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mit amorphem SiO
2
(Opal), obwohl es sich um
dieselbe Zusammensetzung (SiO
2
)hande .
Dazu wird in Kapitel 3.10.2.2 mehr gesagt.
Hat man sich für seine Achsenvariabeln ent-
schieden, so muss man die für das betrachtete
chemische System relevanten Festphasen zu-
sammensuchen und zwischen den Phasen Re-
aktionen schreiben, die in Abhängigkeit der
Achsenvariabeln formuliert sind. Es macht also
z. B. keinen Sinn, in einem K
+
/H
+
-gegenSiO
2
-
Aktivitätsdiagramm Reaktionen wie die obige
dritte einzutragen, die in Abhängigkeit von
Al
3+
formuliertist.Wennmandannallederar-
tigenReaktionenformulierthat,soformuliert
man als nächstes die Gleichgewichtskonstanten
der Reaktionen, wie es in Kasten 3.3 erklärt ist.
InunseremFallwärediesfürdiemittlereRe-
aktion:
K
Kfsp-Musk
=(
a
Musk
·
a
6
SiO
2
·
a
2
K
+
)/(
a
3
Kfsp
·
a
2
H
+
).
Geht man davon aus, dass K-Feldspat und Mus-
kovit keine Mischphasen, sondern reine Phasen
sind, so ist ihre Aktivität eins und die entspre-
chenden Terme fallen weg. Handelt es sich dage-
genumMischphasen,kannmanihreAktivitä-
ten aus ihrer Zusammensetzung berechnen und
hier einsetzen. Wir gehen aber im Folgenden
vomersten,einfacherenFallaus.DurchUmfor-
mung ergibt sich dann nämlich die Gleichung
(
a
K
+
/
a
H
+
)
2
=
K
Kfsp-Musk
/
a
6
SiO
2
,
die durch Logarithmieren in eine einfache Ge-
radengleichung übergeht:
einfach den log
K
.Esistzubeachten,dassman
leicht auch
metastabile
Reaktionen (Kapitel
3.4) formulieren und ausrechnen kann, die
aber auf dem Diagramm nicht auftauchen. So
haben z. B. Gibbsit und K-Feldspat keine ge-
meinsame Feldergrenze, obwohl man natürlich
theoretisch leicht eine Reaktion formulieren
könnte.Hierh tnurNachdenken,Üben,
Rechnen und geologische Erfahrung, um fest-
zustellen, welche Reaktionen wohl stabil und
welche metastabil sind. Auf eine Regel kann
man sich leider nicht verlassen. Angesichts der
Phasengrenze von Muskovit und Pyrophyllit
sieht man allerdings, dass sich solche Metasta-
bilitäten ändern können, wenn sich Druck und
Temperatur ändern: während in Abb. 3.14 bei
25, 50 und 100 °C Kaolinit und K-Feldspat eine
gemeinsame
Phasengrenze
haben,
Muskovit
8
7
6
Kaolinit
Gibbsit
5
4
3
-6
-5
-4
-3
-2
2·log(
a
K
+
/a
H
+
)=-6·log(
a
SiO
2
)+log
K
Kfsp-Musk
oder log(
a
K
+
/
a
H
+
)=-3·log(
a
SiO
2
)+
0,5 · log
K
Kfsp-Musk
DerletzteTermistdannder
y
-Achsenab-
schnitt, - 3 die Steigung. Den log
K
Kfsp-Musk
kann
man für ein Druck-Temperatur-Paar ausrech-
nen und dann die Reaktionslinie in das Dia-
gramm einzeichnen. Wie man Abb. 3.14 ent-
nimmt, muss sodann diese Prozedur mit allen
Feldergrenzen, also allen relevanten Reaktio-
nen durchgeführt werden. Wenn man Dia-
gramme bei verschiedenen Drucken und Tem-
peraturen konstruieren will, so verändert man
log (a
H
4
SiO
4
)
3.16
Analysen natürlicher Porenwässer aus Ar-
kosen (rote Punkte) und von Meerwasser (graue
Box) werden in diesem Aktivitätsdiagramm in Be-
ziehung zu Mineralstabilitäten gesetzt. Alle Po-
renwässer aus Arkosen sollten demnach im
Gleichgewicht mit Kaolinit stehen, wobei manche
noch zusätzlich mit Quarz und ein Wasser noch
zusätzlich mit K-Feldspat in Gleichgewicht steht,
da es genau auf der Kaolinit-K-Feldspat-Feld-
grenze liegt. Mit Muskovit steht nur ein kleiner
Teil der Meerwasser-Analysen im Gleichgewicht,
der Rest ebenfalls mit Kaolinit. Aus Füchtbauer
(1988).
