Andesit -
Andesite

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Andesit
Eruptivgestein
Amygdaloidaler Andesit.jpg
Eine Probe von Andesit (dunkle Grundmasse) mit amygdaloidalen Bläschen, die mit Zeolith gefüllt sind . Der Sichtdurchmesser beträgt 8 cm.
Komposition
Primär Zwischenprodukt : Plagioklas (oft Andesin ) und Pyroxen oder Hornblende
Sekundär Magnetite , Biotit , Sphen und Quarz
.

Andesit ist das extrusive Äquivalent von plutonischem Diorit . Charakteristisch für Subduktionszonen ist Andesit der dominierende Gesteinstyp in Inselbögen . Die durchschnittliche Zusammensetzung der kontinentalen Kruste ist andesitisch. Zusammen mit Basalten sind sie ein wichtiger Bestandteil der Marskruste .

Der Name Andesit leitet sich von den Anden ab , wo dieser Gesteinstyp in Hülle und Fülle vorkommt.

Beschreibung

QAPF-Diagramm mit gelb markiertem Basalt-/Andesit-Feld. Andesit unterscheidet sich von Basalt durch SiO 2 > 52%.
Andesit ist Feld O2 in der TAS-Klassifikation .
Mikrophotographie von Andesit im Dünnschliff (zwischen gekreuzten Polaren)
Andesitenberg Žarnov ( Vtáčnik ), Slowakei
Andesitsäule in der Slowakei

Andesit ist ein aphanitisches (feinkörniges) magmatisches Gestein, das einen mittleren Gehalt an Kieselsäure und einen niedrigen Alkalimetallgehalt aufweist . Es hat weniger als 20 Vol .- % Quarz und 10 % Feldspatoid , wobei mindestens 65 % des Feldspats im Gestein aus Plagioklas bestehen . Dadurch wird Andesit in das Basalt- /Andesit-Feld des QAPF-Diagramms eingeordnet . Andesit unterscheidet sich weiter von Basalt durch seinen Kieselsäuregehalt von über 52%. Allerdings lässt sich die mineralische Zusammensetzung von Vulkangesteinen aufgrund ihrer sehr feinen Körnung oft nicht bestimmen und Andesit wird dann chemisch als Vulkangestein mit einem Gehalt von 57 % bis 63 % Kieselsäure und nicht mehr als ca. 6 % definiert. Alkalimetalloxide. Damit wird Andesit in das O2-Feld der TAS-Klassifikation eingeordnet . Basaltischer Andesit mit einem Gehalt von 52% bis 57% Kieselsäure wird durch das O1-Feld der TAS-Klassifikation repräsentiert, ist jedoch kein anerkannter Typ in der QAPF-Klassifikation.

Andesit hat aufgrund seines Gehalts an Hornblende oder Pyroxenmineralien normalerweise eine hell- bis dunkelgraue Farbe . kann aber eine breite Palette von Schattierungen aufweisen. Dunklerer Andesit kann schwer von Basalt zu unterscheiden sein, aber eine allgemeine Faustregel , die außerhalb des Labors verwendet wird, lautet, dass Andesit einen Farbindex von weniger als 35 hat.

ist.

Andesit ist normalerweise porphyrisch und enthält größere Kristalle ( Phänokristalle ) von Plagioklas, die vor der Extrusion gebildet wurden, die das Magma an die Oberfläche brachte, eingebettet in eine feinkörnigere Matrix . Häufig sind auch Phänokristalle aus Pyroxen oder Hornblende. Diese Mineralien haben die höchsten Schmelztemperaturen der typischen Mineralien , die aus der Schmelze kristallisieren können und bilden daher als erste feste Kristalle.

Entstehung von Schmelzen in Inselbögen

Andesit wird typischerweise an konvergenten Plattenrändern gebildet , kann aber auch in anderen tektonischen Umgebungen vorkommen. Magmatismus in Inselbogenregionen entsteht durch das Zusammenspiel der abtauchenden Platte und des Mantelkeils , dem keilförmigen Bereich zwischen der abtauchenden und überlagernden Platte.

Während der Subduktion wird die subduzierte ozeanische Kruste zunehmendem Druck und steigender Temperatur ausgesetzt, was zu einer Metamorphose führt . Wasserhaltige Mineralien wie Amphibole , Zeolithe , Chlorite usw. (die in der ozeanischen Lithosphäre vorhanden sind ) dehydrieren, wenn sie in stabilere, wasserfreie Formen übergehen und Wasser und lösliche Elemente in den darüber liegenden Keil des Mantels freisetzen. Das Einströmen von Wasser in den Keil senkt den Solidus des Mantelmaterials und verursacht ein teilweises Schmelzen. Aufgrund der geringeren Dichte des angeschmolzenen Materials steigt es durch den Keil auf, bis es die untere Begrenzung der Überlagerungsplatte erreicht. Erzeugt Melts im Mantelkeil ist basaltischer Zusammensetzung, aber sie haben eine ausgeprägte Anreicherung von löslichen Elementen (zB Kalium (K), Barium (Ba) und Blei (Pb)) , die von Sediment beigetragen werden , dass liegt an der Spitze der abziehende Platte. Obwohl es Hinweise darauf gibt, dass die subduzierende ozeanische Kruste während dieses Prozesses ebenfalls schmelzen kann, ist der relative Beitrag der drei Komponenten (Kruste, Sediment und Keil) zu den gebildeten Basalten noch umstritten.

Der so gebildete Basalt kann durch fraktionierte Kristallisation, teilweises Schmelzen der Kruste oder Magmamischen zur Bildung von Andesit beitragen, die alle als nächstes diskutiert werden.

Entstehung von Andesit

Vulkanische Zwischengesteine ​​entstehen durch mehrere Prozesse:

  1. Fraktionierte Kristallisation eines mafischen Muttermagmas.
  2. Teilweises Schmelzen von Krustenmaterial.
  3. Magmamischung zwischen felsischen rhyolithischen und mafischen basaltischen Magmen in einem Magmareservoir
  4. Teilweises Schmelzen des metasomatisierten Mantels

Fraktionierte Kristallisation

Um eine andesitische Zusammensetzung durch fraktionierte Kristallisation zu erreichen , muss ein basaltisches Magma bestimmte Mineralien kristallisieren, die dann aus der Schmelze entfernt werden. Diese Entfernung kann auf verschiedene Weise erfolgen, am häufigsten geschieht dies jedoch durch Kristallablagerungen. Die ersten Mineralien, die kristallisieren und aus einem basaltischen Elternteil entfernt werden, sind Olivine und Amphibole . Diese mafischen Mineralien setzen sich aus dem Magma ab und bilden mafische Kumulate. Es gibt geophysikalische Beweise aus mehreren Bögen, dass große Schichten mafischer Kumulate an der Basis der Kruste liegen. Sobald diese mafischen Mineralien entfernt wurden, hat die Schmelze keine basaltische Zusammensetzung mehr. Der Kieselsäuregehalt der Restschmelze ist gegenüber der Ausgangszusammensetzung angereichert. Der Eisen- und Magnesiumgehalt ist erschöpft. Während dieser Prozess fortschreitet, entwickelt sich die Schmelze mehr und mehr und wird schließlich andesitisch. Ohne fortgesetzte Zugabe von mafischem Material wird die Schmelze jedoch schließlich eine rhyolithische Zusammensetzung erreichen.

Teilweises Schmelzen der Kruste

Teilweise geschmolzener Basalt im Mantelkeil wandert nach oben, bis er die Basis der überlagernden Kruste erreicht. Dort angekommen, kann die Schmelze entweder basaltisch Unterplatte die Kruste, eine Schicht aus geschmolzenem Material an seiner Basis zu schaffen, oder es kann in Form von in die übergeordneten Platte bewegen Deich . Wenn er die Kruste unterschichtet, kann der Basalt (theoretisch) aufgrund der Übertragung von Wärme und flüchtigen Bestandteilen ein teilweises Schmelzen der unteren Kruste verursachen. Wärmeübertragungsmodelle zeigen jedoch, dass Lichtbogenbasalte, die bei Temperaturen von 1100–1240 °C eingelagert sind, nicht genügend Wärme liefern können, um Amphibolit der unteren Kruste zu schmelzen . Basalt kann jedoch pelitisches Material der oberen Kruste schmelzen . Andesitische Magmen, die in Inselbögen erzeugt werden, sind daher wahrscheinlich das Ergebnis eines teilweisen Schmelzens der Kruste.

Magmamischung

In kontinentalen Bögen, wie den Anden , sammelt sich Magma oft in der flachen Kruste und bildet Magmakammern. Magmen in diesen Reservoirs werden in ihrer Zusammensetzung (dazitisch bis rhyolithisch) sowohl durch den Prozess der fraktionierten Kristallisation als auch durch das teilweise Schmelzen des umgebenden Landgesteins entwickelt . Im Laufe der Zeit, wenn die Kristallisation fortschreitet und das System Wärme verliert, kühlen diese Reservoirs ab. Um aktiv zu bleiben, müssen Magmakammern kontinuierlich mit heißer Basaltschmelze in das System geladen werden. Wenn sich dieses basaltische Material mit dem entwickelten rhyolithischen Magma vermischt, wird die Zusammensetzung zu Andesit, seiner Zwischenphase, zurückgeführt.

Teilweises Schmelzen des metasomatisierten Mantels

Andesite mit hohem Magnesiumgehalt in Inselbögen können primitive Andesite sein, die aus metasomatisiertem Mantel erzeugt werden. Experimentelle Beweise zeigen, dass abgereichertes Mantelgestein, das alkalischen Flüssigkeiten ausgesetzt ist, wie sie von einer subduzierenden Platte abgegeben werden könnten, Magma erzeugt, das Andesiten mit hohem Magnesiumgehalt ähnelt.

Andesit im Weltraum

Im Jahr 2009 enthüllten Forscher, dass Andesit in zwei Meteoriten (mit den Nummern GRA 06128 und GRA 06129) gefunden wurde, die im Eisfeld Graves Nunataks während der US-amerikanischen Antarktis-Suche nach Meteoriten 2006/2007 entdeckt wurden. Dies weist möglicherweise auf einen neuen Mechanismus zur Erzeugung von Andesitkruste hin.

Siehe auch

  • Andesit-Linie
  • Liste der Gesteinsarten  – Liste der von Geologen anerkannten Gesteinsarten
  • Metamorphose  – Umwandlung von Mineralien in bereits existierenden Gesteinen ohne Schmelzen in flüssiges Magma
  • Ozeanische Kruste  – oberste Schicht des ozeanischen Teils einer tektonischen Platte
  • Herkunft von Granit  – häufige Art von intrusivem, felsischem, magmatischem Gestein mit körniger Struktur
  • Porphyr  – Texturform von magmatischem Gestein mit großkörnigen Kristallen in einer feinen Matrix

Verweise