Magmatische Gesteine UNI BASEL

Transkript

1 Magmatische Gesteine UNI BASEL

2 Klassifikation magmatischer Gesteine nach ihrer Chemie Klassifikation anhand des SiO 2 -Gehaltes - sauer (leukokrat) SiO 2 -übersättigt: Quarz und Feldspat SiO 2 >66(63) Gew.-% - intermediär (mesotyp) SiO 2 -gesättigt: Feldspat, Pyroxen, Hornblende SiO 2 =52-66(63) Gew.-% +- Quarz - basisch (melanotyp) SiO 2 -untersättigt: Feldspat, Pyroxen, Hornblende, SiO 2 =45-52 Gew.-% Olivin,+- Foide - ultrabasisch stark SiO 2 -untersättigt: Olivin, Pyroxen, Hornblende, SiO 2 <45 Gew.-% +- Feldspat

3 Klassifikation magmatischer Gesteine nach ihrer Chemie Klassifikation anhand Alkali- und SiO 2 -Gehalten mittels TAS-Diagramm

4 Klassifikation magmatischer Gesteine nach ihrer Chemie Unterscheidung tholeiitischer und kalkalkaliner Magmatite mittels AFM- Diagramm nach Irvine & Baragar (1971) F FeO *Fe 2 O 3 tholeyitisch 50% 50% kalkalkalin Na 2 O+K 2 O A 50% MgO M

5 Ausprägung des Magmatismus und Formen magmatischer Körper Vulkanismus und vulkanische Körper Als Vulkan kann einerseits die Öffnung, aus der Lava und Gase zutage treten bezeichnet werden (geologische Definition) oder aber der Berg, der diese Öffnung umgibt (geomorphologische Definition). Zur Zeit sind über 600 Vulkane tätig. Die Lavenförderung auf der Erde beträgt über 2.2 Millionen kg pro Sekunde, von denen der Hauptteil an den Mittelozeanischen Rücken eruptiert wird.

6 Stromboli (Italien)

7 Ausbruch des Ätnas (Italien; Bild: NASA)

8 Ätnas nach Thomas Cole (1842)

9 Spalteneruption am Eyjafjallajokull- Vulkan (März 2010; Island)

10 Spalteneruption am Eyjafjallajokull- Vulkan (März 2010; Island)

11 Eruption am Kilauea (Pu u O o Krater)

12 Krakatao (vor 1883)

13 Man unterscheidet beim Vulkanismus: - Effusive Förderung: Ausfluss dünnflüssiger Schmelze - Extrusive Förderung: Ausfluss zähflüssiger Schmelze - Explosive Förderung: Auswurf von meist zähflüssiger Lava mit erhöhtem Gasanteil und festen Bestandteilen (Kristalle, Nebengesteinsfragmente) - Gemischte Tätigkeit

14 Die Art der Förderung ist sehr stark abhängig von der Viskosität der magmatischen Schmelze Viskosität = Zähigkeit eines Systems Einheit = 1 Poise (P) = 1 dyn*sec/cm 2 = 1/10 Pa*sec Viskosität ist abhängig von - SiO 2 -Gehalt der Schmelze - Temperatur der Schmelze - Gasgehalt der Schmelze (vor allem H 2 O) Heisse, mafische Magmen (Basalte) haben eine sehr niedrige Viskosität von P, vergleichbar mit Pflanzenöl.

15 Die Art der Förderung ist ebenfalls stark abhängig vom Gasgehalt in der Schmelze Bei hohem Gasanteil (meist H 2 O und CO 2 ) kommt es im Schlotbereich des Vulkans zu einer spontanen Entgasung, was oftmals eine explosive Förderung zur Folge hat, während gasarme Magmen meist ruhig ausfliessen. Ruhiger Ausfluss von Basaltlava am Kilauea (Hawaii) Explosiver Ausbruch des Tavurvur bei Rabaul (Papua Neuguinea) im Jahr 1994

16 Effusive Förderung Sie tritt meist bei dünnflüssigen, heissen Laven auf mit geringem SiO 2 - Gehalt (z.b. bei Basalten mit Temperaturen von C).

17 Dünnflüssige Lava am Kilauea

18 Effusive Förderung Man unterscheidet bei der effusiven Förderung sogenannte Lavadecken und Schildvulkane. Flutbasaltdecke Bedeutendste Vorkommen: Trapp-Basalte (Indien): km 2 Parana-Basalte Schildvulkan (Brasilien): km 2 Columbia-River-Basalte (USA): km 2 Karroo-Basalte (Südafrika, Antarktis): km 2 Sibirische Plattformbasalte (Norilsk, Rus): km 2

19 Trappbasalte Deccan (Indien) Sibirische Flutbasalte (se Norilsk)

20 Deckenbasaltreste (Äthiopien) Columbia River Basalte (USA)

21 Effusive Förderung Man unterscheidet bei der effusiven Förderung sogenannte Lavadecken und Schildvulkane. Typen: Hawaii-Typ: Riesenhafte Bauten, bis 10 km hoch, bis 400 km Durchmesser; Pit-Krater mit Nebenkratern auf einem flachen Gipfel (z.b. Mauna Loa auf Hawaii) Island-Typ: Kleinere Vulkane, m hoch, bis 10 km Durchmesser; relativ steile Vulkangebäude mit nur einem Zentralkrater (z.b. Skjalbreid auf Island) Schildvulkan

22 Schildvulkan Mauna Loa (Hawaii-Typ):

23 Schildvulkan Kilauea (Hawaii-Typ):

24 Schildvulkan Kilauea, Geophysik:

25 Schildvulkan Kilauea mit Kratersee Halemaumau:

26 Kratersee Halemaumau nach historischen Aufnahmen von Jaggar (1917) CONDUIT SINK HOLE Abflussloch (sink hole) im Halemaumau

27 Schildvulkan Skjaldbreidur (Island-Typ):

28 Schildvulkan Laki (Island-Typ):

29 Schildvulkan Mount Olympus (Mars):

30 Schildvulkan Mount Olympus (Mars):

31 Schildvulkan Mount Olympus (Mars) im Vergleich mit dem Kilauea-Vulkan (Hawaii) und dem Mount Everest (Himalaya)

32 Laventypen a. Subaerische Laven Fladenlava (Pahoëhoë-Lava, Strickseillava): Sehr hohe Laventemperaturen und niedrige Lavenviskositäten, wellige und glatte Oberflächen. Basaltlava (Ätna, Italien)

33 Laventypen a. Subaerische Laven Zackenlava (AA-Lava, Brockenlava): Etwas weniger dünnflüssig als Pahoëhoë- Lava, zerrissenes und kantiges Erscheinungsbild. Zackenlava neben Strickseillava (Hawaii) Zackenlava (Kenya)

34 Laventypen a. Subaerische Laven Blocklava: Relativ hohe Viskositäten; die Lava kann daher nicht ungehindert abfliessen und spaltet sich in einzelne Blöcke. Blocklava (Papua NG)

35 Laventypen a. Subaerische Laven Basaltsäulen am Giant s Causeway (Irland)

36 Laventypen a. Subaerische Laven Säulenlava: Entstehung im Inneren von Pahoehoe und AA-Lavaströmen; typische, 5- bis 6-eckigen Basaltsäulen senkrecht zur Abkühlungsfläche. Basaltsäulenbildung nach Holmes (1965, 1978) Anlage von Kontraktionszentren bei der Abkühlung Entstehung von Dehnung zwischen den Zentren Bildung eines hexagonalen Bruchsystems bei Überschreitung der Dehnungsfestigkeit

37 Laventypen a. Subaerische Laven Basaltsäulen am Ätna (Italien)

38 Laventypen a. Subaerische Laven Porphyrfächer von Mohorn (Sachsen, FRG)

39 Laventypen Mandelstein Diabas-Mandelstein mit gefüllten Mandeln (Dalarna, S) Diabas-Mandelstein (Volvic, F)

40 Laventypen a. Submarine Laven Pillowlaven: Meist bei Basalten, die submarin eruptiert wurden oder ins Meer flossen. Pillowbasalte am Mittelatlantischen Rücken

41 Laventypen a. Submarine Laven Pillowlava mit Hyaloklastiten (Ätna, Italien)

42 Laventypen a. Submarine Laven Pillowbildung nach Ballard & Moore (1977) Pillowlava bei Catania (Ätna, Italien)

43 Arten effusiver vulkanischer Tätigkeit Gipfeleffusion (Terminale Effusion) Subterminale Effusion Flankeneffusion (Laterale Effusion) Exzentrische Effusion (Parasitärkrater)

44 Extrusive Förderung und subvulkanische Phänomene Voraussetzung: Hochviskose, meist saure (z.b. rhyolitische) Lava Entstehung von Blocklava, die herausgepresst wird und beim Abgleiten vom Vulkangebäude stark fragmentiert (Blöcke bis mehrere m gross) Oftmals Bildung von subvulkanischen Körpern unter der Oberfläche Arten extrusiver Förderung: a.) Lavadome durch Herauspressen hochviskoser Magma; stabile Dome oder fragmentiert Blockströme

45 Lavadom der Forgia Veccha und Blockstrom der Rocche Rosse (Lipari, Italien)

46 Rhyolith-Blockstrom der Rocche Rosse (Lipari, Italien)

47 b.) Quellkuppen (oberflächennah; z.b. Drachenfels) und Staukuppen (durchbricht die Oberfläche; z.b. Wolkenburg; beide im Siebengebirge, FRG)

48 b.) Quellkuppen und Staukuppen in den Glass House Mountains (Australien)

49 b.) Quellkuppen und Staukuppen in den Glass House Mountains (Australien)