Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH

Transkript

1 Springer-Lehrbuch

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3 Siegfried Matthes MINERALOGIE Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde Fünfte überarbeitete und aktualisierte Auflage Mit 174 Abbildungen, davon 11 Einzeldarstellungen in Farbe, und 42 Tabellen i Springer

4 Professor Dr. SIEGFRIED MATTHES Institut für Mineralogie Universität Würzburg Am Hubland Würzburg ISBN Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Matthes, Siegfried: Mineralogie : eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde / Siegfried Matthes. - 5., überarb. und aktualisierte Aufl. (Springer-Lehrbuch) ISBN ISBN (ebook) DOI / Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der übersetzung, des Nachdruckes, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des' Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils gehenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1983,1987,1990,1993,1996 Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1996 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daß solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Einbandgestaltung: Design & Production, Heidelberg Satz: Appl, Wemding SPIN / Gedruckt auf säurefreiem Papier

5 Vorwort zur 5. Auflage Das Buch hat einen neuen Umschlag bekommen. Der Initiative von Herrn Dr. W OLF GANG ENGEL und seinem Team vom Springer-Verlag ist zu danken, daß auch die Anordnung des Textes ein neues, ansprechenderes Layout erfahren hat, mit dem Ziel, die Annahme des Buches als Lernhilfe noch weiter zu verbessern. In diesem Zusammenhang war es möglich, elf der bisher als Strichzeichnungen gebrachten Dünnschliftbilder von Gesteinen durch Farbbilder mit größerer Aussagekraft auszutauschen. Inhaltlich wurde der Text der neuen Auflage überarbeitet und an zahlreichen Stellen aktualisiert oder ergänzt. Wo immer möglich, wurden dabei Anregungen und Kritik von Benutzern oder Rezensenten berücksichtigt. Auch diesen ungenannten Helfern ist zu danken. Im Teil I, Spezielle Mineralogie, wurden einige Minerale hinzugefügt: so unter Kap 3.5 die nichtmetallischen Sulfide Realgar und Auripigment, unter Kap.8 in Ergänzung der Apatitgruppe die Minerale Vanadinit und Mimitesit, unter Kap. 9.2 das Sorosilikat Vesuvian. Außerdem ist der Text von Kap. 10 über die Flüssigkeitseinschlüsse in Mineralen von Herrn Priv.-Doz. Dr. REINER KLEMD erweitert und nach der genetischen Seite hin vertieft worden unter Hinzunahme des P-T-Diagramms (Abb.83). Gleichzeitig wurde Abb.82c durch eine instruktivere Strichzeichnung ausgetauscht. Für diese Verbesserungen gebührt Herrn KLEMD, Bremen, mein besonderer Dank. Auch im Teil 11, Petrologie und Lagerstättenkunde, Kap. 11, Die magmatische Abfolge, wurden an verschiedenen Stellen Ergänzungen und Aktualisierungen eingebracht, die hier im einzelnen nicht aufgeführt werden. Bei der vorliegenden Neuauflage des Buches wurde mir vom hiesigen Institut vielseitige Hilfe zuteil. Hier gilt mein besonderer Dank wiederum meinen Kollegen, Herrn Prof. MARTIN OKRUSCH und Herrn Prof. WOLF GANG SCHUBERT. Herzlich danke ich auch Herrn KLAus-PET ER KELBER für seine Mühe bei der Reinzeichnung der hinzugekommenen Abbildungen und v. a. für seine unentbehrliche Hilfe bei der Erstellung der Farbaufnahmen. Würzburg, im Mai 1996 SIEGFRIED MATTHES

6 Vorwort zur 4. Auflage Die Flut alljährlich hinzukommender neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse kann nicht ohne Auswirkung auf den potentiellen Lehr- und Lernstoff in der Mineralogie sein. Der Autor ist aufrichtig darum bemüht, weittragende wissenschaftliche Ergebnisse in das tradierte Grundwissen dieses Lehrbuches einfließen zu lassen. Dabei soll in allen Fällen der einführende Charakter des Buches gewahrt bleiben. Zu spezielle und auf schwierigeren Voraussetzungen begründete Fakten sollten besser dem Aufbaustudium vorbehalten bleiben. Der Text der vorliegenden Neuauflage ist erneut überarbeitet und an mehreren Stellen verändert worden. Wo immer möglich, wurden Anregungen und Kritik von Benutzern und Rezensenten berücksichtigt. Im Teil II: Petrologie und Lagerstättenkunde wurde eine stärkere Einbindung des tradierten Grundwissens in die moderne Globaltektonik angestrebt. So ist innerhalb des Kapitels A. Die magmatische Abfolge der Text durch hinzugekommene Abschnitte über die Magmenbildung, die Globale Verbreitung der Basalte und eine jetzt zunehmend gebräuchliche Einteilung der Granite auf geochemischer Basis erweitert worden. Innerhalb des Kapitels C. Die Gesteinsmetamorphose sind Abschnitte über Hochdruck-Minerale als Geobarometer und über die Anwendung der Druck-Temperatur-Zeit-Pfade hinzugekommen. Die neuen Texte sind durch 7 neue Abbildungen illustriert worden. Wiederum habe ich mich auch bei dieser Neuauflage des Buches für die fördernde Hilfe aus dem hiesigen Mineralogischen Institut zu bedanken. Herr Prof. MARTIN OKRUSCH besorgte die kritische Durchsicht des erweiterten Manuskriptes. Herr Prof. WOLF GANG SCHUBERT gab wertvolle Ratschläge zur Stoff auswahl des Kapitels A. Die magmatische Abfolge. Herr Prof. ARMIN KIRFEL half bei der fallweise notwendigen Korrektur in der Verwendung der Begriffe Kristallstruktur/Kristallgitter im Teil I Spezielle Mineralogie. Herr KLAUS-PETER KELBER hat auch bei dieser Auflage die Umzeichnung der neu hinzugekommenen Abbildungen vorgenommen. Prof. WERNER SCHREYER, Bochum, gab dankenswerterweise seine Zustimmung zur übernahme der Figuren 2, 7 und 11 aus seiner einschlägigen Review-Arbeit (SCHREYER, 1988). Zur Abb.143 stellte er das Original-Foto zur Verfügung. Schließlich möchte ich dem Springer-Verlag, namentlich Herrn Dr. WOLFGANG ENGEL, für die jederzeit vertrauensvolle Zusammenarbeit wiederum sehr herzlich danken. Würzburg, im Mai 1993 SIEGFRIED MATTHES

7 Vorwort zur 3. Auflage Die 3. Auflage des Buches erscheint im Rahmen eines neuen Lehrbuchkonzeptes des Springer-Verlages. Hierzu wurde das Buch erneut kritisch durchgesehen. Wo immer möglich wurden Anregungen und Kritik von Benutzern und Rezensenten berücksichtigt. Im Hinblick auf die zunehmende Beachtung ist unter 10. ein Abschnitt über Flüssigkeitseinschlüsse in Mineralen am Ende von Teil I hinzugekommen. Einschlüsse von Mineralen liefern wichtige Informationen über Entstehungsvorgänge und Bildungsbedingungen von Mineralen, Gesteinen und Lagerstätten. Der Inhalt dieses Abschnittes wurde dem einführenden Charakter des Buches angepaßt. Für ein vertiefendes Studium der physikochemischen Grundlagen und der vielseitigen Untersuchungsmethoden sei auf das einschlägige Schrifttum im Literaturverzeichnis verwiesen. Auch bei dieser Neuauflage wurde mir fördernde Hilfe aus dem hiesigen Institut zuteil. Dafür bin ich überaus dankbar. So verfaßte Herr Dr. REINER KLEMD den neu hinzugekommenen Abschnitt über Flüssigkeitseinschlüsse in Mineralen. Herr Prof. MARTIN ÜKRUSCH halfbei der Durchsicht des Buches mit fundierten Anregungen. Nicht zuletzt möchte ich dem Springer-Verlag für die gute Zusammenarbeit danken. Würzburg, im Januar 1990 SIEGFRIED MATTHES

8 Vorwort zur 2. Auflage Nach einem relativ kurzen Zeitraum ist eine Neuauflage des Buches notwendig geworden. Hierzu wurde das ganze Buch kritisch durchgesehen, Anregungen und Kritik von Benutzern und Rezensenten weitgehend berücksichtigt. Mängel wurden behoben, neue Erkenntnisse eingebracht. Darüberhinaus sind einige umfassendere Änderungen und Ergänzungen vorgenommen worden unter einer geringen Vermehrung der Zahl der Abbildungen im Text. Dadurch vergrößerte sich der Umfang des Buches um 27 Seiten. So ist ein Abschnitt über Magmatismus, erzbildende Prozesse und Plattentektonik dem Teil III des Buches hinzugefügt worden, denn aus der modernen Globaltektonik sind grundlegende neue Erkenntnisse für die Entstehung von Magmen und die Bildung von Erzlagerstätten hervorgegangen. Magmatische Gesteine mit Schlüsselstellung, wie Karbonatite und Komatiit, wurden im Teil 11, Abschnitt A Die magmatische Abfolge, aufgenommen. Die grundlegende Bedeutung der neuentdeckten Hochdruck-Paragenesen und ihre Ableitung aus Vorgängen der Plattentektonik wird bei der Besprechung der metamorphen Fades im Abschnitt C Die Gesteinsmetamorphose gewürdigt. Als eine wünschenswerte methodische Ergänzung des Abschnitts C wird nunmehr unter den graphischen Darstellungen metamorpher Mineralparagenesen neben den ACF- und A'KF-Diagrammen auch das AFM-Diagramm anhand von drei Abbildungen besprochen. Weiterhin ist der Abschnitt Das hydrothermale Stadium im Teil 11, A Die magmatische Abfolge in wesentlichen Passagen abgeändert worden. Damit wurde die Gliederung nach dem klassischen Schema der "Formationen" aufgegeben. Die verbliebene Einteilung nach temperaturabhängigen Paragenesengruppen und geologischen Strukturtypen (Gänge, Imprägnationen, metasomatische Körper) ist nicht mehr ausschließlich magmatisch orientiert. Dabei wurde der genetische Zusammenhang mit dem magmatischen Geschehen, wenn vertretbar, gewahrt. Die Ausführung über den vulkano-sedimentären Lagerstättentyp erfuhr eine Vertiefung. Auch bei der Neuauflage wurde mir aus dem hiesigen Institut vielseitige Hilfe zuteil. Herr Prof. MARTIN OKRUSCH besorgte die kritische Durchsicht der neuen Manuskriptteile. Seine Anregungen waren mir wiederum eine wertvolle Hilfe. Herr Prof. PETER RICHTER beriet mich bei der Neugestaltung des Abschnitts über die hydrothermalen Lagerstätten, Herr Prof. EKKEHART TILLMANNS bei mehreren kristallstrukturellen bzw. kristallchemischen Fragen. Herr KLAUS-PE TER KELBER hat sich mit der Reinzeichnung der hinzugekommenen Abbildungen wiederum viel Mühe gemacht. Allen sei für die gewährte Hilfe herzlich gedankt!

9 ----- Vorwort zur 2.Auflage Darüber hinaus gilt zahlreichen Fachgenossen mein aufrichtiger Dank, die mir nach Durchsicht der ersten Auflage des Buches mit ihren kritischen Anregungen geholfen oder mich durch ihre Zustimmung ermutigt haben. Nicht zuletzt möchte ich dem Springer-Verlag für die auch bei der zweiten Auflage jederzeit gewährte vertrauensvolle Zusammenarbeit herzlich danken! IX Würzburg, im Mai 1987 SIEGFRIED MATTHES

10 Vorwort zur 1. Auflage Das vorliegende Buch ist eine Einführung in die Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde auf genetischer Grundlage. Es widmet sich dem speziellen Teil des Faches, wobei Grundkenntnisse aus dem allgemeinen Teil - der allgemeinen Mineralogie und der Kristallographie - vorausgesetzt werden. Darüber hinaus sind neben geologischen Kenntnissen Grundlagen der allgemeinen, anorganischen und physikalischen Chemie an vielen Stellen sehr nützlich. Im einleitenden Teil werden wichtige Begriffe erläutert und definiert. Im Teil I folgte eine Auswahl der häufigsten Minerale in übersichtlicher Form und in Anlehnung an die Systematik von H. STRUNZ. Teil 11 ist der Petrologie und Lagerstättenkunde gewidmet. Er gliedert sich: A in die magmatische Abfolge mit Systematik und Genese der magmatischen Gesteine einschließlich der Mineral- und Lagerstättenbildung, die mit magmatischen Vorgängen im Zusammenhang steht, B in die sedimentäre Abfolge mit den Verwitterungsprodukten, Sedimenten und Sedimentgesteinen einschließlich der Mineral- und Lagerstättenbildung, C die Gesteinsmetamorphose einschließlich der ffitrametamorphose und der Metasomatose. Ein abschließender Teil III widmet sich dem Stoffbestand von Erde und Mond und in einem kurzen Abschnitt auch den Meteoriten. Den einschlägigen experimentellen Zustandsdiagrammen - Ein-, Zweiund Drei-Komponentensystemen - wird der ihnen ihrer Bedeutung nach zukommende Raum gewährt. An allen möglichen Stellen finden sich Hinweise auf die technischwirtschaftliche Bedeutung der Minerale, Gesteine und Lagerstätten als Rohstoffe. Das Buch ist aus Vorlesungen und übungen hervorgegangen, die der Verfasser im Laufe der Zeit seit 1950 an den Universitäten Frankfurt (M) und Würzburg durchgeführt hat. So ist der Inhalt des Buches in erster Linie den Bedürfnissen des Unterrichts an Universitäten und Hochschulen angepaßt. Getroffene Auswahl und Umfang des Stoffes dieses speziellen Teiles des Faches entsprechen nach Ansicht des Verfassers weitgehend dem Lehrauftrag für das Grundstudium in Mineralogie. Für Studierende der Geologie und andere Studierende, die Mineralogie als Neben- bzw. Beifach wählen, dürfte das Buch auch bei den Anforderungen im Hauptstudium (Aufbaustudium) hilfreich sein. In allen Fällen kann es in Verbindung und zur Ergänzung von Vorlesungen und übungen genutzt werden. Für das Weiterstudium und als Quellennachweis ist am Schluß des Buches ein Verzeichnis wichtiger Lehrbücher und Monographien aufgenommen worden. Das Buch richtet sich auch an diejenigen, die dem Fach Interesse entgegenbringen, um sich Grundkenntnisse zu erwerben oder es beruflich als Informationsquelle zu nützen. Verlag und Verfasser möchten glauben, daß das vorliegende Buch innerhalb des deutschsprachigen Schrifttums eine derzeit spürbare Lücke schließen hilft.

11 Vorwort zur 1. Auflage XI Die Kristallbilder sind dem Atlas der Kristallformen von V. GOLDSCHMIDT, die Kristallstrukturen großenteils dem Strukturbericht entnommen und umgezeichnet worden. Die meisten Diagramme und Strichzeichnungen stammen aus dem zitierten Schrifttum, teilweise vereinfacht, andere ergänzt. Die Zahl der Autotypien wurde mit Rücksicht auf die Preisgestaltung des Buches niedrig gehalten. Bei der Fertigung des Buches erfuhr ich aus dem hiesigen Institut mannigfaltige Hilfe. Herr Prof. MARTIN OKRUSCH übernahm die kritische Durchsicht des Manuskriptes. Seine Ratschläge wurden als substantielle Verbesserungen dankbar anerkannt. Darüber hinaus gewährte er mir freundliche Hilfe beim Lesen der Korrektur. Herr KLAUS MEZGER vom hiesigen Institut unterstützte mich bei der Fertigung des Registers. Herr KLAUS-PETER KELBER hat sich mit der sorgfältigen Ausführung der Zeichnungen und allen Mineralfotos große Verdienste um das Buch erworben. Die Originalaufnahmen zu den Abbildungen 145 und 146 stellte Herr Prof. K.R.MEH NERT, Berlin, freundlicherweise zum Abdruck zur Verfügung. Die Fotos der Abb.92 und 93 stammen vom Verfasser. Meine Tochter HEIKE hatte die lästige Aufgabe der Reinschrift des Manuskriptes übernommen. Allen sei für die gewährte Hilfe herzlich gedankt! Schließlich habe ich dem Verlag für die jederzeit vertrauensvolle Zusammenarbeit, die Ausstattung des Buches und dessen erschwinglichen Preis zu danken, Herrn Dr. KONRAD F. SPRINGER für sein stets förderndes Interesse und Herrn Dr. DIETER HOHM für Mühewaltung und Umsicht während dieser Zusammenarbeit. Würzburg, im Sommer 1983 SIEGFRIED MATTHES

12 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung und Grundbegriffe Der Mineralbegriff Mineralarten und Mineralvarietäten Vorkommen der Minerale, speziell als Bestandteile der Erdkruste Der Gesteinsbegriff Mineral- und Erzlagerstätten Mineralogische Wissenschaften Anwendungsgebiete der Mineralogie in Technik, Industrie und Bergbau Bestimmung von Mineralen mit einfachen Hilfsmitteln... 9 Teill Spezielle Mineralogie Zur Systematik der Minerale Elemente...., Metalle Semimetalle (Metalloide, Halbmetalle) Nichtmetalle Diamant und Graphit Stabilität von Diamant und Graphit Sulfide, Arsenide und komplexe Sulfide (Sulfosalze) Metallische Sulfide mit Me:S > 1: Metallische Sulfide und Arsenide mit Me:S = 1: Metallische Sulfide, Sulfarsenide und Arsenide mit Me:S ;;; 1:2... " Komplexe Sulfide (Sulfosalze) Fahlerzreihe Nichtmetallische Sulfide Oxide und Hydroxide X 2 0-Verbindungen X Verbindungen X0 2 -Verbindungen Die Quarz-Gruppe und andere Si0 2 -Minerale Einiges über ihre Kristallstrukturen Die Phasenbeziehungen im System Si0 2 60

13 XIV Inhaltsverzeichnis Tief-Quarz, Si Hoch-Quarz, Si XY204-Verbindungen: Die Spinell-Magnetit-Chromit-Gruppe Hydroxide Halogenide Karbonate Die Calcitreihe, 321m Die Aragonitreihe, 21m21m21m Die Dolomitreihe Malachit-Azurit-Gruppe Sulfate und Wolframverbindungen Sulfate Wolframverbindungen Phosphate, Arsenate, Vanadate Silikate Neosilikate (silikatische Inselstrukturen) Die Al2SiOs-Gruppe Sorosilikate (silikatische Gruppenstrukturen) Cyclosilikate (silikatische Ringstrukturen) Inosilikate (Ketten- und Doppelkettensilikate) Die Pyroxen-Gruppe Die Amphibol-Gruppe Anthophyllit und Cummingtonit-Grünerit-Reihe Tremolit-Ferroaktinolith-Reihe Natronamphibolreihe Phyllosilikate (Schicht- bzw. Blattsilikate) Talk-Pyrophyllit-Gruppe Glimmer-Gruppe Chlorit-Gruppe Serpentin-Gruppe Tonmineral-Gruppe Tektosilikate (silikatische Gerüststrukturen) Die Feldspäte Das System der Feldspäte Die bekanntesten Zwillingsgesetze der Feldspäte Die Alkalifeldspäte (K,Na) [AISi ] Die Plagioklase (Kristallklasse 1) Feldspatoide (Foide, Feldspatvertreter) Feldspatoide ohne tetraederfremde Anionen Feldspatoide mit tetraederfremden Anionen: Sodalithreihe Die Zeolith-Gruppe Flüssigkeitseinschlüsse in Mineralen

14 Inhaltsverzeichnis XV Teil 11 Petrologie und Lagerstättenkunde 11 Die magmatische Abfolge Die magmatischen Gesteine (Magmatite) Einteilung und Klassifikation der magmatischen Gesteine Zuordnung nach der geologischen Stellung Zuordnung nach dem Gefüge Klassifikation nach dem Mineralbestand Chemismus, CIPW-Norm und NIGGLI-Werte Die Petrographie der Magmatite Die Kalkalkalimagmatite Die Alkalimagmatite Karbonatite und lamprophyrartige Gesteine Häufigkeit der magmatischen Gesteine Pyroklastische Gesteine (Pyroklastika) Die geologischen Körper der magmatischen Gesteine Einteilung der Vulkane Magma und Lava Die Viskosität der Lava Temperaturen der Laven und der Magmen der Tiefe Die Gase im Magma Die magmatische Differentiation Die gravitative Kristallisationsdifferentiation Das Reaktionsprinzip von BOWEN Magmenbildung Magmatische Kristallisationsdifferentiation Aufschmelzung Kontamination Magmenmischung Entmischung im schmelzflüssigen Zustand Die experimentellen Modellsysteme Das System Diopsid - Anorthit Das System Diopsid - Anorthit - Albit Das System Diopsid - Forsterit - Si Die Herkunft des Basalts Das Basalttetraeder von YODER und TILLEY Die globale Verbreitung der Basalte Die Bildung basaltischer Schmelzen aus Mantelperidotit Die geologischen Beziehungen des Basalts zum Oberen Erdmantel Die Herkunft des Granits Genetische Einteilung der Granite auf geochemischer Basis Die Kristallisation einer granitischen Schmelze Die Entstehung granitischer Schmelzen Mineral- und Lagerstättenbildung, die mit magmatischen Vorgängen im Zusammenhang steht Zustandsdiagramm der magmatischen Abfolge

15 XVI Inhaltsverzeichnis Das magmatische Frühstadium Gravitative Kristallisationsdifferentiation und Akkumulation Liquidation, Entmischung von Sulfidschmelzen Liquidation unter Beteiligung leichtflüchtiger Komponenten Das magmatische Hauptstadium Das pegmatitische Stadium Das pneumatolytische (hypothermale) Stadium Die pneumatolytischen Zinnerzlagerstätten Die pneumatolytischen Wolframlagerstätten Die pneumatolytischen Molybdänlagerstätten Kontaktpneumatolytische Verdrängungslagerstätten Das hydrothermale Stadium Einteilung der hydrothermalen Bildungen Intrakrustale hydrothermale Lagerstätten Katathermale Paragenesengruppen Mesothermale Paragenesengruppen Epithermale Paragenesengruppen (Tele)thermale Paragenesengruppen Nichtmetallische hydrothermale Lagerstätten Mineralbildende Vorgänge, die genetisch zum Vulkanismus gehören Spät- und nachvulkanisches Stadium Die Produkte der Fumarolen Vulkanosedimentäre Lagerstätten Die sedimentäre Abfolge, Sedimente und Sedimentgesteine Die Verwitterung und die mineralbildenden Vorgänge im Boden Die mechanische Verwitterung Die chemische Verwitterung Die Agenzien der chemischen Verwitterung Das Verhalten ausgewählter Minerale bei der chemischen Verwitterung Subaerische Verwitterung und Klimazonen Zur Abgrenzung des Begriffs Boden Verwitterungsbildungen, Verwitterungslagerstätten Residualtone, Kaolin Bentonit und seine Verwendung Bauxit und seine Vorkommen Laterit und Basalteisenstein Nickelhydrosilikaterze Metallkonzentrationen in ariden Schuttgesteinen Die Verwitterung sulfidischer Erzkörper Mineralneubildungen innerhalb der Oxidationszone von Erzkörpern Sedimente und Sedimentgesteine Grundlagen Einteilung der Sedimente und Sedimentgesteine

16 Inhaltsverzeichnis XVII Das Gefüge der Sedimente und Sedimentgesteine Die klastischen Sedimente und Sedimentgesteine Transport und Ablagerung des bei der Verwitterung entstandenen klastischen Materials Chemische Veränderungen während des Transports Metallkonzentrationen am Ozeanboden Korngrößenverteilung bei klastischen Sedimenten und ihre Darstellung Diagenese der klastischen Sedimentgesteine Konkretionen als Bestandteile pelitischer Sedimentgesteine Einteilung der Psephite und Psammite Schwerminerale in den Psammiten Fluviatile und marine Seifen Einteilung der Pelite Diagenese von silikatischen Stäuben und Schlämmen zu Silt- und Tonsteinen Das Spätstadium der Diagenese, Übergang zur niedriggradigen Metamorphose Die chemischen Sedimente (Ausscheidungs sedimente) Die karbonatischen Sedimente und Sedimentgesteine Die eisenreichen Sedimente und sedimentären Eisenerze Kieselige Sedimente und Sedimentgesteine Sedimentäre Phosphatgesteine Evaporite (Salzgesteine) Die Gesteinsmetamorphose Grundlagen Abgrenzung der Metamorphose von der Diagenese Zur Kennzeichnung metamorpher Produkte Auslösende Faktoren Temperatur und Druck Herkunft der thermischen Energie Die Wirkung des Drucks Die Rolle des Chemismus Die retrograde Metamorphose Das geologische Auftreten der Gesteinsmetamorphose und ihrer Produkte Die Kontaktmetamorphose und ihre Gesteinsprodukte Die Kontaktmetamorphose an Plutonen Die Kontaktmetamorphose an magmatischen Gängen und Lagergängen Die Dislokationsmetamorphose (Dynamometamorphose) und ihre Gesteinsprodukte Die Regionalmetamorphose und ihre Gesteinsprodukte Die regionale Versenkungsmetamorphose

17 XVIII Inhaltsverzeichnis Die thermisch-kinetische Umkristallisationsmetamorphose (Thermodynamometamorphose) (Regionalmetamorphose in Orogenzonen) Die Ocean-floor(Ozeanboden)-Metamorphose Auswahl wichtiger metamorpher Gesteine Kontaktmetamorphe Gesteine Gesteinsprodukte der Dislokationsmetamorphose Gesteinsprodukt der Schockmetamorphose (Stoßwellenmetamorphose) Gesteinsprodukte der Regionalmetamorphose Zuordnungsprinzipien der metamorphen Gesteine Die Zoneneinteilung nach BARROW und TILLEY Die Zoneneinteilung nach BECKE, GRUBENMANN und GRUBENMANN und NIGGLI Das Prinzip der Mineralfacies nach ESKOLA Gleichgewichtsbeziehungen in metamorphen Gesteinen Die Feststellung des thermodynamischen Gleichgewichts GIBBS - Phasenregel und die mineralogische Phasenregel von GOLDSCHMIDT Beispiele experimentell untersuchter metamorpher Reaktionen Die Wollastonitreaktion Entwässerungsreaktionen Polymorphe Umwandlungen und Reaktionen ohne Entbindung einer fluiden Phase Graphische Darstellung metamorpher Mineralparagenesen ACF- und A,KF-Diagramme AFM-Diagramm KlassifIkation der metamorphen Gesteine nach ihrer Mineralfacies Die Faciesserien Die metamorphen Facies Zeolith- und Prehnit-Pumpellyitfacies Grünschieferfacies Epidot-Amphibolitfacies Amphibolitfacies Granulitfacies Hornfelsfacies Sanidinitfacies Glaukophanschieferfacies Eklogitfacies Höchstdruckparagenesen Einteilung nach Reaktionsisograden Hochdruckminerale als Geobarometer Druck-Temperatur-Zeit-Pfade Gefügeeigenschaften und Gefügeregelung der metamophen Gesteine Das kristalloblastische Gefüge Die Gefügeregelung der metamorphen Gesteine Grundbegriffe

18 Inhaltsverzeichnis XIX Kornregelung Das Gefügediagramm Haupttypen der Regelung Homogene und nicht homogene Verformung Ultrametamorphose und die Bildung von Migmatiten Der Migmatitbegriff Die Bildung von Migmatiten, experimentelle Grundlagen Die stoffliche Bilanz bei der Entstehung von Migmatiten Metasomatose Kontaktmetasomatose Autometasomatose Die Spilite als Produkte einer Natronmetasomatose Die metasomatische Bildung granitischer Gesteine Teil 111 Stoffbestand und Bau von Erde und Mond 14 Die Erde Der Schalenbau Physikalische Eigenschaften und Alter Die Erdkruste Die kontinentale Erdkruste Die ozeanische Erdkruste Der Erdmantel Der Obere Erdmantel Die Übergangszone Der Untere Erdmantel Der Erdkern Magmatismus, erzbildende Prozesse und Plattentektonik Zur Theorie der Plattentektonik Platten, Plattenbewegungen und Plattengrenzen Der Magmatismus der mittelozeanischen Rücken Der ozeanische Intraplattenmagmatismus außerhalb der mittelozeanischen Rücken Der Magmatismus der Inselbögen und instabilen Kontinentalränder Die kontinentalen Plateaubasalte (Trappbasalte, continental flood basalts) Der intrakontinentale Alkalimagmatismus an Riftzonen Die intrakontinentalen Kimberlit-Pipes Der Magmatismus der alten Schilde Aufbau und Stoffbestand des Monds Die Kruste des Monds Die Hochlandregion Die Region der Maria Die Minerale der Mondgesteine Bedeutung für unsere Vorstellungen zur Erdentstehung

19 xx Inhaltsverzeichnis 17 Die Meteorite Einteilung der Meteorite Anhang Literatur- und Quellenverzeichnis Sachverzeichnis