aplite granite accessory minerals

Transkript

1 Pegmatite gang with drusy cavities (2 m thick) granite aplite aplite granite graphic granite accessory minerals druses 1

2 Pneumatolytic gang in granite granite lepidolite quartz with tin ore (Z) wolframite (W) fluorite (F) and scheelite (S) lepidolite (altered granite) granite 2

3 Pegmatite from Spital, Kärnten K-feldspar muscovite 3

4 Tourmaline-pegmatite, Nyköpping-Sweden tourmaline K-feldspar 4

5 Hydrothermal gang: wall rock (gneisses) Blackjack (sphalerite) rhodochrosite rhodochrosite chalcopyrite calcite quartz arsenopyrite 5

6 Oceanic lithosphere Pillow laves and radiolarites gang complex (sheeted dikes) upper gabbros (most massive) magmatic breccias lower gabbros (most ply) With ultrabasic cumulates Mantle 8.1 km/s basic gangs harzburgites Oceanic lithosphere Harzburgite type lherzolite Lherzolite type6

7 Bushveld-Intrusion: Locality 7

8 Bushveld -profile Differentiation a magmatic intrusion 8

9 Bushveld-crystallization layers Layers of plagioclase (light grey) and chromites (black), which are formed by fractional crystallization of the Bushveldintrusion 9

10 Bushveld- crystallization-cumulate formation Fractional crystallization that produced the formation of single crystal-layers of olivine, chromite and plagioclase. 10

11 Increasing temperature and pressure Metamorphic rocks 11

12 no realized Pressure in kbar In pressure-temperature-diagram with metamorphic facies (after Winkler) Temperature ( C) greenschist facies Depth in km 12

13 Pressure in kbar Metamorphic facies Temperature ( C) Depth in km 13

14 Pressure in kbar The PT-diagram from Winkler distinguishes different degrees of metamorphism and shows frequent occurring mineral reactions, that occur in pelitic (clayey) systems. Temperature ( C) Depth in km 14

15 Subduction zone and active continental edge deep-sea trench volcanic arc hornblende eclogite 15

16 Zeolite facies Radial natrolithe (Na 2 [Al 2 Si 3 O 10 ] 2H 2 O) Foto: Peter Kleber16

17 Metamorphism educts: 1. Ton =Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 - (Na 2 O+K 2 O) A A' 1 =Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 - (Na 2 O+K 2 O+CaO) 1 =K 2 O K C =CaO- 3.3 P 2 O 5 F F 17 =FeO+MgO+MnO

18 Clays in greenschist facies

19 Educts: graywacke A A' K 2 2 C F F 19

20 Graywacke in greenschist facies

21 Greenschist-facies Greenschist ( Chloritization in the initiating greenschist facies: thin section with radial grown chlorite, which is characterized by abnormal blue interference colour 21

22 Low-Grade metamorphic rock greenschist- Facies Phyllite from Woodbridge, Connecticut: Perpendicular view to the foliation 22

23 Graywacke in amphibolite facies

24 Graywacke in a mphibolite facies 24

25 Clay/phyllite in amphibolite facies Gneiss from Uxbridge, Massachusetts: quartz and feldspar layers (white) between biotite layers (dark). 25

26 Marble amphibolite facies 26

27 Marble - texture in thin section 0.5 mm 27

28 Educt: quartz sand quarzite Sericite-lead quarzite in thin section ( u-clausthal.jpg) 28

29 Amphibolithischer Xenolith Granite- Deformation Example a more and less strongly deformed granites from Groothoek, South Africa Shows the development of a einer slaty texture through deformation ( arrows). The mineral paragenesis remained the same, only changed the spatial arrangement of the minerals ( texture). Both pieces consist of quartz, feldspar and biotite. After the deformation the biotites are arranged in layer and form slide planes The rounded amphibolitic xenoliths are deformed to slices sneiss 29

30 Peridotite classification 30

31 Heterogeneous mantle-peridotite 31

32 Spinel-garnet-transition 32

33 Structure of continental lithosphere. Example from Pali Aikexenoliths of the southern South America (Stern, Kilian et al. 1999) 33

34 A. SiO 2 -reiche wasserhaltige Stoffsysteme (z.b. granitisch) schmelzen bereits bei Temperaturen von >1100 C. B: Klinopyroxene können in Basalten und in Granuliten gebildet werden. C: Plagioklase stellen Mischkristalle zwischen Anorthit (Ca-Endglied) und Albit (Na-Endglied) dar, wobei letzterer den höheren Schmelzpunkt hat. D. Karbonatite sind metamorphe Gesteine, die vor allem aus Karbonatmineralen bestehen. A. Das Pneumatolitische Kristallisationsstadium erfolgt bei höheren Temperaturen als das hydrothermale Stadium, in welchem Gold- und Kupfer-Vererzungen vorkommen. B. Die Fraktionierte Kristallisation von Olivin führt zu einer K, Ca und Mg-reichen Restschmelze. C. Alkalifeldspäte weisen eine Mischungslücke auf, weil die einwertige Kalium-Kationen nicht so einfach durch zweiwertige Natrium Kationen ersetzt werden können. D. Unter adiabatischer Dekompression versteht man, dass sich Gesteine bei der Dekompression erhitzen. S. Ein Marmor kann zur Grünschiefer- und Amphibolitfazies gehören. T. Die Anatexis beginnt bei Temperaturen oberhalb des Liquidus. U. In wasserfreien Stoffsystemen nimmt die Solidus-Temperatur mit zunehmendem Druck ab. V. Bereits die Alten Griechen hatten erkannt, das Schriftgranite bei einer Eutektischen Magmenzusammensetzung entstehen. 34

35 A. Die Ozeanische Kruste besteht aus basaltischen Pillowlaven, Gangintrusionen, Gabbros und Kummulaten. B: An Mittelozeanische Rücken kommt es zur Hydrothermalmetamorphose, wobei Zeolithe, Sulfide und Pyroxene entstehen. C: In Granuliten kann als Folge einer Dehydratation zur Schmelzbildung kommen. D. Granate enthalten einen relativ hohen Anteil des Aluminum des Erdmantels und bilden sich dort bei Tiefen über 30 km. K. Eklogite können aus Basalten entstehen, wenn die Temperatur genügend hoch ist. L. Gneise, Marmore, Quarzite und Amphibolite können in der Amphibolitfazies vorkommen. M. Das granitische Stoffsystem ist aluminiumreicher als das pellitische (tonige), weil es mehr Al-reiche Feldspäte enthält. N. Gabbros haben mehr Quarz und Alkalifeldspat als Tonalite. Q. Je langsamer die Abkühlung eines Magmas, um so stärker ist die fraktionierte Kristallisation. R. In wasserhaltigen Schmelzen wachsen Kristalle langsamer als in wasserfreien Magmen. S. In einem Basaltmagma werden erst Pyroxene und Olivine und danach Feldspäte gebildet. T. Harzburgite sind Clinopyroxene-arme Mantelperidotite, die einen durch Schmelzbildung chemisch verarmten Erdmantel repräsentieren. 35

36 Berechung der Absinkgeschwindigkeit von Kristallen in einer Magmenkammer In einer Magmenkammer mit basaltischem Magma (Dichte 3,0 g/cm 3, Viskosität von 14 [kg/(m*s)]) sinken die früh ausgeschiedenen Kristalle (vereinfachte kugelförmige Gestalt) wieder ab. Wieviel Meter (v p in m/s) sinken die häufig gleichzeitig gebildeten Minerale Olivin (Forsterit) [r =5 mm] und Magnetit [r = 0.1 mm] in einem Jahr ab? Beachten sie die üblicherweise sehr unterschiedliche Größen und unterschiedliche Dichten und überlegen sie, welche Parameter die Absinkgeschwindigkeit besonders stark beeinflussen? v p 2* r 2 * g *( 9* p f ) Stokes sche Gleichung p Dichte Partikel Dichte Fluid f Viskosität Forsterit = 3.2 [g/cm 3 ] Magnetit = 5.2 [g/cm 3 ] Erdbeschleunigung = g = 9.81 [m/s 2 ] 36