Magmatische Gesteine Theorie Dynamische Erde 1 ETHZ

• Viel Pyroxen, wenig Plagioklas
• Basalt: Vulkanisch

• Viel Pyroxen, wenig Plagioklas
• Dunkelgrau bis Schwarz
• Häufigstes magmatisches Gestein der Erdkruste
• Unterlagert alle Ozeanböden und auch Large Ingenous Provinces
• Entstehen durch partielles Schmelzen von Mantelxenolithen, Kimberliten, Ophiolithen  und Dredgeproben.

• Nur wenig Na, Ka, Al (da oberer Mantel nur geringe Konzentrationen davon)
• Trocken, partielles Schmelzen von peridotitischen Gesteinen des chemisch verarmten oberen Mantels (zuvor aufgeschmolzen)
• An divergierende, ozeanische Plattengrenzen gebunden
• tholeiitisch

• Über Hot Spots mit Material aus tiefem Erdmantel
• Normale Na, Ka, Al Gehalte.
• Alkalisch oder tholeiitisch
• Reich an inkompatiblen (schmelzliebenden) Elementen
• Geringer schmelzgrad

• Mehr als 17% Al, wenig Alkalimetalle
• Viel Wasser
• Häufig in Vergesellschaftung mit Andesit
• An Subduktionszonen  (Inselbögen, Kontinentalränder)
• kalkalkalisch

• Varibler Chemismus
• Bei Riftstrukturen (aufreissen der Kruste) und Subduktionszonen
• Alkalisch,tholeiitisch

• Weniger als 10% Feldspäte, haupsächlich mafische Mineralien
• Im Phaerozoikum nur selten ultrabasische Vulkanite, da Kristalle nie schmelzen und sich am Boden von Magmakammern anlagern
• In Präkambrium weit verbreitet.

• Sehr wenig SiO₂, vorallem Olivin, wenig Pyroxene
• Vorherrschendes Gestein im Mantel

• Druck steigt
• Wassergehalt sinkt
• Eher basisch -> weniger Viskos (da weniger komplexe Strukturen)

• Druck nimmt ab
• Wassergehalt steigt
• Gestein eher sauer
• Mischen von Mineralien (Eutektikum)

• Enthalten normativer Nephelin, höherer Alkalien(Na)- Gehalt im vergleich zu Si und Al.
• Gesamtgehalt an K₂O und Na₂O höher als bei sub- alkalischen Basalten

• Enthalten normativen Quarz
• Unterteilung in:
  • Tholeiitisch: wenig K
  •  Kalkalkalisch: Mineralbestand ähnlich Tholeiitisch, weniger FeO/MgO

• aus dem verarmten, mit Fluiden angereicherten Mantel
• kalkalkalisch

Flüssiger Teil einer Schmelze aus verschiedenen Mineralien, bei welcher gewisse Mineralien noch als Feststoffe vorliegen.

• Erhöhung der Temperatur
• Gestein steigt im Mantel auf, erfährt eine Druckentlastung (unter den kritischen Punkt) und schmilzt ohne weitere Wärmezugabe
• Erhöhung des Wassergehaltes (Wichtig bei Silikaten)

Aufsteigendes, geschmolzenes Magmamaterial schmiltzt das umgebende Gestein auf und drückt es beiseite.

• Prozess, bei welchem aus einem Magma Gesteine unterschiedlicher Zusammensetztung hervorgehen
• Zusammensetzungsdifferenten und physikalische Trennung der Phasen (Kristalle kristallisieren bei unterschiedlichen Temperaturen)
• Durch die kristallisation und Absinken eines Minerals werden der Schmelze charakteristische Elemente entzogen -> Schmelze wird felsischer und steigt auf.

Mineralien kristallisieren in der Schmelze und sinken ab -> Schichtung nach der Bowen’schen Reaktionsreihe

• Bei niedriger Kristallinität: Dichte Kristalle sinken (je dichter desto schneller)
• Bei hoher Kristallinität: Feste Teilchen werden komprimiert, Schmelze wird nach oben gedrückt (sehr langsam)

• Zusammenspiel der fraktionierten Kristallisation und des Schmelzens.
• Fraktionierten Kristallisation setzt latente Wärme frei -> beide Prozesse laufen gleichzeitig ab.

• Mischung verschiedener Magmen bei Kontakt unterschiedlicher Magmakammern

->  magmatische Einschlüsse, Basaltkissen

Ausfällung hydrothermaler Fluide und Erze

• Manche Flüssigkeiten sind nicht mischbar, dadurch entstehen teilweise zwei Schmelzen.
• Z.B. Fe-reiche Schmelzen bilden felsische und mafische Schmelze

Aufschmelzen von Gesteinen des Oberen Mantels

Aufschmelzen eines Gemischs von Sedimentgesteinen und basaltischer Ozenanischer Kruste (Subduktionszonen)

Aufschmelzen von Sedimentgesteinen, magmatischen und metamorphen Gesteinen der kontinentalen Kruste

• Elemente, die zu gross sind und / oder zu hohe Ladungen haben, um leicht in die Strukturen der gesteinsbildenden Mineralien zu passen
• Werden in Silikatschmelzen angereichert

• Elemente, die einfach in gesteinsbildende Mineralien passen

Na, K, Cr, Co, Ni, Ti,…

Ältere Schichtung oder Schieferung wird am Kontakt zum jüngeren Gestein abgeschnitten.

Partielles Aufschmelzen von Gesteinen der Kruste

Lokal partiell aufgeschmolzenes Gestein.

• Wie der Mantel kann auch die Kruste aufschmelzen
• Erste Schmelze ab 680 °C wenn Feldspäte, Quarz und Wasser vorhanden
• Die meisten Granite sind in diesem Bereich, sie haben einen engen Zusammensetzungsraum.
• Wärmequellen: Versenkung und Intrusion von warmen, mafischen Magmen

• Durch oft wiederholte Basaltintrusionen aus dem oberen Mantel in die Kruste -> Vulkan mit gelegentlichen Eruptionen
• Wenn Magmaproduktion genug gross, entsteht ein Supervulkan