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Mikrothermometrie

 
     
  Temperaturbestimmung von Phasenübergängen in Flüssigkeitseinschlüssen bzw. Schmelzeinschlüssen in Mineralen. Derartige Phasenübergänge können Schmelztemperaturen oder Homogenisierungstemperaturen sein. Die Schmelztemperatur eines Stoffes gibt Hinweise auf die Konzentration an zusätzlich vorhandenen Substanzen, welche eine Schmelzpunkterniedrigung bewirken würden. Die Schmelztemperatur von CO2 beispielsweise zeigt an, ob reines CO2 vorhanden ist oder ob andere Bestandteile (z.B. CH4, N2, H2S) im CO2 auftreten. Die Konzentration von Salzen in H2O kann ebenfalls durch die damit verbundene Gefrierpunkterniedrigung ermittelt werden. Das erste Schmelzen (initiales Schmelzen) eines Stoffgemisches zeigt die eutektische Temperatur an und ist somit Indikator für die Zusammensetzung des Stoffsystems. Die Homogenisierungstemperatur oder Schliessungstemperatur eines Flüssigkeitseinschlusses ist die Temperatur, bei der der Einschlussinhalt vom Mehrphasenbereich in den Einphasenbereich übergeht. Im System H2O (Phasendiagramm) beispielsweise liegt bei Zimmertemperatur häufig eine Gasphase und eine flüssige Phase vor. Die Gasphase entsteht, wenn nach der Einschlussbildung eine Abkühlung erfolgt; durch Kontraktion bildet sich eine H2O-Gasphase, deren Volumen bei weiterer Abkühlung zunimmt. Bei Erwärmung des Einschlusses wiederum verkleinert sich die Gasphase, um bei einer bestimmten Temperatur (Homogenisierungstemperatur) völlig zu verschwinden. Geht man davon aus, dass das Fluid zur Zeit der Einschlussbildung homogen war, so stellt demnach die Homogenisierungstemperatur die mindestmögliche Bildungstemperatur dar. Die Homogenisierungstemperatur hängt von der Dichte des Einschlussinhaltes ab. Geschieht die Einschlussbildung bei erhöhtem Druck, so erfolgt bei der Abkühlung erst eine Phasentrennung, wenn die Zweiphasenlinie erreicht ist. Bis dahin erfolgt der Druck-Temperaturverlauf entlang der Linie gleicher Dichte (Isochore). Demzufolge ist die Homogenisierungstemperatur nicht gleichzusetzen mit der Bildungstemperatur des Wirtsminerales. Aus der Homogenisierungstemperatur kann die wahre Bildungstemperatur bestimmt werden, wenn der Bildungsdruck abgeschätzt werden kann. Ebenso ist eine Druckbestimmung möglich, wenn die Bildungstemperatur anhand von anderen Faktoren (Geothermometern) bekannt ist. Die wichtigste Apparatur für mikrothermometrische Untersuchungen ist der Heiz-Kühltisch. Dabei handelt es sich um ein Durchlichtmikroskop mit hoher Auflösung, auf dessen Objekttisch eine Heiz-und Kühlvorrichtung angebracht ist. Als Proben werden beidseitig polierte Schliffe (Dickschliffe) der zu untersuchenden Substanz verwendet. Phasenübergänge können im gesteuerten Temperaturverlauf in Abhängigkeit zur Temperatur beobachtet werden. Somit kann die Zusammensetzung der fluiden Phase ermittelt werden, die Dichte der Einschlüsse, die mindestmögliche Bildungstemperatur sowie Druck- und Temperaturabschätzungen (Bildungsbedingungen) abgeleitet werden.  
 

 

 

 
 
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