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Characterisation of tourmalines from different environments and correlations between structural and chemical data
Andreas Ertl
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Ekkehart Tillmanns
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30369.80041.593970-9
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In dieser Arbeit wurden kristallchemische Untersuchungen an Turmalinen, mit allgemeiner chemischer Formel XY3Z6[T6O18](BO3)3V3W, von unterschiedlichem Chemismus und unterschiedlicher Entstehung durchgeführt. In Turmalinen der Elbait-Schörl-Mischkristallreihe existiert eine inverse Korrelation zwischen der Gitterkonstante a und dem Li-Anteil. Zwischen dem <Y-O>-Abstand und dem YAl- und YFe3+-Anteil gibt es in diesen Turmalinen ebenso eine inverse Korrelation. Eine positive Korrelation wurde zwischen dem (Fe2+ + Mn2+)-Gehalt und [4]Al gefunden. Wenn kein Fe, Mn und Mg verfügbar ist, ist der Li-Gehalt ein wichtiger Faktor, welcher den Si-Anteil in Turmalinen der “Fluor-Elbait”-Rossmanit-“Oxy-Rossmanit”-Serie bestimmt. Der F-Anteil ist generell von der Ladung der Besetzungen der X-Position abhängig. Turmaline mit hohen Anteilen von Fe2+ und Mn2+ wurden untersucht, um herauszufinden, ob Fe2+ und Mn2+ auch die Z-Position besetzen. Es gibt keinen eindeutigen Beweis für Mn auf der Z–Position anhand einer Verfeinerung des Al:Mn-Verhältnisses. Durch Erhitzen der Fe2+- und Mn2+-reichen Turmaline wechselten während der Oxidation zu Fe3+/Mn3+ signifikante Anteile dieser Elemente von der Y- zur Z-Position, wobei gleichzeitig Anteile von Al von der Z- zur Y-Position wechselten. Weiters wurden Mg-reiche und Li-haltige Turmaline, aus Pegmatiten der ostalpinen Grundgebirgseinheit der Steiermark, untersucht. Außerdem wurden Mg-reiche und V-haltige Olenite einer Graphitlagerstätte, als auch Mg-haltige Turmaline von ultrahochdruck- (UHP) metamorphen Gesteinen charakterisiert, wobei Mg und Al eine signifikante Unordnung zwischen der Y- und der Z-Position aufweisen. Es gibt eine positive Korrelation sowohl zwischen dem [6]Al, als auch eine negative Korrelation zwischen den <Y-O> Distanzen in den UHP-Turmalinen und den Temperaturbedingungen der Turmalinbildung. Weiters wurde ein Al- und B-reicher Turmalin mit relativ niedrigen Gitterparametern chemisch und strukturell untersucht. Der maximal beobachtete Anteil von [4]B in Al-reichen Turmalinen nimmt gleichzeitig mit dem Al-Anteil der Y-Position zu, bis [4]B ~3 apfu und YAl ~3 apfu, wobei sich diese Korrelation annähernd durch eine quadratische Funktion mit einem linearen Term darstellen lässt.
Abstract
(Englisch)
In this work, investigations on tourmalines, with the general chemical formula XY3Z6[T6O18](BO3)3V3W, of different chemistry and formation were conducted. In tourmalines of the elbaite-schorl series there is an inverse correlation between the lattice parameter a and the Li content. There is an inverse correlation between <Y-O> and the YAl and YFe3+ content in these tourmalines. A positive correlation was found between (Mn2+ + Fe2+) and [4]Al. Where no Fe, Mn and Mg are available, the Li content is an important factor, which seems to control the amount of Si in tourmaline of the “fluor-elbaite”-rossmanite-“oxy-rossmanite” series. The F content is generally dependent on the charge of the X-site occupants. Fe2+- and Mn2+-rich tourmalines were used to test whether Fe2+ and Mn2+ substitute on the Z site of tourmaline to a detectable degree. No evidence for Mn at the Z site was found from a refinement of Al«Mn. When these Fe2+- and Mn2+-rich tourmalines are heated, some Fe or Mn at the Y-site is oxidized and exchanges with Al at the Z site. Also characterised were Mg-rich and Li-bearing tourmalines from pegmatites of the Austroalpine basement units in Styria, Mg-rich and V-bearing olenites from a graphite deposit, and Mg-bearing tourmalines from ultra-high pressure (UHP) metamorphic rocks, where Mg and Al are strongly disordered between the Y and the Z site. There is a positive correlation between [6]Al, as well as a negative correlation between the <Y-O> distances of the UHP tourmalines and temperature conditions of tourmaline formation. Further, an Al- and B-rich tourmaline with relatively low lattice parameters was chemically and structurally characterised. In Al-rich tourmalines [4]B increases with the YAl content approximately as a power function with a linear term up until [4]B ~3 apfu and YAl ~3 apfu.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
tourmaline crystal structure crystal chemistry elbaite olenite schorl dravite ultra-high pressure Australpine basement units
Schlagwörter
(Deutsch)
Turmalin Kristallstruktur Kristallchemie Elbait Olenit Schörl Dravit ultra-Hochdruck Austroalpines Grundgebirge
Autor*innen
Andreas Ertl
Haupttitel (Englisch)
Characterisation of tourmalines from different environments and correlations between structural and chemical data
Paralleltitel (Deutsch)
Charakterisierung von Turmalinen unterschiedlicher Vorkommen und Korrelationen zwischen strukturellen und chemischen Daten
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
202, [19] S. : Ill., graph. Darst., Kt.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Franz Walter ,
Franz Pertlik
Klassifikation
38 Geowissenschaften > 38.31 Kristallographie
AC Nummer
AC05040234
Utheses ID
4074
Studienkennzahl
UA | 091 | 426 | |