Minerale und Gesteine (eBook)

Gregor Markl (Autor)

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2004 | 1. Auflage
370 Seiten
Spektrum Akademischer Verlag
9783827414953 (ISBN)

Infos

Das vorliegende Buch ist eine verständliche Einführung in die Grundlagen der Mineralogie und Petrologie. Es stellt die wichtigsten Minerale und Gesteine vor und ermöglicht deren Bestimmung. Mineralogische Konzepte werden ebenso erläutert wie die Prozesse der Gesteinsentstehung und -veränderung. Zudem bietet das Werk einen Überblick über die wichtigsten optischen und analytischen Methoden.



Das Lehrbuch besticht durch



- moderne Stoffauswahl und -darstellung,

- übersichtlich strukturierte und verständliche Texte,

- die im deutschen Sprachraum einzigartige Verbindung von Bestimmungsteil mit den Grundlagen und Methoden der Mineralogie und Petrologie

- sowie eine große Zahl von farbigen Fotos und instruktiven zweifarbigen Grafiken.



Studenten der klassischen Fächer Mineralogie, Geologie und Geographie wie auch des modernen Studiengangs der Geowissenschaften wird dieses Buch vom Grundstudium bis zum Bachelor oder Diplom begleiten.



Der Autor



Gregor Markl ist Professor für Petrologie der Magmatite und Metamorphite am Institut für Geowissenschaften der Eberhard-Karls-Universität Tübingen. Im Jahre 2002 erhielt er den Alfried-Krupp-Förderpreis für junge Hochschullehrer. Für die Amtsperiode 2005/2006 ist Markl zum Vorsitzenden der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft gewählt. 

Inhalt

Inhaltsverzeichnis 6
Vorwort 8
Danksagung 10
Liste der Kästen 12
Einheiten und Abkürzungen 14
Einleitung 16
1 Makroskopische Bestimmung von Mineralen und Gesteinen 18
1.1 Eine grobe Einteilung der Gesteine 18
1.2 Minerale 19
1.3 Der Aufbau der Erde 22
1.4 Die Differenzierung der Erde 26
1.5 Die Entstehung der Gesteinsvielfalt –der Kreislauf der Gesteine 28
1.6 Gesteine 31
1.6.1 Magmatische Gesteine 31
1.6.1.1 Allgemeines zur Nomenklatur von magmatischen Gesteinen 31
1.6.1.2. Die Streckeisennomenklatur 33
1.6.1.3 Das TAS-Diagramm 37
1.6.1.4 Normberechnungen 37
1.6.1.5 Zur Nomenklatur von vulkanischen Auswurfprodukten 38
1.6.2 Metamorphe Gesteine 40
1.6.3 Sedimentgesteine 42
1.7 Ausgewählte Minerale 45
Oxide 47
Halogenide 53
Karbonate 55
Sulfate 59
Phosphate 59
Silikate 61
1.8 Ausgewählte Gesteine 87
Plutonite 87
Ultramafitite 93
Vulkanite/Subvulkanite 95
Foidführende Vulkanite 99
Metamorphite 103
Sedimentite 119
2 Allgemeine Mineralogie 132
2.1 Einführung 132
2.2 Kristallgeometrie und Kristallmorphologie 133
2.2.1 Symmetrien 133
2.2.2 Kristallgitter 136
2.2.3 Kristallsysteme 138
2.3 Kristallchemie 142
2.3.1 Grundlagen 142
2.3.2 Kristallchemie wichtiger gesteinsbildender Minerale 149
2.3.3 Kristallwachstum und Diffusion, zonierte Minerale 165
2.3.3.1 Kristallwachstum 166
2.3.3.2 Diffusion und zonierte Minerale 171
2.4 Physikalische Eigenschaften von Mineralen 174
2.4.1 Farbe 174
2.4.2 Mechanische Eigenschaften 179
2.4.3 Elektrische und magnetische Eigenschaften 182
2.5 Optische und analytische Methoden der Mineralogie 188
2.5.1 Polarisationsmikroskopie 188
2.5.2 Spektroskopische Methoden 204
2.5.3 Röntgendiffraktometrie 207
2.5.4 Elektronenstrahlmikrosonde 211
2.5.5 Röntgenfluoreszenzanalyse 213
2.5.6 Elektronenmikroskopie 216
2.5.7 LA-ICP-MS 220
2.5.8 Lumineszenzmikroskopie 222
2.5.9 Spaltspurdatierung 223
2.5.10 Untersuchung von Flüssigkeitseinschlüssen 225
3 Petrologie 230
3.1 Einführung 230
3.2 Die betrachteten chemischen Zusammensetzungen 230
3.3 Phasen und Komponenten 231
3.4 Arbeiten mit petrologisch wichtigen Diagrammen 233
3.4.1 Phasendiagramme 233
3.4.2 Dreiecksdiagramme 234
3.4.3 Projektion von Phasen 237
3.4.4 Berechnung von Reaktionsstöchiometrien mit Hilfe von Matrizen 239
3.5 Der Begriff des Gleichgewichts in der Petrologie 241
3.6 Metamorphe Reaktionen 243
3.6.1 Phasenumwandlungen 243
3.6.2 Sonstige Festphasenreaktionen 244
3.6.3 Entwässerungsreaktionen 245
3.7 p-T-t-Pfade und ihre Rekonstruktion 248
3.8 Metamorphe Prozesse 250
3.8.1 Das metamorphe Fazieskonzept 250
3.8.2 Metamorphose von Ultrabasiten 253
3.8.3 Metamorphose von unreinen Kalksteinen 257
3.8.4 Metamorphose von Tonsteinen (Metapeliten) 267
3.8.5 Metamorphose von Basalten (Metabasiten) 271
3.9 Magmatische Prozesse 278
3.9.1 Der Zusammenhang von Plattentektonik und Magmatismus 278
3.9.1.1 Tektonische Milieus und ihr Zusammenhang mit vornehmlich basischem Magmatismus 279
3.9.1.2 Klassifikation und tektonische Zuordnung von granitoiden Schmelzen 293
3.9.2. Methoden und physikalischchemische Grundlagen der magmatischen Petrologie 299
3.9.2.1 Binäre Schmelzdiagramme 299
3.9.2.2 Ternäre Schmelzdiagramme 305
3.9.2.3 Der Verteilungskoeffizient 306
3.9.2.4 Kontamination von Schmelzen 308
3.9.2.5 Fraktionierte Kristallisation 309
3.9.2.6 Dichte und Viskosität von Schmelzen 311
3.9.2.7 Fluide in der magmatischen Petrologie 314
3.9.2.8 Redoxreaktionen in magmatischen Systemen 317
3.9.3. Bildung, Aufstieg und Kristallisation von Schmelzen 321
3.9.3.1 Die Entstehung von Schmelzen 321
3.9.3.1.1 Die Entstehung von Schmelzen im Erdmantel 321
3.9.3.2 Aufstieg von Schmelzen 328
3.9.3.3. Kristallisation 330
3.9.3.3.1 Kristallisation basaltischer Schmelzen 330
3.9.3.3.2 Kristallisation granitischer, syenitischer und nephelinsyenitischer Schmelzen 336
3.9.3.3.3 Spät- und postmagmatische Phänomene 340
3.9.4. Wichtige Kuriositäten: Karbonatite, Kimberlite,Anorthosite 342
Abbildungsnachweis 350
Weiterführende Literatur 354
Mineraltabelle 358
Register 360
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Textauszug

1.6 Gesteine (S. 16-17)

Wir werden in diesem Abschnitt darauf hinarbeiten, einen Bestimmungsgang für Gesteine zu entwickeln. Dazu benötigen wir allerdings detailliertere Informationen zum Auftreten, zur Ausbildung und zur Klassifikation der wichtigsten Gesteine.

1.6.1 Magmatische Gesteine

1.6.1.1 Allgemeines zur Nomenklatur von magmatischen Gesteinen

Die große Gruppe der magmatischen Gesteine wird zunächst in solche Gesteine eingeteilt, die an der Erdoberfläche erstarren (Vulkanite, Effusiv- oder Ergussgesteine) und solche, die im Erdinneren erkalten (Plutonite, Intrusiv- oder Tiefengesteine). Sie unterscheiden sich deutlich in ihren Gefügen (Abb. 1.9), die unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten (Abkühlraten) anzeigen. Kommt zum Beispiel bei der Bildung eines Vulkanits eine 1300°C heiße Schmelze am Ozeanboden in Kontakt mit Wasser, so wird sie regelrecht abgeschreckt – bei Silikatschmelzen führt das typischerweise zur Bildung von Glas, da dieser Prozess zu schnell ist, um Kristallwachstum zu ermöglichen. Wenn der Kontrast dagegen nicht gar so extrem ist, also die Abkühlung z.B. mit Luft statt mit Wasser an der Erdoberfläche abläuft, so bilden sich feinkörnige Gesteine, die aus kleinen, bisweilen nur unter mm-großen Kristallen bestehen.

Schwammen in der Schmelze vor ihrem Kontakt mit dem Meerwasser oder der Luft bereits Kristalle (was häufig der Fall ist, da natürliche Schmelzen häufig eher einem Kristallbrei ähneln), so bleiben diese natürlich in der glasigen oder extrem feinkörnigen Grundmasse erhalten – es entsteht ein so genanntes porphyrisches Gefüge (Abb. 1.9, 10) mit großen Einsprenglingen in feinkörniger oder glasiger Matrix (Grundmasse). Die Abkühlung solcher Schmelzen auf Umgebungstemperatur dauert nur Stunden bis Tage. Bildeten die Einsprenglinge sich durch Abkühlung aus der Schmelze selbst, so spricht man von Phänokristallen, sind sie jedoch beim Aufstieg der Schmelze mitgerissene, hineingefallene Kristalle anderer Gesteine, so nennt man sie Xenokristalle (vom griechischen Wort xenos = Fremder). Entsprechend heißen übrigens Nebengesteinsbruchstücke, die in eine Schmelze hingefallen und auch nach deren Erstarrung noch erkennbar sind, Xenolithe (Abb. 1.11, wieder ein griechisches Wort: lithos = Stein).

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 1.1.2004
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Geowissenschaften ► Geologie
• Themenwelt: Technik
• ISBN-13: 9783827414953 / 9783827414953