IMKM Petrographie a B-1

EinfEinfhrung in die Petrographie/hrung in die Petrographie/PetrologiePetrologie

G. G. KloessKloess

Kapitel AKapitel A

EinfEinfhrunghrung

Einfhrung in die Petrographie

LiteraturLiteraturLehrbcher: S. Matthes Mineralogie, 2000 W. Wimmenauer: Petrographie der magmatischen und metamorphen

Gesteine, 1985 P. Rothe Gesteine, 2002 Jacobshagen et al. Einfhrung in die geol. Wissenschaften, 2000

Mineral- und Gesteinsbestimmung: R. Hochleitner et al. Minerale, 1996 W. Maresch et al. Gesteine, 1996

Nachschlagewerke fr Minerale: H. Strunz, E. Nickel Strunz Mineralogical Tables, 2001 www.webmineral.com


PetrograhiePetrograhie vs. vs. PetrologiePetrologie

Die Petrographieist die rein beschreibende Wissenschaft ber das Vorkommen, die Zusammensetzung und das Gefge der Gesteine und der in ihnen auftretenden Minerale. Dazu gehrt die Benennung und Klassifikation der Gesteine.

Die PetrologieVerbindet die Erkenntnisse der Petrographie mit physikalisch-chemischen Daten, die aus Naturbeobachtungen und Laborexperimenten gewonnen wurden. Sie erhlt so aussagen ber die Genese der Gesteine.


Der GesteinskreislaufDer Gesteinskreislauf

Magma Aufschmelzen

Verwitterung


Die mineralische Zusammensetzung der Die mineralische Zusammensetzung der ErdkrusteErdkruste

Die Erdkruste ist ein heterogen aufgebautes Vielphasensystem.

Gesteine sind Paragenesen hufiger Mineralarten von grerer Ausdehnung und geologischer Selbstndigkeit.

Ein Mineral ist ein stofflich homogener, natrlicher Bestandteil der Gesteine.


GesteinsgruppenGesteinsgruppen

Nach ihrer Genese werden drei Gesteinsgruppen unterschieden:

1. Magmatische Gesteine (Magmatite) 65 Vol.%

2. Sedimentgesteine (Sedimentite) 8 Vol.%

3. Metamorphe Gesteine (Metamorphite) 27 Vol.%

Sie sind ber den Gesteinskreislauf miteinander verbunden !

Die Prozentangaben beziehen sich auf den Volumenanteil in der Erdkruste.


Vol.% Masse% Dichte (g/cm3)Erdkruste 0,8 0,4 2,8Erdmantel 83,0 67,2 4,5Erdkern 16,2 32,4 11,0

5,52innerer Erdkern: feste Fe-Ni-Legierunguerer Erdkern: flssige Fe-Ni-Schmelzeunterer Erdmantel: MgO, FeO, Korund, Stishovit, (Perowskit)bergangszone: zahlreiche Hochdruckmodifikationen: u.a.

Olivin (Mg1.8Fe0.2SiO4) in SpinellstrukturGranat in Ilmenitstruktur

oberer Mantel: Peridotit-Zusammensetzung, z.B. in Kimberlit-Pipes: 64 Vol.% Olivin

27 Vol.% Orthopxroxen3 Vol.% Klinopyroxen6 Vol.% Granat (Pyrop)

Erdkruste: gesteinsbildende Minerale

Gliederung der ErdeGliederung der Erde


MineralMineral-- und Gesteinsnamenund Gesteinsnamen

Von der IMA waren im Jahre 2000 ca. 4000 Minerale anerkannt.

Weitere ca. 4000 Mineralbezeichnungen belasten die Mineralsystematik. Dabei handelt es sich um Synonyme, Varietten historische Namen, Gemische und Fehlbestimmungen.

Vielen Mineralnamen gemeinsam sind die Endsilben it oder lith (abgeleitet von lithos [griech.]=Stein).

Manche Gesteine enden daher auf itit, z.B. Halitit.

Die Systematik der Gesteinsnamen ist international noch in Diskussion. Es sind deutlich mehr als 1000 (oft lokale) Gesteinsnamen in Gebrauch.


Kapitel BKapitel B

Klassifikation Klassifikation magmatischermagmatischer GesteineGesteine


MagmatiteMagmatiteMagmatite (auch Eruptiva, engl. igneous rocks) sind Kristallisationsprodukte aus silikatischen (seltener sulfidischen, karbonatischen) Schmelzen, dem sog. Magma.

Man unterscheidet drei Arten:

Plutonite und Vulkanite(Tiefengesteine, (Ergussgesteine,abyssische Gesteine) Effusiva, Extrusiva)

(mittel- bis grobkrnige (feinkrnigere bis glasige Tiefengesteine) vulkanische Gesteine)

sowie

Ganggesteine(Subvulkanite, hypabyssische Gesteine)


MagmatiteMagmatite

Helle Minerale/Gesteine nennt man felsisch oder leukokrat,z.B. Plagioklase (Anorthit bis Albit), Kalifeldspte (Orthoklas, Mikroklin, Sanidin), Muskovit.

Dunkle Minerale/Gesteine nennt man mafisch (Mafite) odermelanokrat,z.B. Biotit, Amphibol, Pyroxen, Olivin.

Opake Minerale sind lichtundurchlssig,z.B. Magnetit, Ilmenit.

Es gibt ca. 900 Gesteinsnamen fr Magmatite.Die bergnge sind oft flieend.


Entstehung magmatischer Gesteine durch gravitativeKristallisationsdifferentiation heier silicatischer Schmelzen

Das Das BowenBowen--SchemaSchema

nach N.L. Bowen: The evolution of igneousrocks, Princeton 1928; P. Rothe: Gesteine, Darmstadt 2002

1300C 800C 650C 300C

Silikat-schmelze

Granodiorit- Granit-magma magma

Gabbro- Diorit-magma magma

Rest- wssrigeschmelze Lsung

leukokrateMinerale

basische intermedire saure Muskovit QuarzPlagioklase Kalifeldspte

Olivin Pyroxene Amphibole Biotitmelanokr.Minerale

Erguss-gesteine

Tiefen-gesteine

Gang-gesteine

Basalt Andesit Dacit Rhyolith

Gabbro Diorit Granodiorit Granit Pegmatit

Lamprophyre Aplite

kieselsurearm intermedir kieselsurereich65% SiO2


MagmatischeMagmatische DifferentiationsreiheDifferentiationsreihe

Vol%

100

0Gabbro Diorit Granit

basisch intermedir sauer

Basalt Andesit Rhyolith

Olivin

Pyroxen

Biotit

Amphibol

Plagioklas Alkali-feldspat

Quarz

felsisch

mafisch


Chemische Zusammensetzung der Chemische Zusammensetzung der MagmatiteMagmatite

Dunit Gabbro Andesit Granodiorit Granit Pegmatit

SiO2 39 51 53 70 71 71

TiO2 Spuren 0,7 1 0,4 0,2 n.b.

Al2O3 2 15 18 15 14 15

Fe2O3 0,2 1 4 1 3 0,8

FeO 10 10 5 1 - -

MgO 46 8 5 0,7 0,7 0,3

CaO 1 11 8 3 1 0,5

MnO 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 n.b.

Na2O 0,1 2 4 4 3 5

K2O 0,2 0,2 0,8 4 5 5

H2O 0,1 0,2 0,3 0,1 0,8 n.b.

Analysenwerte aus W. Wimmenauer:Petrographie der magma-tischen und metamorphenGesteine, Stuttgart 1985(gerundete Angaben in Masse-%)

+0,4 B2O30,2 Li2O0,2 Rb2O+ 0,2 Cr2O3

Bowen-Differentiation

Dunit ist ein Vertreter des Erdmantels.


PlutonitePlutonite

Q-A-P-F-Diagramm (vereinfacht):nach Streckeisen 1976 bzw. IUGS

Granitoide

Syenitoide

DioritoideGabbroideAnorthosite

Foidolithe

Plagio-klase

Quarz

Alkalifeldspte

Foide: u.a. Leucit, Sodalith,Nephelin, Nosean, ...


VulkaniteVulkanite

Q-A-P-F-Diagramm (vereinfacht):nach Streckeisen 1976 bzw. IUGS

Foide

Trachytoide

Foidi-toide

Phono-litoide

Daci-toideRhyolitoide

Tephri-toide

BasaltoideAndesitoide

Plagio-klase

Quarz

Alkalifeldspte


Streckeisen-Diagramm (vereinfacht)

Opx(Orthopyroxen)

Ol (Olivin)

UltramafischeUltramafische PlutonitePlutonite

Cpx(Klinopyroxen)

Pyroxenite

Peridotite


Einfhrung in die Petrographie/PetrologieLiteraturPetrograhie vs. PetrologieDer GesteinskreislaufDie mineralische Zusammensetzung der ErdkrusteGesteinsgruppenGliederung der ErdeMineral- und GesteinsnamenKapitel BMagmatiteMagmatiteDas Bowen-SchemaMagmatische DifferentiationsreiheChemische Zusammensetzung der MagmatitePlutoniteVulkanite

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