Vorlesung Allgemeine Geologie

Teil VIISS 2005 Mo, Di, Mi 8.15 9.00 Uhr

Intraplatten-VulkanismusIntraplatten-Vulkanismus

Indischer Ozean und West-Pazifik

Morphologie des WestpazifikSeamountSeamount

GuyotGuyot

Aus Press & Siever, 1995 (Spektrum)

Die Hawaii-Emperor-Kette

Wichtige Hot Spots

Hot Spot: Tuzo Wilson 1963Hot Spot: Tuzo Wilson 1963

Herkunft eines Hot Spots

Plattenbewegung und stationrer Hot Spot

Aus Wilson, T.J., 1984 (Spektrum)

Hot Spots und Seamounts im Pazifik

http://volcano.und.nodak.edu/vwdocs/vwlessons/hot_spots/introduction/html

Vulkanketten an Hot Spots

Alter der Hawaii-Inseln

Satelliten-Foto der Hawaii-Inseln

Der Tuamotu-Archipel (Sdpazifik)

Aus Bodechtel & Gierloff-Emden, 1969

Hot Spots im Atlantik

Nach Wilson, J.T, 1984 (Spektrum)

Island (0.1)Frer (50)

Azoren (20)Madeira (90)

Ascension (1)

Sao Tom (120)

Fernando Po (120)

Gesteine und ihr physikalischesVerhalten

Gesteine und ihr physikalischesVerhalten

Gesteine:

MagmatiteMagmatite

SedimentiteSedimentite

MetamorphiteMetamorphite

Kreislauf der Gesteine

Aus Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)I-Typ

S-Typ

MagmaName von Durochet 1847 (islndische Laven)Name von Durochet 1847 (islndische Laven)

Magma ist eine natrliche GesteinsschmelzeMagma ist eine natrliche Gesteinsschmelze

Entstehung:Entstehung: Subduktionoder

Kollision

Subduktionoder

Kollision

Entstehungsrume:Entstehungsrume: mittlereuntere kontinentale Kruste

oberer Erdmantel

Aufbau kontinentaler Krustemit palozoischer Orogenese

Eigenschaften von Magmen

Magmen sind silikatische SchmelzlsungenMagmen sind silikatische Schmelzlsungen

molekular-dispersoder dissoziiert

molekular-dispersoder dissoziiert

Es herrschen

Assoziations-Polymerisations

Gleichgewichte

Bausteine der Polymere

SiO4-TetraederSiO4-Tetraeder

basische und saure MagmenSiO4Tetraeder sind nicht verknpft:SiO4Tetraeder sind nicht verknpft:

Inselsilikatebasische MagmenInselsilikatebasische Magmen

dnnflssigdnnflssig

SiO4-Tetraeder bilden PolymereSiO4-Tetraeder bilden Polymere

Ketten- Gerstsilikatesaure MagmenKetten- Gerstsilikatesaure Magmen

zhflssigzhflssig

fluide (volatile) Bestandteile H20CO2COHClHFO2N2H2H2S

Rheologie

Das rheologische Verhalten einer Schmelze (oder eines festen Gesteins unter hohem Druck) beschreibt das Flieverhalten.

Das rheologische Verhalten einer Schmelze (oder eines festen Gesteins unter hohem Druck) beschreibt das Flieverhalten.

Das Flieverhalten wird durch die Viskositt gesteuert.

Das Flieverhalten wird durch die Viskositt gesteuert.

Ableitung der Viskositt

z

A

F

z

A

F

vz

AF

v

=

=

z

AF

ViskosittkeiteschwindigStrmungsgv

==

Dimension:tl

mtl

tlmltl

lbm

=

=

= 222 Poisecm

g 1sec

1 =

Flieverhalten von Magmen

laminares Flieenlaminares Flieen

turbulentes Flieenturbulentes Flieen

Die Reynoldsche Zahl

v

;

v

; vr

=Re

laminar turbulentRe < 2000 Re > 2000

laminares und turbulentes Flieen

gro : laminar Granit gro : laminar Granit

klein : turbulent Basalt klein : turbulent Basalt

v klein : laminarv gro : turbulentv klein : laminarv gro : turbulent

Erkennung des Flieverhaltens

PhnokristallePhnokristalle XenolitheXenolithe

Beispiele fr laminares Flieen

Zentralbhmischer Pluton Weinsberger Granit

FluidaltexturenFluidaltexturen

Viskositt von Magmen

Basalt ca. 300 PoiseBasalt ca. 300 Poise

Granit ca. 105 108 PoiseGranit ca. 105 108 Poise

Abkhlung einer Magmenkammer

4 km

4 kmDichte = 2.9 g/cm3

4 km

4 kmDichte = 2.9 g/cm3

Wrme pro Masse ist:

LxTcmq

+=

c = spezifische WrmeT = AbkhlungLx = latente Kristallisationswrme

Basalt

Volumen = r2 h3153 10200200 cmkm =

Die Masse ist:

ggm 1715 108.5102009.2 ==

FortsetzungDie Abkhlung T sei 200CDie spezifische Wrme von Basalt ist 0.33cal/(gC)Die Kristallisationswrme vom Basalt ist 90 cal/g

Die Abkhlung T sei 200CDie spezifische Wrme von Basalt ist 0.33cal/(gC)Die Kristallisationswrme vom Basalt ist 90 cal/g

Die gesamte Wrme, die abgefhrt werden mu, damit die Magmenkammer um 200C abkhlen kann ist damit: Die gesamte Wrme, die abgefhrt werden mu, damit die Magmenkammer um 200C abkhlen kann ist damit:

gg

calCgCcalq 17108.5)9020033.0( +

= cal191005.9 =Die Abkhlzeit kann aus dem Wrmeflu berechnet werden:Die Abkhlzeit kann aus dem Wrmeflu berechnet werden:

WrmefluFlcheWrmeZeit

ZeitFlcheWrmeWrmeflu

=

= ;

Flche des Zylinders ohne Unterflche: F = 2 r h + r2 = 151 km2Flche des Zylinders ohne Unterflche: F = 2 r h + r2 = 151 km2

sec1005.91010151

1005.9 15610

19

=

= t Jahre1900000365246060151

1005.9 15=

=

Bimodalitt der MagmenH

ufig

keit

% SiO248% 73%

Hu

figke

it

% SiO248% 73%

Basalt Granit

Intrusiv- und Effusivgesteine

PlutonitePlutonite

VulkaniteVulkanite

Aus Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)

Abkhlung

Plutonite : langsame Abkhlung (Holokristalline Textur)

Plutonite : langsame Abkhlung (Holokristalline Textur)

Vulkanite : schnelle Abkhlung (hemikristalline Textur)

Vulkanite : schnelle Abkhlung (hemikristalline Textur)

Die wichtigsten MagmatiteBasaltBasalt GabbroGabbro

RhyolithRhyolith GranitGranit

Aus Press & siever,1995 (Spektrum Lehtbcher)

Texturen

holokristalline Textur hemikristalline(ophitische) Textur

porphyrische Textur

Vulkanite

ophitischeTexturophitischeTextur

Weinsberger Granit

Temperaturen von Gesteinsschmelzen

Basaltische Laven > 1100CBasaltische Laven > 1100C

intermedire Laven 800-900Cintermedire Laven 800-900C

Granit + Wasser 650CGranit + Wasser 650C

Granit trocken 950 CGranit trocken 950 C

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