Detailansicht
Microstructure, shape and crystallographic orientation relationships of inclusions in metapelite garnet (Xanthi, Greece)
Mike Maurice Müller
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Rainer Abart
Mitbetreuer*in
Gerlinde Habler
DOI
10.25365/thesis.73248
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-16624.75205.172250-3
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Metapelitischer Granat-Kyanit-Gneiss (Lokalität nördlich der Stadt Xanthi, Griechenland) aus dem Kimi Komplex, Rhodopen, wurde untersucht, um den Mineralgehalt und die Einschlussgefüge und -muster in Granat zu bestimmen. Dazu wurden optische Mikroskopie, Mikro-Computer-tomografie, SEM-Bildgebungsverfahren, SEM-EDX, SEMEBSD und Raman-Spektroskopie verwendet. Die Ergebnisse der Thermobarometrie auf Grundlage der Raman-Spektroskopie zeigen, dass die metamorphischen Höchstbedingungen mit den Einschätzungen der Literatur übereinstimmen. Detaillierte Analysen des Einschlussgefüges hat mehrere Granat Wachstumszonen und charakteristische Domänen innerhalb dieser Zonen offenbart. Die Mikro-Einschlüsse zweier Granat Domänen wurden daraufhingend detailliert auf ihre Mikrostruktur und Textur untersucht. Die erste Domäne wurde durch zahlreiche sub-mikrometer große Rutil Einschlüsse definiert, welche sich entlang von (kurvi)linearen Einschluss Spuren anordnen. Diese Spuren sind parallel entlang der lokalen Wachstumsrichtung von Granat Sektoren angeordnet. Diese mikrostrukturelle Granat Domäne wurde daher als "Trail-Domäne" bezeichnet. Die zweite Domäne wurde durch eine Vielzahl von Rutilnadeln mit strikten Form vorzugs-Orientierungen (SPO) definiert und als "Nadel-Domäne" bezeichnet. Diese Rutilnadeln wurden mit unterschiedlich ausgeprägten Streckungsverhältnissen im gesamten Granat beobachtet. Die Elektronen-Rückgestreu-Diffraktions Analyse (EBSD) dient zur Untersuchung kristallografischer Orientierungsbeziehungen (COR) zwischen Einschluss- und Wirt-Kristall. Die Kombination mikrostruktureller mit kristallografischen Eigenschaften impliziert eine Form Orientierung (SOR) der Rutilnadeln im Granat Wirtskristall, welche die Längsrichtungen der Rutilnadeln intern entlang der < 103 >Rt und extern der < 111 >Grt beschreibt. Ergebnisse der statistsichen Häufigkeits-Analyse der Verteilung von Rutil Einschlüssen mit strenger SPO deutet darauf hin, dass die Einschluss Spuren in der Trail-Domäne Rutil Einschlüsse mit SPOs bevorzug werden, deren Längsachsen einen grossen Winkel zu der jeweiligen Fläche der Wachstumsfacette des Granat Sektors eingehen, entgegen Einschlüssen mit SPO, deren Längsachsen parallel zu besagter Fläche des Granats liegen. Die Verteilung in der Nadel-Domäne wurden hingegen als gleichmäßig ausgewogen zwischen den kristallografisch equivalenten SPO < 111 >Grt Richtungen beobachtet. Diese Befunde legen nahe, dass die Einschlüsse in der Trail-Domäne durch einen Anhaftungsund Überwachsungsmechanismus gebildet wurden, zeitgleich des Granat Wachstums. Die Rutilnadeln mit deutlicher SPO in der Nadel-Domäne hingegen sind ein Produkt von Fällungsreaktionen, welche nach dem Granat Wachstum, sprich in einem pre-existierenden Granat Kristallgitter, stattgefunden haben müssen. Die Unterschiede in den Entstehungsszenarien werden ebenfalls in der COR-Klassifikation widergespiegelt. Die Ergebnisse des Ansatzes große Datensätze von Kristallorientierungen methodisch zu vergleichen, werden stark von den untersuchten Einschlüssen und ihren mikrostrukturellen Eigenheiten beeinflusst. Im Vergleich mit anderen EBSD-Datensätzen wurde beobachtet, dass solange die gleiche Klassifizierungsroutine angewandt wird, Metapelite ähnlichen Trends axialer Orientierungsbeziehungen folgen, aber spezifische CORs und mikrostrukturelle Eigenschaften stark abweichen. Durch diese Studie werden, in Anbetracht der COR Klassifikation und mikrostruktureller Eigenschaften, Beziehungen von Einschlüssen im Wirtskristall für "Fingerprinting" als möglich erachtet.
Abstract
(Englisch)
Metapelitic garnet-kyanite gneiss from the Kimi Complex (Rhodope Metamorphic Complex), north of the city Xanthi, Greece, was subject to a detailed investigation to assess its mineral content and the inclusion microstructure and texture in garnet. A suite of advanced analytical techniques was employed, including optical microscopy, micro computed tomography, SEM imaging methods, SEM-EDX, SEM-EBSD, and Raman spectroscopy. Results of thermobarometry based on Raman spectroscopy are in line with peak metamorphic conditions reported in the literature. A further analysis of the inclusion microstructure in garnet allowed to distinguish several different growth zones in garnet and characteristic domains within these zones. The micro-inclusions in two different garnet domains were the focus of comprehensive microstructure and texture analysis. Based on the inclusion microstructure, the first garnet domain was defined by the presence of abundant sub-micron sized rutile inclusions that are arranged as (curvi)linear inclusion trails oriented parallel to the local growth direction of the host garnet crystal, referred to as "trail domain." The second garnet domain was defined by abundant rutile needles with strict shape preferred orientation (SPO), referred to as the "needle domain". These rutile needles with SPO but different aspect ratios were observed within the entirety of the studied garnets. Electron backscatter diffraction (EBSD) analysis was performed to investigate crystallographic orientation relationships (COR) between the inclusion and host phases. Combination of the microstructural and crystallographic data showed a shape orientation relationship (SOR) between rutile needles and the garnet host in the needle domain. There, the elongation of the rutile needles aligns with < 111 >Grt directions. Further, the elongation of the rutile needles occurs strictly along the < 103 >Rt, which therefore, correlates with an axial relationship between rutile needle and garnet host lattice. Results from the statistical analysis of the distribution of rutile needles with particular SPO indicate that, in the trail domain, those rutile needles with an SPO at high angle with respect to the growth facet plane of the particular garnet sector predominate over SPO directions lying parallel to this garnet plane. Contrastingly, the distribution of rutile needles with strict SPO was observed to be evenly balanced between the different crystallographic equivalent < 111 >Grt directions in the needle domain. These findings suggest that the inclusion trails in the trail domain were formed through an attachment and overgrowth mechanism, syngenetic to garnet growth, while the needles with distinct SPO in the needle domain were likely a product of precipitation within a preexisting garnet lattice. The correlation of microstructural properties of rutile inclusions with their crystallographic orientation relationship regarding the host crystal, yielded a strong link to the microstructural peculiarities of the studied inclusions. Comparison with other large EBSD data sets indicates that rutile inclusions in metapelite garnets follow similar trends of axial relationships, but show significant deviations, especially regarding specific CORs, and when considering different microstructural characteristics. Still, when applying a consistent COR classification, large EBSD data sets correlated with microstructural observations, show potential for fingerprinting based on rutile inclusion - garnet host systems.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Granat Rutile COR SOR SPO EBSD mTex Rhodopen
Schlagwörter
(Englisch)
garnet rutile COR SPO EBSD mTex Rhodope
Autor*innen
Mike Maurice Müller
Haupttitel (Englisch)
Microstructure, shape and crystallographic orientation relationships of inclusions in metapelite garnet (Xanthi, Greece)
Paralleltitel (Deutsch)
Mikrostruktur, Form und kristallografische Orientierungsbeziehungen von Einschlüssen in Granat (Xanthi, Griechenland)
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
ix, 64 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Rainer Abart
AC Nummer
AC16800253
Utheses ID
66292
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |