Magmatisches Gestein

Proben verschiedener magmatischer Gesteine aus den peruanischen Anden

Magmatisches Gestein,auchMagmatitoderErstarrungsgesteinistGestein,das durch abkühlungsbedingtesErstarreneiner Gesteinsschmelze(Magma) entstanden ist. Die Magmatite sind neben denSedimentgesteinen(Sedimentiten) und denMetamorphiteneine der drei Gesteinshauptgruppen.

Chemische Zusammensetzung

Die chemische Zusammensetzung – insbesondere der Gehalt anSiliziumdioxid,das Verhältnis vonEisenundMagnesiumzuKalium,NatriumundCalciumsowie das Verhältnis der drei letztgenannten zueinander – unterscheidet sich bei Magmatiten unterschiedlicher Fundorte. Sie wird von den Umständen bestimmt, unter denen das magmatische Gestein entstanden ist:

• chemische Zusammensetzung des Ausgangsgesteins (Protolith)
• Aufschmelzungsgrad des Ausgangsgesteins (druck- undtemperaturabhängig und damit auch nicht unwesentlich abhängig von der Aufschmelzungstiefe; siehe auchAnatexis)
• eventuelle chemische Angleichung (Assimilation) an das Nebengestein während des Magmenaufstiegs
• Grad dermagmatischen Differentiationwährend des Magmenaufstiegs sowie Verlauf von Druck und Temperatur während des Aufstiegs

Gruppierung nach Gefügemerkmalen

Schematische Darstellung magmatischer Phänomene und der Bildung entsprechender magmatischer Gesteine und Gesteinskörper in der Erdkruste und an der Erdoberfläche

Nach ihrer Erstarrungstiefe und den sich daraus ergebendenGefügemerkmalenlassen sich magmatische Gesteinepetrografischin zwei Gruppen unterteilen:Plutonite(Tiefengesteine) entstehen durch Erstarren vonMagmatief imErdinneren,Vulkanite(Ergussgesteine) entstehen aus Magma, das aus dem Erdinneren bis zur Erdoberfläche aufgedrungen, alsLavaan der Erdoberfläche ausgetreten und dort erstarrt ist. Ob die Abkühlung und Erstarrung der Gesteinsschmelze ober- oder unterirdisch erfolgt, hat einen deutlichen Einfluss auf dieTexturdes entstehenden Gesteins. Prinzipiell gilt hierbei: Je schneller die Schmelze erkaltet, desto feinkristalliner („feinkörniger “) wird das Gestein. Je langsamer das Magma abkühlt (bei guter Isolierung durch ein mehrere Kilometer mächtigesDeckgebirge), desto größereKristallekönnen sich in der erkaltenden Schmelze bilden.

Plutonite

→Hauptartikel:Plutonisches Gestein

Plutonite(nachPluton,demgriechischen GottderUnterwelt) oderTiefengesteinewerden Magmatite genannt, welche innerhalb derErdkruste– gewöhnlich in einer Tiefe von einem bis mehreren Kilometern – langsam in einerMagmakammerauskristallisieren.Der entsprechende Gesteinskörper wird als Pluton, oder, wenn er besonders große Abmessungen aufweist und komplex aufgebaut ist, auch alsBatholithbezeichnet. Die Plutonite haben eine mittel- bis grobkristalline („grobkörnige “) Struktur, das heißt, die einzelnen Mineralkörner, aus denen das Gestein besteht, sind mit bloßem Auge erkennbar. Der am weitesten verbreitete und bekannteste Vertreter ist derGranit.

Vulkanite

→Hauptartikel:Vulkanisches Gestein

Vulkanite(nachVulcanus,dem römischen Gott des Feuers) oderErgussgesteinesind jene Magmatite, die aus einer Gesteinsschmelze hervorgegangen sind, die bis an die Erdoberfläche gelangt ist. Sie werden auch alsExtrusiv-, Ausbruchs-, Effusiv- und Vulkanische Gesteine bezeichnet. Das Aufdringen von Magma bis zur Erdoberfläche und die damit verbundenen Naturerscheinungen werden unter dem BegriffVulkanismuszusammengefasst. Das aus einem Vulkan austretende flüssige Magma (und allgemeinsprachlich auch das nach der Erstarrung daraus hervorgegangene Gestein) wirdLavagenannt. Weil sie infolge des extremen Temperaturunterschiedes an der Erdoberfläche rasch erstarren, sind vulkanische Gesteine oft sehr feinkörnig oder sogarglasig,da kaum Zeit zum Wachstum größerer Kristalle bleibt. Nicht selten kristallisiert jedoch ein Teil der Schmelze langsam in größerer Tiefe aus. Daher ist für viele Vulkanite einporphyrisches Gefüge,mit größerenEinsprenglingenin einer feinkörnigenGrundmassetypisch. Der am weitesten verbreitete und bekannteste Vertreter ist derBasalt.

Subvulkanite

→Hauptartikel:Ganggestein

Eine Übergangsform zwischen plutonischen und vulkanischen Gesteinen sind diemagmatischen Ganggesteine(auch Subvulkanite, Übergangsmagmatite, Mesomagmatite oder Mikroplutonite genannt). Sie bilden sich, wenn ein Magma in einer geringen Krustentiefe bzw. in relativer Nähe zur Erdoberfläche weder besonders langsam noch besonders schnell auskristallisiert. Ein spezieller subvulkanischer Gesteinskörper ist derLakkolith.Ein typischer Vertreter für ein subvulkanisches Gestein ist derDolerit,das subvulkanische Äquivalent des Basalts bzw. Gabbros (daher auchMikrogabbrogenannt).

Gruppierung nach der chemischen Zusammensetzung

Die magmatischen Gesteine können auch nach ihrer chemischen Zusammensetzung gruppiert werden. Dabei unterscheidet man anhand des Verhältnisses (mol-%) von K₂O+Na₂O zu SiO₂zwischen

• Subalkalinen Magmatiten
  • Granit,Granodiorit,TonalitundTrondhjemit,Diorit,Gabbro,Anorthosit,Peridotit
  • Rhyolith,Dacitund Rhyodacit,Andesit,Tholeiit,Pikrit,Komatiit

und

• Alkali-Magmatiten
  • Alkaligranit,Alkalisyenit,Monzonit,Nephelinsyenit,Essexit,Foidolite
  • Trachyt,Phonolith,Alkalibasalte,TephritundBasanit,Nephelinit,Leucitit(sowieKarbonatite,KimberliteundLamproite)

Während bei subalkalinen Magmatiten der Anteil von K₂O+Na₂O relativ niedrig im Verhältnis zu SiO₂ist, ist er bei Alkali-Magmatiten relativ hoch.

Klassifikation

Ein Klassifikationsdiagramm für Plutonite.

Ein Klassifikationsdiagramm für Vulkanite.

Magmatisches Gestein kann nach verschiedenen Kriterien klassifiziert werden. Eine der gebräuchlichsten Methoden ist die Einteilung imStreckeisendiagrammanhand desMineralbestandes.Weitere gängige Methoden berücksichtigen dieHelligkeit(Farbindex), dieTexturoder denChemismus(z. B. den SiO₂-Gehalt oder den Gehalt anAlkalien,Eisen,Magnesiumoder anderen Elementen).

Umwandlung in andere Gesteine

Die Bildung magmatischer Gesteine ist ein Schritt imKreislauf der Gesteine.Genauso wie jedes Gesteins aufgeschmolzen werden kann, kann auch jedes magmatische Gestein nachfolgend prinzipiell weitere Schritte in diesem Zyklus durchlaufen und dabei in andere Gesteinstypen umgewandelt bzw. überführt werden:

• in ein metamorphes Gestein durch Temperatur- oder Druckzunahme, beispielsweise im Zuge einerGebirgsbildung
• in einklastisches Sedimentbzw. Sedimentgestein durchVerwitterungundErosionund nachfolgende Ablagerung des Materials an anderer Stelle.

Veränderungen im Laufe der Erdgeschichte

Im Laufe der Erdgeschichte veränderten sich grundsätzliche Ausgangsparameter die entscheidend für den Chemismus der entstehenden Gesteine sind. So verarmte der Erdmantel im Laufe der Zeit an sogenannteninkompatiblen Elemente(siehe auchLILEundHFSE), hierzu gehören beispielsweise z. B. seltene Erdelemente (REE), Uran, Lithium, sodass wir heute abbauwürdige Vorkommen vor allem auf sehr alten Teilen der Erdkruste finden. Ein weiterer entscheidender Parameter ist die Temperatur des Erdmantels, mit hohen Temperaturen schmolzen höhere Prozentsätze des Erdmantels auf, Ergebnis sind die ebenfalls für sehr alte Krustenteile typischenKomatiitebzw. allgemein alleultramafischenGesteine.

Literatur

• Hans Cloos:Einführung in die Geologie.Gebrüder Borntraeger, Berlin 1963,ISBN 3-443-39038-2.
• Albert Streckeisen:Minerale und Gesteine.8. Auflage, Hallwag-Taschenbuch, Bern·Stuttgart 1976,ISBN 3-444-50062-9.
• Martin Okrusch,Siegfried Matthes:Mineralogie – Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde.8., vollständig überarbeitete, erweiterte und aktualisierte Auflage. Springer, Berlin·Heidelberg·New York, 2010,ISBN 978-3-540-78200-1(Kapitel 11:Magmatische Gesteine (Magmatite),S. 189–213).

Siehe auch

• Liste der Gesteine
• Liste der Gesteine nach Genese
• Gebirge,Gebirgsbildung,Tektonik,Grabensystem
• Hypogenese

Weblinks

Commons:Magmatisches Gestein– Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

• Magmatische GesteineundMagmatische Gesteinsbilderim Mineralienatlas