Thema gewählt von Eric Marques Pinheiro
Bildung von Mineralen und Gesteinen
Um das Vorkommen von typischen Mineralen und Gesteinen in Vulkangebieten verstehen zu können muss man sich mit der Mineral- und Gesteinsbildung auseinandersetzen. Allgemein betrachtet können sich Minerale durch Kristallisation aus magmatischen Schmelzen, durch Sublimation (Primärminerale) oder metamorpher Prozesse (Sekundärminerale) bilden. Durch anschließender Abkühlung und Auskristallisierung des geschmolzenen homogenen/ heterogenen Materials bilden sich magmatische Gesteine. Durch Metamorphose, das heißt, durch die Veränderungen des Drucks und der Temperatur, können sich die gebildeten magmatischen Gesteine in metamorphe Gesteine umwandeln, wobei sich die Mineralzusammensetzung des Gesteins ebenfalls verändern kann. Die Druck-/ Temperaturbedingungen und die chemische Zusammensetzung der Magma können somit einen entscheidenen Einfluss auf die Bildung eines Minerals oder Gesteins nehmen.
Temperatur und chemische Zusammensetzung
Mit zunehmender Temperatur und Eisen-, Magnesium und Calciumgehalt sowie der Abnahme vom SiO2 Gehalt und Natrium- und Kaliumgehalt steigt der Bestand an Pyroxenen, Olivinen und calciumreichen Plagioklasen. Jedoch reduziert sich der Mineralbestand von natriumreichen Plagioklasen, Muskoviten, Biotiten, Amphibolen, Orthoklasen und Quarz. Beim Vorkommen von typischen vulkanischen Gesteinen muss man zwischen Plutoniten (Intrusivgesteinen) und Vulkaniten (Effusivgesteinen) unterscheiden die sich in Mineralbestand und morphologischen Eigenschaften unterscheiden. Charakteristisch für Plutonite ist das mit vielen auskristallisierten Mineralen geprägte Gefüge, während Vulkanite durch ihr porphyrisches Gefüge durch kleine Kristalle und einer dichten Matrix gekennzeichnet sind. Eine Ausnahme dabei bilden Ganggesteine, auch Subvulkanite genannt, die sich in Magmakanälen und Spalten festsetzen und somit Eigenschaften von Vulkaniten und Plutoniten aufweisen. Ganggesteine können als Dykes (plattenförmige Gesteinskörper) oder als Röhren auftreten.
Vorkommen
Die Grundbedingungen (Temperatur, Druck etc.) in einem Vulkangebiet, können abhängig von der durch Plattentektonik geprägten Vulkanart stark variieren und somit eine Veränderung im Mineralbestand und im Gesteinsvorkommen hervorrufen. So bildet die Lava eines Schildvulkans mit Temperaturen zwischen ca. 1000-1300 °C und einem SiO2 Gehalt von <52% unterschiedliche Minerale und Gesteine, als die Lava eines Schichtvulkans mit Temperaturen <900 °C und einem SiO2 >52% aus. Als typisches Beispiel für Minerale und Gesteine in Schildvulkangebieten dient die Insel Hawaii. Ein besonders hoher Anteil an Olivinen ist auf der Inselkette im pazifischen Ozean charakteristisch (Green sand beach). Dabei ist zu berücksichtigen, dass durch die magmatische Differentiation aus einer Stammmagma chemisch unterschiedliche Teilmagmen entstehen, sodass nicht nur ein magmatisches Gestein mit bestimmten Eigenschaften, sondern eine wesentlich höhere Vielfalt von unterschiedlichen magmatischen Gesteinen auskristallisiert.
Quellenverzeichnis
Sebastian U. (2014) Magmatische Gesteine. In: Gesteinskunde. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg
F Press, R Siever, JP Grotzinger – (2008): Allgemeine Geologie . Springer Spektrum
Gerd Simper: Vulkanismus verstehen und erleben. Feuerland Verlag, Stuttgart 2005
Grotzinger J., Jordan T. (2017) Magmatische Gesteine: Gesteine aus Schmelzen
http://www.wikiwand.com/de/Ganggestein; Aufgerufen am 21.02.19)
https://www.mineralienatlas.de/lexikon/ Aufgerufen am 17.01.19)
https://www.explore-the-big-island.com/green-sand-beach.html ; Aufgerufen am 17.01.19)