Detailansicht
Phasenbeziehungen und Mikrostrukturen in drei Fulguritproben
Christoph Sutter
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Rainer Abart
DOI
10.25365/thesis.73755
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21248.28313.294151-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Bei einem Blitzeinschlag werden in einem Bruchteil einer Sekunde große Energiemengen übertragen. Dabei wird das getroffene Material teilweise aufgeschmolzen und verdampft. Beim raschen Abkühlen entstehen Glas-Mineralaggregate, die sogenannten Fulgurite (lat. Fulgur = Blitz). Fulgurite haben typischerweise eine röhrenförmige Geometrie und weisen oft einen Zentralkanal auf. In dieser Arbeit wurden drei Fulgurite, ein granitischer Bodenfulgurit, ein basaltischer Steinfulgurit und ein Sandfulgurit mineralogisch und petrographisch untersucht. Der erste untersuchte Fulgurit besteht aus drei Bruchstücken und hat sich in Inyo County, Kalifornien, USA bei einem Blitzeinschlag in einem Boden aus verwittertem Granit gebildet. Das größte Exemplar dieses Fulgurites ist ein Fragment eines Hohlzylinders mit einem Innendurchmesser von rund 4 cm und einer Wandstärke von 1,6 cm. Die zweite Fulguritprobe hat eine Größe von 2,4 x 1,5 x 0,5 cm und entstand in den Deccan Trap Basalten in Indien durch einen Hochspannungsübertritt. Der letzte Fulgurit kommt aus der Ténéré Wüste und bildete sich natürlich aus Sand. Im granitischen Bodenfulgurit wurde im größten Exemplar eine konzentrische Zonierung von bis zu 5 Zonen festgestellt. Diese Zonierung bildet sich hauptsächlich durch einen Temperaturgradienten vom Zentralkanal bis zur Außenwand. Die Zonen werden durch die Minerale Lechatelierit (1. Zone) – Cristobalit – Cristobalit der auf Quarz gewachsen ist sowie Quarz – Quarz – Feldspat und Quarz (5. Zone) definiert. Weiters befinden sich reduzierte Metallkugelstrukturen, bestehend aus Eisen, Phosphor, Silizium und/oder Sauerstoff in der innersten Zone. In der äußersten Zone wurde Spinell- sowie Armalcolitwachstum festgestellt, welche bei deutlich oxidierenden Bedingungen entstehen. Die vorhandenen Zirkone sind bei der Bildung des Fulgurits zerfallen und bildeten Baddeleyit und SiO2-Schmelze. Beim dendritischen Spinellwachstum in der äußersten Zone und dem Cristobalitwachstum auf dem Quarz konnte eine chemische Segregation der Schmelze festgestellt werden. Eine homogene Glasmatrix besitzt der zweite Fulgurit, ein basaltischer Pseudofulgurit, bei dem die Position des Zentralkanals nicht bestimmbar ist. Diese Probe hat eine mehrfach zonierte Kruste, die als einziges einen Kontakt zwischen dem Fulgurit und einer kälteren Umgebung anzeigt. In der Glasmatrix haben sich Relikte aus Plagioklas und Quarz erhalten. Teilweise haben sich die Quarzkörner in Cristobalit umgewandelt. In der Schmelze und um die Plagioklaskörner wuchsen Pyroxendendriten, die einerseits gerade und anderseits gebogene Dendritäste ausbilden. Die Wachstumsrichtung des Hauptstranges kann als [001] bestimmt werden und die Rotationsachse um welche das Kristallgitter der Dendrite gebogen ist, entspricht der kristallographischen b-Achse. Ein Plagioklaskorn weist einen Bruch auf, in den Schmelze eingedrungen ist. Diese Schmelze hat sich dabei in eine silizium- und kaliumreiche sowie in eine eisen- und magnesiumreiche Schmelze entmischt. Nebenbei fand eine Resorption einer eisen-, kalzium- und magnesiumreichen Schmelze in einen Bruch eines Cristobalitkorns statt. An der Kante des Cristobalitkorns um den Bruch reicherte sich Kalium stark an. Der letzte untersuchte Fulgurit, ein Sandfulgurit besitzt einen Zentralkanal. Beim Blitzeinschlag wurden Quarzkörner und andere akzessorische Minerale aufgeschmolzen. Diese haben sich nicht oder nur schlecht mit der SiO2-reichen Schmelze gemischt, beziehungsweise wieder entmischt. Als besondere Phase kommt in dieser Probe eine mehrphasige Si-Al-Ti-Fe-haltige Oxidstruktur, die von Kohlenstoff umgeben ist, vor.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Fulgurit Zonierung Temperaturgradien REDOX-Gradient dendritischens Wachstum chemische Segregation beim Kristallwachstum gebogene Dendrite Schmelzentmischung
Autor*innen
Christoph Sutter
Haupttitel (Deutsch)
Phasenbeziehungen und Mikrostrukturen in drei Fulguritproben
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
iv, 150 Seiten : Illustrationen
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Rainer Abart
AC Nummer
AC16873337
Utheses ID
67140
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |