FLEHMIG, W. & GEHLKEN, P.-L. (1983):
Zum besonderen Vorkommen reiner Al-Illite in Tonschiefern und ihrer Paragenese mit Paragonit und Pyrophyllit.


Pelitische Sedimente des diagenetischen und anchimetamorphen Bereiches sind im allgemeinen durch das Auftreten phengitischer Illite (Substitution bestimmter Al-Anteile durch Mg und Fe) gekennzeichnet.

Untersuchungen von Tonschiefern des Rhenoherzynikums zeigten jedoch in einigen besonderen Fällen Abweichungen von dieser Tendenz. Die betreffenden Illite waren ohne jegliche Mg- und Fe-Gehalte und wiesen maximale Al-Werte (Al/Si-Atomverhälnis = 1) auf, wie durch chemische Analysen und Infrarotspektroskopie eindeutig festgestellt werden konnte.

Geologisch treten reine Al-Illite verstärkt in den Tonschieferhorizonten des Ordoviziums und Gedinnes im Ebbe- und Remscheid-Altenaer-Sattel sowie speziell in mitteldevonischen Schichten der Bohrung Schwarzbachtal 1 (Teufe 404,5 – 455 m) auf.

Für die Tonfraktionen dieser Sedimente sind aufgrund niedriger Chloritgehalte sehr hohe Al2O3/MgO-Verhältnisse von mehr als 35 bzw. hohe Illit/Chlorit-Verhältnisse von über 7 charakteristisch. Demgegenüber weist die Durchschnittstonfraktion aller Tongesteine des Rhenoherzynikums mit vorherrschenden phengitischen Illiten im Mittel nur ein Al2O3/MgO-Verhältnis von 7 bzw. Illit/Chlorit-Verhältnis von 3,4 auf.

Die Besonderheit des Vorkommens reiner Al-Illite findet nach den bisherigen Untersuchungen auch ihren Ausdruck in der typischen Paragenese mit Paragonit und z. T. Pyrophyllit. Die reinen Al-Illit führenden Sedimente haben größenordnungsmäßig gleiche Na2O-Gehalte wie die normalen Tonschiefer mit phengitischem Illit. Während bei den letzteren Na2O in einer Albitkomponente gebunden ist, sind die ersteren jedoch albitfrei und dafür stets paragonithaltig. Der Paragonit zeigt ebenfalls keine Substitution des Al durch Mg und Fe und tritt nur selten als separate Einzelphase, sondern überwiegend in unregelmäßiger bis regelmäßiger Wechsellagerung mit Muskowit-Illit auf. Der prozentuale Paragonitanteil an den Wechsellagerungen reicht bis zu 30 %. Die chemische Pauschalzusammensetzung der Wechsellagerungsminerale wurde z. B. für die Tonsteine des Ordoviziums im Mittel zu (Na0,19 H3O0,10) (K0,45 H3O0,26) Al2 (OH)2 (Si3AlO10) bestimmt. Der Na-Gehalt führt hier zu einer Verbreiterung der Röntgenbasisreflexe und damit zu einer scheinbar deutlich verminderten Kristallinität.

Das Vorkommen von Pyrophyllit beschränkt sich dagegen auf die Al-reichen Tongesteine des Ordoviziums und Gedinnes. Seine Entstehung wird auf die sekundäre Umwandlung reiner Al-Illite bzw. von Kaolinmineralen zurückgeführt. Das gemeinsame Vorkommen der Muskowit-Illite mit Paragonitanteilen und Pyrophyllit steht in engem Zusammenhang mit der primären Ablagerung Al-reichen und Mg-armen Detritus, der unter speziellen Einflüssen der Diagenese bzw. schwachen Metamorphose verändert wude.