Physikalische Geologie

In den meisten Fällen ist ein Körper aus heißem Magma weniger dicht als das ihn umgebende Gestein, so dass es die Tendenz hat, sich sehr langsam in Richtung Oberfläche zu bewegen. Es tut dies auf verschiedene Arten, einschließlich des Füllens und Verbreiterns bestehender Risse, des Schmelzens des umgebenden Gesteins (Landgestein genannt), des Wegdrückens des Gesteins (wo es etwas plastisch ist) und des Brechens des Gesteins. Wo ein Teil des Nebengesteins abgebrochen ist, kann es in das Magma fallen, ein Prozess, der als Stopfen bezeichnet wird. Die dabei entstehenden Fragmente, die in Abbildung 3.19 dargestellt sind, werden als Xenolithe (griechisch für „fremde Gesteine“) bezeichnet.

Abbildung 3.19 Xenolithe aus mafischem Gestein in Granit, Victoria, B.C. Die Fragmente des dunklen Gesteins sind abgebrochen und in den hellen Granit eingebaut worden.
Abbildung 3.19 Xenolithen von mafischem Gestein in Granit, Victoria, B.C. Die Fragmente des dunklen Gesteins sind abgebrochen und in den hellen Granit eingearbeitet worden.

Ein Teil des aufsteigenden Magmas erreicht die Oberfläche und führt zu Vulkanausbrüchen, aber der größte Teil kühlt innerhalb der Kruste ab. Der dabei entstehende Gesteinskörper wird als Pluton bezeichnet. Plutone können verschiedene Formen und Beziehungen zum umgebenden Landgestein haben, wie in Abbildung 3.20 dargestellt.

Abbildung 3.20 Darstellung einiger Arten von Plutonen. a: Stockwerke (wenn sie in der Tiefe zusammenwachsen, könnten sie einen Batholithen bilden), b: Sill (ein tafelförmiger Körper, in diesem Fall parallel zur Schichtung), c: Dyke (durchschneidet die Schichtung), d: Laccolith (ein Sill, der die darüber liegenden Gesteinsschichten hochgedrückt hat), e: Pipe (eine zylindrische Leitung, die einen Vulkan speist). Bei den beiden mit f gekennzeichneten Merkmalen könnte es sich um Pipes oder Dykes handeln, aber aus dieser Perspektive ist es nicht möglich zu bestimmen, ob sie zylindrisch oder tafelförmig sind.
Abbildung 3.20 Darstellung einiger Plutontypen. a: Stockwerke (wenn sie in der Tiefe zusammenwachsen, könnten sie einen Batholithen bilden), b: Schwelle (ein tafelförmiger Körper, in diesem Fall parallel zur Schichtung), c: Deich (schneidet die Schichtung), d: Laccolith (eine Schwelle, die die darüber liegenden Gesteinsschichten hochgedrückt hat), e: Rohr (ein zylindrischer Kanal, der einen Vulkan speist). Die beiden mit f gekennzeichneten Merkmale könnten Rohre oder Dykes sein, aber aus dieser Perspektive ist es nicht möglich zu bestimmen, ob sie zylindrisch oder tafelförmig sind.

Große unregelmäßig geformte Plutone werden entweder als Stocks oder Batholithen bezeichnet. Die Unterscheidung zwischen den beiden wird anhand der Fläche getroffen, die an der Oberfläche freigelegt ist: Wenn der Körper eine freigelegte Fläche von mehr als 100 km2 hat, dann ist es ein Batholith; kleiner als 100 km2 und es ist ein Stock. Batholithen bilden sich typischerweise nur dann, wenn eine Reihe von Lagerstätten unter der Oberfläche zu einem großen Körper zusammenwachsen. Einer der größten Batholithen der Welt ist der Coast Range Plutonic Complex, der sich von der Region Vancouver bis in den Südosten Alaskas erstreckt (Abbildung 3.21). Genauer gesagt handelt es sich um viele Batholithen.

Tabuläre (blattförmige) Plutone werden danach unterschieden, ob sie mit der vorhandenen Schichtung (z. B. sedimentäre Schichtung oder metamorphe Schieferung) im Nebengestein konkordant (parallel) sind oder nicht. Ein Sill ist konkordant mit der vorhandenen Schichtung, ein Dyke ist diskordant. Wenn das Nebengestein keine Schichtung oder Schieferung aufweist, dann ist jeder tafelförmige Körper darin ein Deich. Beachten Sie, dass die Unterscheidung zwischen Sill und Deich nicht einfach durch die Orientierung des Merkmals bestimmt wird. Ein Dyke kann horizontal und ein Sill vertikal sein (wenn die Schichtung vertikal ist). Ein großer Deich ist in Abbildung 3.21 zu sehen.

Ein Laccolith ist ein siltartiger Körper, der sich durch Verformung des darüber liegenden Gesteins nach oben ausgedehnt hat.

Schließlich ist ein Rohr ein zylindrischer Körper (mit kreisförmigem, elliptischem oder sogar unregelmäßigem Querschnitt), der als Kanal für die Bewegung von Magma von einem Ort zum anderen diente. Die meisten bekannten Pipes speisen Vulkane, obwohl Pipes auch Plutone verbinden können. Es ist auch möglich, dass ein Dyke einen Vulkan speist.

Abbildung 3.21 Der Stawamus Chief, Teil des Coast Range Plutonic Complex, in der Nähe von Squamish, B.C. Die Klippe ist etwa 600 m hoch. Die meisten der dunklen Streifen sind das Ergebnis von Algen- und Flechtenwachstum, wo die Oberfläche häufig feucht ist, aber es gibt einen großen (etwa 10 m breiten) vertikalen Damm, der sich von unten nach oben erstreckt.
Abbildung 3.21 Der Stawamus Chief, Teil des Coast Range Plutonic Complex, in der Nähe von Squamish, B.C. Die Klippe ist etwa 600 m hoch. Die meisten der dunklen Streifen sind das Ergebnis von Algen- und Flechtenwachstum, wo die Oberfläche häufig feucht ist, aber es gibt einen großen (etwa 10 m breiten) vertikalen Damm, der sich von unten nach oben erstreckt.

Wie bereits besprochen, können Plutone mit den Gesteinen, in die sie intrudiert sind, interagieren, was manchmal zu einem teilweisen Aufschmelzen des Landgesteins oder zu einem Stoppen und der Bildung von Xenolithen führt. Und, wie wir in Kapitel 7 sehen werden, kann die Hitze eines Magmakörpers zur Metamorphose des Nebengesteins führen. Das Nebengestein kann auch einen Einfluss auf das Magma innerhalb eines Plutons haben. Der offensichtlichste solche Effekt ist die Bildung eines kalten Randes entlang der Ränder des Plutons, wo es in Kontakt mit dem Nebengestein kam, das deutlich kälter war als das Magma. Innerhalb des abgekühlten Randes kühlte das Magma schneller ab als im Zentrum des Dykes, so dass die Textur feiner ist und die Farbe anders sein kann. Ein Beispiel ist in Abbildung 3.22 dargestellt.

Abbildung 3.22 Ein mafischer Gang mit gekühlten Rändern innerhalb eines Basalts bei Nanoose, B.C. Die Münze ist 24 mm im Durchmesser. Der Dyke hat einen Durchmesser von etwa 25 cm und die abgekühlten Ränder sind 2 cm breit.
Abbildung 3.22 Ein mafischer Dyke mit abgekühlten Rändern innerhalb eines Basalts bei Nanoose, B.C. Die Münze hat einen Durchmesser von 24 mm. Der Dyke hat einen Durchmesser von etwa 25 cm und die abgekühlten Ränder sind 2 cm breit.

Übung 3.7 Pluton-Probleme

Das Diagramm hier ist ein Querschnitt durch einen Teil der Kruste und zeigt eine Vielzahl von intrusiven Eruptivgesteinen. Bis auf den Granit (a) haben alle diese Gesteine eine mafische Zusammensetzung. Geben Sie an, ob es sich bei jedem der mit a bis e gekennzeichneten Plutone im folgenden Diagramm um einen Gang, eine Schwelle, ein Lager oder einen Batholithen handelt.

a b c d e

pluton-Probleme2

  1. „Country Rock“ ist nicht unbedingt Musik in den Ohren eines Geologen. Der Begriff bezieht sich auf das ursprüngliche „Gestein des Landes“ oder der Region und damit auf das Gestein, in das das Magma zur Bildung eines Plutons eingedrungen ist. ↵

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