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Konoskopie optisch zweiachsiger Minerale

Zur Gruppe der optisch zweiachsigen Minerale werden alle Minerale mit einem orthorhombischen, monoklinen oder triklinen Kristallsystem gezählt. Aufgrund ihrer Symmetrieeigenschaften wird die Indikatrix dieser Minerale durch ein 3D-Ellipsoid dargestellt. Bei der Dünnschliffbeschreibung sollte stets die Achsenanzahl angegeben und zusätzlich die Größe des 2V-Winkels abgeschätzt sowie der optische Charakter der Indikatrix bestimmt werden.

Inhaltsverzeichnis

Bestimmung der Schnittlage


Bei optisch zweiachsigen Mineralen sind manchmal (bei kleinem 2V-Winkel) Schnitte möglichst senkrecht zur spitzen Bisektrix oder (unabhängig vom 2V-Winkel) senkrecht zu einer der optischen Achsen hilfreich bei der Mineralbestimmung:

  • Senkrecht zur spitzen Bisektrix:
 
Konoskopbilder eines optisch zweiachsigen Minerals senkrecht zur spitzen Bisektrix, erstellt von K. Maetschke, 2020
 
Bewegung der Isogyren im Sichtfeld bei Drehen des Objekttisches (Schnittlage senkrecht zur spitzen Bisektrix), erstellt von K. Maetschke, 2020


Grundsätzlich wird zwischen den Interferenzbildern in Normalstellung und in Diagonalstellung unterschieden. Die Position der zwei Melatope, sowie der Isogyren und der spitzen Bisektrix sind in der Abbildung dargestellt. Bei optisch zweiachsigen Mineralen werden die Isochromaten auch "Bertinsche Flächen" genannt. Anhand des Abstands der beiden Melatope in Diagonalstellung, lässt sich die Größe des 2V-Winkels abschätzen.

  • Senkrecht zu einer optischen Achse:
 
Konoskopbild eines optisch zweiachsigen Minerals senkrecht zu einer optischen Achse, erstellt von K. Maetschke, 2020
 
Bewegung der Isogyren im Sichtfeld bei Drehen des Objekttisches (Schnittlage senkrecht zu einer optischen Achse), erstellt von K. Maetschke, 2020


In dieser Schnittlage ist stets eine Isogyre im Mittelpunkt des Sichtfeldes zusehen. Die Isogyre bildet in Normalstellung eine vertikale oder horizontale gerade Linie, in Diagonalstellung eine gekrümmte Kurve (Ausnahme 2V = 90°, hier ist eine gerade Isogyre die sich um sich selbst dreht zusehen). Bei sehr kleinem 2V-Winkel ist zudem eine weitere, entgegengesetzt gekrümmte Isogyre am Bildrand zu sehen. Anhand der Krümmung der Isogyre lässt sich der 2V-Winkel in dieser Schnittlage gut abschätzen.

  • Parallel zur optischen Achse:
    Bei diesem Anschnitt ist, genau wie bei optisch einachsigen Mineralen, ein sogenanntes Flashkreuz zu sehen. Das Bild wechselt bei Drehen des Objekttisches also zwischen einem verwaschenen hellen Kreuz und einem nahezu vollständig schwarzen Sichtfeld. Es kann also keine Aussage über die Anzahl der optischen Achsen getroffen werden! Allerdings erscheint das Mineral in dieser Stellung in seiner maximalen Interferenzfarbe.


Abschätzung des 2V-Winkels


Der 2V-Winkel beschreibt den Winkel zwischen den beiden optischen Achsen eines optisch zweiachsigen Minerals. Die Winkelhalbierende des kleineren 2V-Winkels heißt spitze Bisektrix. Die Winkelhalbierende des größeren 2V-Winkels wird als stumpfe Bisektrix bezeichnet.

  • Schnitt senkrecht zur spitzen Bisektrix:
 
Abschätzung des 2V-Winkels anhand des Abstand der Isogyren (Schnittlage senkrecht zu spitzer Bisektrix), erstellt von K. Maetschke, 2020


Anhand des Abstands vom Mittelpunkt lässt sich der 2V-Winkel ungefähr abschätzen. Befinden sich die Isogyren in Diagonalstellung außerhalb des Sichtfeldes, so ist der 2V-Winkel >60°


  • Schnitt senkrecht zu einer optischen Achse:
 
Abschätzung des 2V-Winkels anhand des Abstand der Isogyren (Schnittlage senkrecht zu optischer Achse), erstellt von K. Maetschke, 2020


Anhand der Krümmung der Isogyre kann die Größe des 2V-Winkels deutlich leichter abgeschätzt werden. Je gekrümmter die Isogyren sind, desto kleiner ist dieser Winkel. Solange zwei Isogyren im Sichtfeld zu sehen sind, ist der Winkel <30°.

Beachte: Manche optisch zweiachsigen Minerale, wie z.B. Biotit, haben einen so kleinen 2V-Winkel, sodass es im Schnitt senkrecht zur optischen Achse so scheint, als wären sie einachsig und werden deshalb als pseudo einachsig bezeichnet.

Bestimmung des optischen Charakters


Der optische Charakter eines Minerals umschreibt das Achsenverhältnis der zugehörigen Indikatrix. Im Fall von optisch zweiachsigen Mineralen bedeutet das also:

  • ein optisch positiver Charakter steht für eine ellipsoide Indikatrix bei der gilt: nz = spitze Bisektrix
  • ein optisch negativer Charakter steht für eine ellipsoide Indikatrix bei der gilt: nx = spitze Bisektrix


Die Bestimmung des optischen Charakters zweiachsiger Minerale erfolgt in der Diagonalstellung. Je nach Schnittlage und Form der Indikatrix sind in dieser Stellung zwei Isogyren oder eine Isogyre zu sehen. Allgemein ist die sicherste Schnittlage um den optischen Charakter zu bestimmen, wieder die Schnittlage mit niedrigster Interferenzfarbe (schwarz bzw. dunkelgrau in Hellstellung). Bei Schnitten dieser Interferenzfarbe wird das Korn senkrecht zu einer der optischen Achsen geschnitten, d.h. es ist im Konoskopbild eine Isogyre im Bildmittelpunkt zu sehen und diese Isogyre rotiert beim Drehen des Tisches um sich selbst. Eine Überprüfung ob ein Konoskopbild brauchbar ist, funktioniert am besten in dem man schaut ob die Isogyre sich immer im Blickfeld befindet, wenn man den Tisch um 360° dreht. Sollte die Isogyre sich bei Drehung des Tisches aus dem Bild heraus bewegen und wieder hineinkommen, lässt sich keine Aussage über den optischen Charakter treffen! Der optische Charakter ist bestimmbar, wenn die Isogyre so stark gekrümmt ist, sodass eindeutig festgestellt werden kann in welche Richtung sich die Isogyre krümmt. Ist dies nicht der Fall kann der optische Charakter nicht bestimmt werden und die Indikatrix ist optisch neutral (2V=90°) bzw. hat auf jeden Fall einen sehr hohen Achsenwinkel. Die Krümmung ist häufig schon ab einem 2V-Winkel >85° schwer zu erkennen.

 
Konoskopbild eines optisch positiven, zweiachsigen Minerals in Diagonalstellung, erstellt von K. Maetschke, 2020

Wenn die Isogyre und deren Krümmung klar zu erkennen ist, wird der optische Charakter wie bei den einachsigen Mineralen durch Hinzufügen des Hilfsobjekt Rot I festgestellt. Es findet nun in den unterschiedlichen Bereichen des Interferenzbildes Farbaddition und -subtraktion statt. Bei optisch positivem Charakter tritt in Diagonalstellung in dem Bereich, der durch die gekrümmte Isogyre eingeschlossen wird (im „Bauch“ der Isogyre), eine Farbaddition und somit blaue Färbung auf. Sollten zwei Isogyren zu sehen sein tritt rechts oben und links unten in beiden Isogyrenkrümmungen die Additionsfarbe Blau auf. Der mittlere bzw. übrige Bereich unterliegt der Farbsubtraktion und ist wiederum orange gefärbt. Bei optisch negativem Charakter hingegen, sind die von den Isogyren eingeschlossenen Bereiche orange gefärbt (Farbsubtraktion) und der mittlere/übrige Bereich blau (Farbaddition).

Literatur

  • Tröger, W.E. (1982): Tabellen zur optischen Bestimmung der gesteinsbildenden Minerale. Schweizerbart´sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart
  • Raith, M.M., Raase, P., Reinhardt, J. (2011): Leitfaden zur Dünnschliffmikroskopie


Dieser Artikel wurde erstellt von:
C. Poetsch, L. Seybold