Die Feldspatgehalte quartärzeitlicher Sande Niedersachsens

Abstract

The feldspar contents of 373 samples from quaternary sands of Lower Saxony (West Germany) were determined. The samples were taken in all parts of Lower Saxony and represent a selec- tion of quaternary Sediments of different age and genetic origin. 7 different methods of investigation were tested to determine the content of feldspar both qualitative and quantitative. Polarizing mioroscopy, x-ray diffractometry, Chemical analysis and staining fit these aims best. The most important results of these investigations are: - The quarternary Lower Saxonian sands have an average content of 4.4 weight-% potassium feldspars and 0.8 weight-% plagio- clase. - All tested samples have a similar qualitative feldspar compo- sition. There are monocline, tricline and - more rare - per- thitic potassium feldspars with a rather high (greater 80 %) KAlSi3O8 content. From the plagioclase feldspars only albite, oligoclase and little andesine were indicated. - The potassium feldspar content is higher in each sample than the plagioclase content. - The feldspar content depends on age and genetic origin of each sand. Generally spoken the feldspar content lessens with increasing age. Glaciofluviatile and basin sands usually have a higher feldspar content than fluvial or aeolian sands of the same age. - The feldspar content is highly influenced by grain size com- position. A minimum of feldspar content lies between 0.4 and 1 .0 mm grain size. Fine sands usually have a higher feldspar content than coarse sands. The reason for this phenomenon is weathering. - There are no regional differences in the amount of feldspar content. - The feldspar content is not high enough for commercial mining.

373 Proben aus quartärzeitlichen Sanden NiederSachsens wurden auf ihre qualitative und quantitative Feldspatzusairanensetzung untersucht. Die Proben stammen aus allen Teilen Niedersachsens und repräsentieren einen Querschnitt der verschiedenen stratigraphischen und genetischen, quartärzeitlichen Lockergesteinsserien, die in NiederSachsen anzutreffen sind. Im einzelnen wurden 14 Proben aus dem Altpleistozän, 60 aus der Elster-Kaltzeit, 247 aus dem Drenthe-Stadium der Saale-Kaltzeit, 13 aus dem Warthe-Stadium der Saale-Kaltzeit, 23 aus der Weichsel-Kaltzeit und 20 aus dem Holozän untersucht. 7 verschiedene Untersuchungsmethoden - Polarisationsmikroskopie, röntgenographische Diffraktometeraufnahmen, chemische Analysen, Flotation, Elektrostatik, Schweretrennung und Anfärbeverfahren - wurden zur Bestimmung der qualitativen und quantitativen Feldspatgehalte ausprobiert. Als die geeignetsten Verfahren erwiesen sich die Polarisationsmikroskopie, die röntgenographische Diffraktometeraufnahme, die chemische Analyse und das Anfärben. Mit der letztgenannten Methode wurden die Feldspatgehalte aller 373 Proben bestimmt, weil dieses Verfahren die im Verhältnis zum Zeitaufwand besten Ergebnisse erbrachte. Als wesentliche Ergebnisse sind festzuhalten: - Die niedersächsischen quartärzeitlichen Sande weisen nur geringe Feldspatgehalte auf. Im Durchschnitt aller 373 Proben ergibt sich ein Gehalt von 4,4 Gew.-% K-Feldspäten und 0,8 Gew.-% Plagioklasen. - Alle untersuchten Sande haben eine ähnliche qualitative Feldspatzusammensetzung. Es kommen monokline und trikline K-Feld- späte vor, die meist sehr reich an KAlSi3O8 (>80Gew.-%) sind. K-Feldspäte mit perthitischer Internstruktur sind selten. Die Plagioklase besitzen hohe NaAlSi3O8-Gehalte. Neben Albit und Oligoklas konnte vereinzelt Andesin nachgewiesen werden. Anorthitreichere Plagioklase kommen nicht vor. - In allen Proben ist der Gehalt an K-Feldspäten größer als der der Plagioklase. - Die Feldspatgehalte der Sande hängen von deren Alter und deren Genese ab. Im Durchschnitt besitzen in Sanden derselben genetischen Herkunft ältere meist geringere Feldspatgehalte als jüngere. Glazifluviatil- und Beckensande haben in Abhängigkeit vom Alter durchschnittlich höhere Feldspatgehalte als fluviatil oder äolisch gebildete Sande. Dennoch können anhand des Feldspatgehaltes einer Einzelprobe keine Aussagen über Stratigraphie und Genese dieses Sandes gemacht werden, da die durchschnittlichen Unterschiede der Feldspatgehalte zwischen den stratigraphischen und genetischen Einheiten nur gering sind und die Schwankungsbreiten der Feldspatgehalte in den Einzelproben zu groß sind. - Von sehr großer Bedeutung für die Feldspatführung der quartärzeitlichen Sande Niedersachsens ist deren Korngrößenzusammensetzung. Im Bereich der Korngrößenfraktion 0.40 - 1.00 mm liegt ein Minimum der Feldspatgehalte von durchschnittlich 3,2 Gew.-%. In den gröberen und feineren Fraktionen sind die Gehalte deutlich höher. Die höchsten Gehalte sind im Bereich von 0.125 - 0.20 mm festzustellen (durchschnittlich 6,8 Gew.- %). Feinsande besitzen daher in der Regel höhere Feldspatgehalte als Mittel- und Grobsande. Die Ursache für diese Korngrößenabhängigkeit ist im Verwitterungsverhalten der Feldspäte zu suchen. - Regionale Unterschiede der Feldspatgehalte der Sande sind in Niedersachsen nicht festzustellen. - Im Vergleich zu den skandinavischen Liefergesteinen, aus deren Abtragungsprodukten sich der Großteil der quartärzeitlichen niedersächsischen Lockergesteinssedimente zusammensetzt, besitzen die Sande nur noch einen Bruchteil des ehemals vorhandenen Feldspatgehaltes. Da in den Liefergesteinen Plagioklase und K-Feldspäte ungefähr gleich stark vertreten sind, in den Sanden aber generell die K- Feldspäte überwiegen, müssen die vorkommenden K-Feldspäte verwitterungsresistenter als die Plagioklase sein. Von den Plagioklasen sind die albitreichen am stabilsten, da nur noch diese in den Sanden angetroffen wurden. - Eine wirtschaftliche Bedeutung als Feldspatlagerstätte besitzen die quartärzeitlichen Sande NiederSachsens nicht. Wegen ihres hohen Quarzgehaltes sind sie aber gut als Betonzuschlag, für die Kalksandsteinherstellung oder für sonstige Zwecke im Bauwesen zu verwenden, sofern nicht andere unerwünschte Beimengungen vorhanden sind.