |
0,99 |
1,08 |
Tab. 9: Mikrosondenanalyse von Kaoliniten
in den Proben 1986 und 2038 vom
Jebel Tawiga (n = 17); (1) nach WEAVER 1989; H2O+
= Differenz zu 100%.
Dies wird besonders deutlich, betrachtet man das Si/Al-Verhältnis der idealen Zusammensetzung von 1,04 im Vergleich zu 1,05 für den Tawiga-Kaolinit. Nach Untersuchungen von JEPSON & ROWSE (1975) variieren die Si/Al-Verhältnisse von Partikel zu Partikel, wobei sich Werte im Bereich von 0,992 bis 1,082 ergeben. Je weniger Fremdionen in den Kaolinit eingebaut werden bzw. je mehr sich das Si/Al-Verhältnis der stöchiometrisch idealen Zusammensetzung angleicht, um so größere Kristalle werden tendenziell gebildet, was gleichzeitig mit einer Zunahme der strukturellen Ordnung verbunden ist (GILKES & SINGH 1991, NAHON 1987, MESTDAGH et al. 1982). Im Falle der Kaolinite vom Jebel Tawiga, die nur geringe Eisen- und Titangehalte besitzen und eine hohe Kristallinität aufweisen, bestätigt sich diese Annahme.
Die Häufigkeitsverteilungen von SiO2, Al2O3 und Fe2O3 (Abb. 32) machen deutlich, daß insbesondere die Silizium- und Aluminiumgehalte der untersuchten Kaolinitkristalle vom Jebel Tawiga auch im Vergleich zu den Kaoliniten des hochwertigen Kaolinvorkommens von Georgia (USA) nur geringe Streuungen aufweisen.
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| a) | b) |
| Abb. 32: Vergleich der Elementhäufigkeiten von Kaolinit für Kaoline aus Georgia/USA (a) und vom Jebel Tawiga (b). (a = EDAX-Analysen (GILKES & SINGH 1991); b = Mikrosondenanalysen Probe 1986 und 2038). Gehalte netto ohne H2O. |
Ferner konnten bei den meisten Messungen (Mikrosonde/Kevex) geringe Chrom- und Nickelgehalte festgestellt werden. Ob diese im Kristallgitter eingebaut oder adsorptiv vorhanden sind, ließ sich nicht eindeutig klären. Der hohe Ordnungsgrad der Kaolinite sowie deren nahezu ideale chemische Zusammensetzung spiegelt sich auch in der idiomorphen Ausbildung und der vergleichsweise ungewöhnlichen Größe der Kristalle wider, die Durchmesser von bis zu 10 µm aufweisen (Abb. 33).
Abb. 33: Idiomorphe Kaolinitkristalle (Probe 1986).
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