Magmatismus: Arten, Phasen und Mineralvorkommen

MAGMA: Zusammensetzung und Erstarrung

MAGMA ist geschmolzenes Erdmaterial, das auch Komponenten in gasförmigem oder festem Zustand enthalten kann. Die Erstarrung eines Magmas führt zur Bildung von magmatischen Gesteinen.

Arten von magmatischen Gesteinen

• Plutonite: Entstehen, wenn Magma langsam in der Erdkruste erstarrt und Mineralien langsam kristallisieren.
• Filonische Gesteine: Bilden sich, wenn Magma in Spalten aufsteigt und umliegendes Gestein schmilzt.
• Vulkanite: Entstehen, wenn Magma durch Risse an die Erdoberfläche gelangt.

Textur magmatischer Gesteine

• Körnig: Gut unterscheidbare Komponenten gleicher Größe.
• Porphyrisch: Große, geometrische Kristalle in einer mikrokristallinen Matrix.
• Aplitisch: Kleine, aber gleichmäßige Mineralien.
• Pegmatitisch: Große Kristalle.
• Mikrokristallin: Mineralien sind schwer zu erkennen, selbst unter dem Mikroskop.

Erstarrungsorte magmatischer Gesteine

• Plutonite: Bilden sich langsam im Erdinneren. Plutonisches Gestein wird auch als intrusives Gestein bezeichnet, da es durch magmatische Intrusion entsteht. Eine große Masse plutonischen Gesteins wird als Batholith bezeichnet.
• Filonische Gesteine: Erstarren in Spalten und Gängen und führen zu:
  1. Gängen (Dykes)
  2. Lagergängen (Sills)
  3. Adern (Veins)

Die häufigste Komponente des Magmas ist Kieselsäure. Magma mit mehr als 70% Kieselsäure wird als felsisch, mit weniger als 50% als mafisch bezeichnet.

• Vulkanite: Erstarren an der Erdoberfläche. Materialien im flüssigen Zustand aus einem Vulkan werden als Lava bezeichnet:
  1. Blocklava: Nur die Kruste ist flüssig, rau und uneben.
  2. Stricklava (Pahoehoe): Flüssig und schnell, verfestigt sich langsam.
  3. Kissenlava: Entsteht bei submarinen Eruptionen.
  4. Pyroklasten: Vulkanische Asche, Staub, Blöcke, Lapilli und Bomben.

Erstarrung eines Magmas und die Bowen-Reihe

Ein Magma ist eine Mischung aus Silikatschmelzen mit einer großen Menge an Wasserdampf und anderen Gasen. Nach Bowen hängt die Reihenfolge der Kristallisation von Silikaten vom Schmelzpunkt ab. Die Bowen-Reihe beschreibt die Kristallisation eines basaltischen Magmas.

• Diskontinuierliche Reihe: Olivin → Pyroxen → Amphibol → Biotit → Kalifeldspat → Muskovit → Quarz
• Kontinuierliche Reihe: Albit → Calcium-Plagioklas-Feldspat

Phasen der Magmaentwicklung

• Orthomagmatische Phase: 1000-600 °C. Kristallisation von Silikaten im Magma. Olivine (Basalt und Diabas) kristallisieren. Fissurale Vulkane entstehen. Bei sinkender Temperatur kristallisieren Diorit, Andesit, Porphyr, Granit und Rhyolith.
• Pegmatitische Phase: 600-450 °C. Hoher Fluss und Druck des Magmas führen zu pegmatitischen, filonischen Gesteinen.
• Pneumatolytische Phase: >374 °C.
• Hydrothermale Phase: Unterhalb des kritischen Punktes von Wasser, also im flüssigen Zustand.

Magmaentwicklung und Magmatypen

Magmendifferentiation: Wenn bereits gebildete Kristalle vom Magma getrennt werden, entstehen zwei verschiedene Magmen. Dies geschieht durch Trennung in einem bestimmten Stadium der Bildung.

Arten von Magma

• Tholeiitisch: Entsteht in der Nähe von mittelozeanischen Rücken, Basalt und Gabbro.
• Alkalisch: Entsteht im Mantel (35-75 km Tiefe), reich an Alkalimetallen.
• Kalkalkalisch: Entsteht in Subduktionszonen, Andesit.

Magmatismus und Plattentektonik

• Konstruktive Plattengrenzen: Aufstieg von Materialien aus der Asthenosphäre, die bei hohen Temperaturen durch drastische Druckreduzierung schmelzen. Tholeiitische Basalte entstehen.
• Destruktive Plattengrenzen: Subduktion der ozeanischen Kruste verursacht Magmatismus. Kalkalkalischer Magmatismus entsteht.
• Konservative Plattengrenzen: Transformstörungen zeigen geringe vulkanische Aktivität, basaltische Gesteine.
• Intraplattenmagmatismus: Magmatische Erscheinungen innerhalb einer Platte, oft in Verbindung mit Hotspots.

Mineralvorkommen

Mineralvorkommen sind natürliche Lagerstätten mit hoher Konzentration bestimmter Mineralien. Erz ist wirtschaftlich nutzbar, Gangart nicht. Während der orthomagmatischen Phase entstehen Ablagerungen gleichzeitig mit der Kristallisation von Silikaten, z.B. Diamanten. Wenn das gebildete Mineral dichter ist als die Silikate, entsteht eine Segregationslagerstätte.