Autor Thema: Erzmikroskopie: Sella Bassa  (Gelesen 6742 mal)

Stefan_O

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Erzmikroskopie: Sella Bassa
« am: Oktober 22, 2011, 15:35:49 Nachmittag »
Salü Zusammen,

ich möchte euch hier eine Lagerstätte aus Nord-Italien vorstellen, sie liegt geographisch im schönen Valsesia und geologisch in der Ivrea-Zone. Die darauf bauende Mine heisst Sella Bassa und wurde um das Jahr 1870 betrieben. Abgebaut wurde auf Nickel, es ist eine magmatische Fe-Ni-Lagerstätte.

Kurz zur Ivrea-Zone und zum Valsesia: die Ivrea-Zone ist ein Teil der unteren Erdkruste, bzw des oberen Mantels, stammt also aus ziemlicher Tiefe. Der im Valsesia aufgeschlossene Teil gliedert sich in die sogenannten "cyclic units" mit sich wiederholenden Lagen aus Peridotiten, Pyroxeniten, und Gabbros, und zum anderen in den "main gabbro" genannten Teil, der aus in Diorit übergehenden Gabbro besteht. (Die englischen Begriffe sind so fest etabliert, das ich sie hier ebenfalls verwende.)

Die Sella Bassa Mine befindet sich als einzigste der vielen Minen des Valsesia im "main gabbro", wobei das Erz in einer Pyroxenit-Lage liegt. Die Mineralogie ist, dem Typ der Lagerstätte entsprechend, recht einfach. Das Hauptmineral ist Pyrrhotin (Magnetkies), Nickel liegt in Form von Pendlandit vor, Kupfer in Form von Chalcopyrit. Kobalt liegt in Spuren vor, jedoch nicht als eigenständiges Mineral. Der Nickelgehalt im Erz beträgt 3-4%, was für die Gegend recht hoch ist. In den letzten Jahrzehnten wurde wieder ein Auge auf diese Minen geworfen, da magmatische Fe-Ni-Lagerstätten häufig interessante Gehalte an Platin-Gruppen-Elementen (PGE's) haben. Analysen vom Sella Bassa Erz haben Platin-Gehalte von 500-900 ppb und Palladium von 200-500 ppb ergeben. Die PGE's liegen in Form der Mineralien Merenskyit, Moncheite, Sperrylite, und Melonit. In meinen Proben konnte ich leider keine sehen. In der Regel kommen sie in sehr kleinen Körnern vor, sind also eher etwas fürs REM oder für sehr geschulte Augen.

Zur Mine selbst: links das Mundloch auf ca. 1650 m Höhe, rechts ein Blick ins Innere, wo man eine Leiter in einen tieferen Bereich und Erzrutschen von einer oberen Etage erkennen kann. Vor dem Betreten sei ausdrücklich gewarnt, von allen Minen im Valsesia ist Sella Bassa die heimtückischte!



Geschliffene und grob polierte Scheibe des typischen Erzes. Man sieht mit blossem Auge nur eine kompakte Masse, durchsetzt mit Fragmenten des Pyroxenites. Die Breite der Probe beträgt im unteren Teil rund 12 cm (1200 dpi Scan, bis auf Datei/Bildgrösse unbearbeitet).



Da wir das Thema "Scannen statt Mikroskopie" mal angesprochen hatten, hier ein Ausschnitt, der mit 4800 dpi gescannt wurde. Der Scan brauchte ein leichtes Schärfen, ist aber sonst nicht schlecht. Das Scannen scheint mir Potential zu haben. Der Durchmesser des schwarzen Fragmentes beträgt 1 cm. Man sieht sehr schön, wie das Erz das Gestein durchdringt, was sich bis auf mikroskopische Ebene fortsetzt.



Und die polierten Proben im Auflicht, mt Nic //.
Schwarz: Pyroxenit, Pn: Pentlandit, Po: Pyrrhotin/Magnetkies, Ccp: Chalcopyrit

Ausschnitt mit hohem Anteil Chalcopyrit (Bildmitte). Der Magnetkies (Po) zeigt einen schönen Pleochroismus, ist daher zweifarbig, siehe auch den Ausschnitt aus der Datenbank unten.


Pentlandit:


Und zwei Bilder, die die Durchdringung des Pyroxenits durch den Magnetkies zeigen:




Hier die Reflexionskurven aus der Datenbank. Der Magnetkies hat dank seines Pleochroismus zwei Kurven:

(die Daten stammen aus Criddle/Stanley: Quantitative Data File for Ore Minerals, Chapman&Hall, 1993)

Aufnahme bei 400 nm: Chalcopyrit als dunkelstes Erzmineral, Magnetkies und Pentlandit fast mit gleicher Reflexion


Aufnahme bei 520 nm: der Chalcopyrit ist nun deutlich heller als der Magnetkies, Pentlandit bleibt das hellste Mineral


Da ich ein Buch über die Minen im Valsesia schreibe, weise ich darauf hin, dass die Fotos urheberrechtlich geschützt sind und nicht ohne meine Erlaubnis verwendet werden dürfen.

Empfehlenswerte Aufsätze zur Ivrea-Zone:

Giorgio Garuti, Anthony J. Naldrett, and Alfredo Ferrario: Platinum-group elements in magmatic sulfides from the Ivrea Zone; their control by sulfide assimilation and silicate fractionation. Economic Geology 85 (1990) 328-336

C. Pin and J. D. Sills (1986): Petrogenesis of layered gabbros and ultramafic rocks from Val Sesia, the Ivrea Zone, NW Italy: trace element and isotope geochemistry. Geological Society, London, Special Publications, 24, 231-249

Liebe Grüsse,
Stefan

« Letzte Änderung: Oktober 23, 2011, 10:19:45 Vormittag von Stefan_O »

Holger Adelmann

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Re: Erzmikroskopie: Sella Bassa
« Antwort #1 am: Oktober 22, 2011, 20:58:17 Nachmittag »
Eine Top Beitrag, lieber Stefan ! Vielen Dank für Deine Mühe.
Die Bilder sind grandios - kannst Du mir zum Scannen noch bitte eine Referenz geben?

Merke mich schon mal für ein Exemplar Deines Buches vor - ich stamme aus dem Lahn-Dill Gebiet und bin naturgemäss sehr an Bergbau interessiert, ich habe einiges an Literatur zum alten Bergbau in diesem Gebiet.
Ich bin in meiner Jugend selbst in einige alte Mundlöcher in meiner Heimat eingestiegen, war  teilweise abenteuerlich - heute mache ich das nicht mehr  ;D


Herzliche Grüsse
Holger


Stefan_O

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Re: Erzmikroskopie: Sella Bassa
« Antwort #2 am: Oktober 22, 2011, 22:00:17 Nachmittag »
Hallo Holger,

danke für die Blumen - der Scanner ist ein Epson Perfection V750 Pro, den ich wegen seiner hohen Auflösung ausgewählte habe. Wie geschrieben habe ich mit 1200 dpi bzw 4800 dpi gescannt, mit 48 bit Farbtiefe und als tif Datei gespeichert. Die Dateien sind natürlich reichlich gross, zwischendurch gab es die Fehlermeldung: Datei > 2 Gb. Offenbar hat SilverFast als Software, oder der Sanner selbst, ein Problem damit.

Der Scanner hat allerdings auch Grenzen, die auf Hochglanz polierten Proben lassen sich nicht scannen, die Scans sind dunkel und zeigen keine Details. Also (noch) kein Ersatz für das Orthoplan, wohl aber für das Bino. Da ich meine Scheiben nur bis "seidenmatt" schleife, ist das für mich kein Problem. Die Abbildungen oben waren die ersten Versuche, mit denen ich aber schon zufrieden bin. Die Qualität war doch überraschend gut für Plug & Play, Scheibe auflegen und Start drücken.

Das Buch ist so etwas wie eine Sammelmappe - ich war in den letzen Jahren in allen grossen Minen des Valsesia und habe Fotos gemacht und Proben genommen. Wann immer ich einen Infoschnipsel finde, füge ich ihn hinzu. Von daher wächst es langsam aber stetig, ist aber nicht wirklich zusammenhängend. Immerhin, die Minenbeschreibungen sind fertig (auf 130 Seiten), jetzt kommen die Scans der Anschliffe, dann die Bilder der Erzmikroskopie, dann.....

Hier noch ein Link zum Scanner:
http://www.epson.at/product/imaging/epson_perfection_v750_pro/index.htm

Gruss,
Stefan
« Letzte Änderung: Oktober 22, 2011, 22:08:08 Nachmittag von Stefan_O »

Holger Adelmann

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Re: Erzmikroskopie: Sella Bassa
« Antwort #3 am: Oktober 22, 2011, 22:07:13 Nachmittag »
Hmmm - ist zwar etwas Schweinerei, aber wenn man so einen Schliff mit Immersionsöl auf der Scanner-Glasscheibe immergieren würde ... ?!

Ich probiere das bei mir morgen mal aus  ;)

Der Scanner-Link in Deinem Post allerdings wird bei mir am PC nur als Icon dargestellt, bitte prüfe das doch noch mal.

Herzliche Grüsse
Holger


Stefan_O

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Re: Erzmikroskopie: Sella Bassa
« Antwort #4 am: Oktober 22, 2011, 22:12:27 Nachmittag »
So, jetzt gehts. Hatte den Link als Bild eingefügt...

Immersionsöl auf meinem heiligen Scanner - autsch. Lieber bei seidenmatt bleiben. Wenn Du aber schon am Testen bist: leg doch gleich eine Polarisationsfolie zwischen Glas und Probe   :D

Gruss,
Stefan

Holger Adelmann

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Re: Erzmikroskopie: Sella Bassa
« Antwort #5 am: Oktober 22, 2011, 22:28:42 Nachmittag »
Zitat
leg doch gleich eine Polarisationsfolie zwischen Glas und Probe

Is klar Stefan, und mit der 2. Polarisationsfolie betrachte ich danach das gescannte Bild, wie?  ;D

H.

Bastian

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Re: Erzmikroskopie: Sella Bassa
« Antwort #6 am: Oktober 22, 2011, 23:21:06 Nachmittag »
Hallo Stefan,
sehr schön hier ein paar Erzanschliffe zu sehen. Das tut der Seele wohl! Vielen Dank!
Sag mal, die dunkel graue Phase in deinem Schliff - habe ich das richtig verstanden? - ist Pyroxenit, was ja zunächst nur mal eine Gruppe von Mineralien, bzw eine ultramafische Gesteine beschreibt? Hast Du heraus finden was genau das ist? Entschuldige ich bin da ein Totalist und ich interessiere mich für das Ganggestein genauso wie für die Erzmineralien.
Bei den PGE Gehalten im Bereich von ppb wundert es mich nicht dass Du keine finden konntest denn da hat man auch im REM größte Schwierigkeiten diese zu finden.

Was ist denn das für eine schöne Datenbank die Du da nutzt? Hast Du die selbst programmiert oder ist das etwas was es fertig gibt?

Ich wäre an Deinem Buch übrigens auch sehr interessiert.

Bastian

Stefan_O

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Re: Erzmikroskopie: Sella Bassa
« Antwort #7 am: Oktober 23, 2011, 09:51:28 Vormittag »
Hallo Bastian,

zur Gangart: nein, keine Ahnung was es genau ist. Ich kann mal in der Literatur suchen, ob ich eine Analyse dazu finde. Selber Bestimmen kann ich es nicht, dazu fehlen mir die Kenntnisse. Ich habe schon Mühe, die Auflösungserscheinungen zu interpretieren. Frustrierend!

zu den PGEs: stimmt, es ist die Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Durch die hohe Reflexion wären die PGEs aber gut sichtbar. Immerhin haben wir in der Ivrea-Zone schon Irarsit (Iridium!) gefunden, allerdings per REM/EDX. Ich muss die Probe mal heraussuchen und im Lichtmikroskop anschauen.

zur Datenbank: habe ich selbst geschrieben, mit FileMaker geht das, ohne das grosse Kenntnisse von Datenbank-Design notwendig sind. Ich war die Blätterei in fünf verschiedenen Büchern leid. So habe ich Beschreibungen, Paragenese, Bilder, Daten zusammen, kann Suchen und Springen, ohne Zeit zu vergeuden. Die Datenbank enthält 209 Erzmineralien, die fehlenden lassen sich ohnehin nicht per Lichtmikroskop bestimmen. Der Screenshot oben stammt aus einer kleineren Variante, die nur die Daten aus dem Criddle enthält, aber mehr Kurven gleichzeitig zeichnen kann. Die Daten können auch als Tabelle angezeigt werden, aufsteigend geordnet nach beliebiger Wellenlänge. Suchen kann man auch mit > oder <-Operatoren. Wenn ich also ein bekanntes Mineral habe, kann ich bei verschiedenen Wellenlängen schauen, ob es heller oder dunkler ist und Datensätze ausschliessen. Dazu braucht es nicht mal die mühseligen absoluten Messungen. Zur Zeit habe ich 10 Wellenlängen zwischen 400 und 680 nm zur Verfügung, damit kann man schon herumspielen. Alle weitere lohnt aber die Kosten eher nicht.

Leider verletzt die Weitergabe der Datenbank diverse Urheberrechte - ich kann sie also weder verschenken noch verkaufen. So etwas auf die Beine zu stellen, wäre eigentlich bei der IMA-COM an der richtige Adresse, den Criddle gab es anscheinend auch mal digital. Doch die IMA-COM scheint mehr eher tot als lebendig zu sein.

Zum Schluss noch ein Klassiker aus der Sella Bassa-Probe: Pentlandit-Flammen in Magnetkies. Aufgenommen mit einem alten 50x NPl P ohne Filter. Trotz der schlechten Politur eigentlich sehr schön!



Gruss,
Stefan
« Letzte Änderung: Oktober 23, 2011, 10:22:08 Vormittag von Stefan_O »

Bastian

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Re: Erzmikroskopie: Sella Bassa
« Antwort #8 am: Oktober 23, 2011, 11:09:45 Vormittag »
Hallo Stefan,
alle Achtung, eine ganz schöne Fleißarbeit die Daten alle einzutragen. Kann ich verstehen dass Du sie nicht weitergeben kannst. Ist ja auch schön in der Copy&Paste Gesellschaft Menschen zu finden die das Urheberrecht achten. Ich hatte gehofft dass es eine Online Version ist, die ich irgendwie übersehen hatte. Also Trost bleibt mir also immerhin dass ich ordentlich recherchiert habe .

Wie sieht denn das Ganggestein bei gekreuzten Nicols aus? Ich habe da so ein paar Vermutungen, die ich aber nicht äußern will ohne den Schliff unter dem Mikroskop gesehen zu haben...

Ich weiss nicht ob Du es schon irgendwo im Forum erwähnt hast, aber welche Filter genau benutzt Du für Deine Aufnahmen?

Bastian


Stefan_O

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Re: Erzmikroskopie: Sella Bassa
« Antwort #9 am: Oktober 23, 2011, 11:59:15 Vormittag »
Hallo Bastian,

die Filter stammen von Melles Griot, die recht freundlich an Privat verkaufen. Es sind Interferenzfilter mit 10 nm Breite, die ich zwischen Lampenhaus und Mikroskop stecke. Leider braucht es dafür die teuren Filter mit 50 mm Durchmesser und gute Wärmeschutzfilter. Zudem muss die Lampe ausreichend Leistung bringen, gerade bei 400 nm ist das schwierig. Die Belichtungszeit liegt bei dem 400 nm Foto oben bei 1.3 s mit der Xenon-Lampe. Wenn ich mir die Spektren ansehe, ist der Bereich 400-500 nm der interessanteste. Die Melles Griot Filter wurden in mehreren neueren Studien zur multispektralen Erzmikroskopie verwendet. Hier ein Link zur Herstellerseite:

https://cvimellesgriot.com/Products/Bandpass-Interference-Filters-Visible.aspx

Und zwei Fotos mit Nic. + des Gangmaterials (des runden Einschlusses im dritten Foto von oben). Die Literatur sagt
clinopyroxene/orthopyroxene/hornblende für Sella Bassa (Mineralium Deposita 21 (1986) 22-34), ich wage keine Prognose für die nicht-opaken mehr, seit sich mal mein Quarz als Kassiterit herausgestellt hat  :D





Gruss,
Stefan


Bastian

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Re: Erzmikroskopie: Sella Bassa
« Antwort #10 am: Oktober 23, 2011, 12:31:37 Nachmittag »
Hallo Stefan,
vielen Dank für den Link und die weiteren Photos.  :)

Nach den Filtern werde ich mich dann in nächster Zeit mal in Ruhe umsehen. Was den Gang angeht der In der Literatur steht, das muss ja nicht  heissen dass man genau diese Phasen auch im Schliff gleich erwischt. Mir scheint dass du zwei schwach reflektierende Phasen hast. Eine graue und eine die noch dunkler ist. Aber, ich enthalte mich hier lieber auch mit einer Deutung  :P.

Bastian