Magma – Mineral – Gestein
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Die spannende Welt der Minerale und Gesteine Martin Mergili, Heidrun Lechner, Christopher Lüthgens, Stephanie Neuhuber und Karin Wriessnig Reise durch die Zeit Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Angewandte Geologie Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 1 Eine Reise durch die Zeit Stephanie Neuhuber stephanie [email protected] Alter der Erde: 4.6 Milliarden Jahre (Ga) Bestimmt aus radiometrischer Datierung von Meteoriten Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 2 Jahre vor heute Zeugen der Vergangenheit 1 10 mündliche Berichte, eigene Erfahrung 100 1000 10 000 schriftliche Quellen (5 000) 100 000 1 000 000 10 000 000 Sachquellen (Artefakte und Gesteine) 100 000 000 1 000 000 000 Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 3 Stratigraphisches Grundgesetz „Unten ist älter als oben“ wenn keine Bewegungen stattgefunden haben Sandsteinbänke im Steinbruch Karner nahe Greifenstein an der Donau Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 4 Hadäikum und Archaikum © Die Abbildung stammt aus einer externen Quelle und ist urheberrechtlich geschützt. Deshalb darf sie nicht über das Internet verbreitet werden. Zirkon, 4,3 Ga, Jack Hills, Australien, Länge: 0.2 mm ■ Hadäikum (4,6-4 Ga) Zusammenballung der Materie ■ Komplettes aufschmelzen der Erde ■ wenige Minerale (Zirkon) und Gesteine (Gneis) erhalten (4,2 Ga Gneise Grönland) 4.6–2.5 Ga Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 5 Hadäikum und Archaikum © Die Abbildung stammt aus einer externen Quelle und ist urheberrechtlich geschützt. Deshalb darf sie nicht über das Internet verbreitet werden. ■ Archaikum (4-2,5 Ga) ■ Plattenbewegungen starten ■ 3,85 Ga erste Lebensspuren (Prokaryoten = Zellen ohne Zellkern) ■ Leben NUR in den Ozeanen, kein freier Sauerstoff in der Atmosphäre Gabonionta, 2,1 Ga 4.6–2.5 Ga Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 6 Proterozoikum ■ 1,6 Ga: freier Sauerstoff Eisenbändererz, Shishen Mine, Südafrika Zuvor: Bildung von Eisenbändererzen (wichtige Lagerstätten) © ■ 1,4 Ga: Eukaryoten (mehrzelliges Leben) ■ Spurenfossilien (Fährten) Die Abbildung stammt aus einer externen Quelle und ist urheberrechtlich geschützt. Deshalb darf sie nicht über das Internet verbreitet werden. Ältestes Gestein Österreichs (Dobra Gneis 1,38 Ga, Böhmische Masse) 2.5–0.55 Ga Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 7 Paläozoikum ■ Erstes tierisches und pflanzliches Leben außerhalb der Ozeane ■ ■ ■ ■ ■ ■ © Skelette (Außenskelette), Wirbeltiere (kieferlose Fische) Die Abbildung stammt aus einer externen Quelle und ist urheberrechtlich geschützt. Deshalb darf sie nicht über das Internet verbreitet werden. Vereisungen am Südpol Trilobit (Pardoxides) Mehr CO2 als heute Ö: Gebirgsbildung der Böhmischen Masse (Waldund Mühlviertel) Riesenlibelle Europa: Kohleablagerungen 550–252 Ma Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 8 Mesozoikum ■ Farne, Schachtelhalme, gegen Ende: Entwicklung der Blütenpflanzen ■ ■ ■ ■ Reptilien (Dinosaurier!), Ammoniten erste kleine Säugetiere © Vögel Europa: Bildung der Alpen Die Abbildung stammt aus einer externen Quelle und ist urheberrechtlich geschützt. Deshalb darf sie nicht über das Internet verbreitet werden. Triceratops- Skelett 252–65 Ma Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 9 Känozoikum ■ Säugetierentwicklung (Riesensäuger) ■ ■ ■ ■ Riesenhai Raubvögel © Erste Affen Blütenpflanzen dominant, dadurch auch Anpassung von Insekten Die Abbildung stammt aus einer externen Quelle und ist urheberrechtlich geschützt. Deshalb darf sie nicht über das Internet verbreitet werden. Maul von Riesenhai (Megalodon), Spiegel 65–0 Ma Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 10 Zusammenfassung Känozoikum Mesozoikum Paläozoikum Proterozoikum Hadäikum und Archaikum Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 11 Organisatorisches TutorInnen Matthias Koppensteiner [email protected] Erik Kuschel [email protected] Valentin Rakos [email protected] Hannah Strauss Reise durch die Zeit hannah [email protected] Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 12 Tutoriumstermine Mo, 11:00-12:00 (FW,KTWW) - ERIK Mo, 12:00-13:00 (FW) - ERIK Mo, 17:30-18:30 (Allg./Abendtermin) - MATTHIAS Di, 11:00-12:00 (AW) - VALENTIN Di, 12:15-13:15 (AW) - HANNAH Di, 13:30-14:30 (AW)- HANNAH Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 13 Tutoriumstermine Di, 16:00-17:00 (LAP) – MATTHIAS Di, 17:30-18:30 (FW/Abendtermin) – MATTHIAS Mi, 10:45-11:45 – VALENTIN * Mi, 11:45-12:45 – VALENTIN * * KW 44 > Fr, 4.11.2016, 14:00-15:00 (KTWW) – VALENTIN * KW 44 > Fr, 4.11.2016, 15:00-16:00 (KTWW) – VALENTIN Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 14 Prüfungstermine ■ ■ ■ ■ Anmeldung über BOKU Online Termine werden ca. 1 Monat vor dem Termin angegeben Bei großen Andrang zeitnahe Zusatztermine 1 Mineral, 4 Gesteine: Erkennen, bei Gesteinen die wichtigsten Minerale wissen, Entstehung, Vorkommen in Österreich, Verwendung Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 15 Der Kreislauf der Gesteine Sedimentgesteine Aufschmelzen Magma Metamorphe Gesteine Magmatische Gesteine Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 16 Magmatische Gesteine Martin Mergili [email protected] Isla Santiago, Galápagos-Inseln Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 17 Vom Magma zum Gestein Piton de la Fournaise, La Réunion Ausgeflossenes Material: Lava Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 18 Vom Magma zum Gestein Volcán Lascar, Chile Ausgeworfenes Material: Tephra Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 19 Schichtvulkane Mt. Ngauruhoe (Mt. Doom), Neuseeland Video Mt. St. Helens Volcán Villarrica, Chile Vulkanisches Lockermaterial (Tephra) Zähflüssiges Magma Schichtvulkan Gestein: Rhyolith, Andesit Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 20 Schildvulkane Mauna Loa und Mauna Kea, Hawaii Video Piton de la Fournaise Pahoehoe-Lava (Basalt) Kilauea, Hawaii Dünnflüssiges Magma Schildvulkan Gestein: Basalt Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 21 Tiefengestein: Granit Mt. Kinabalu, Malaysia Erstarrung im Erdinneren Reise durch die Zeit Organisatorisches Gestein: Granit Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 22 Tiefengesteine: Granit Mt. Kinabalu, Malaysia 13th Century National Park, Mongolei Verwitterter Granit Erstarrung im Erdinneren Reise durch die Zeit Organisatorisches Gestein: Granit Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 23 Erodierter Schildvulkan Cirque de Cilaos, La Réunion Reise durch die Zeit Organisatorisches Erosion Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 24 Sedimentgesteine Christopher Lüthgens Christopher.lü[email protected] Great Barrier Reef, Queensland Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 25 Gestein Sandstein Dolomit Verwitterung Bänderschluff Transport Lüthgens (2008) Ausgangs- Lüthgens (2013) Lüthgens (2007) Geschiebelehm Lüthgens (2009) Sedimentgesteine Ablagerung Diagenese Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 26 Physikalische Verwitterung Fotos: Lüthgens (2013) Granitverwitterung in Vietnam Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 27 Chemische Verwitterung Winter Park Sinkhole, Orlando, Florida, 1981 2012 (Orlando Sentinel) © Karbonatverwitterung In Florida USA Karst Map (USGS, PD) Die Abbildungen stammen aus externen Quellen und sind urheberrechtlich geschützt. Deshalb dürfen sie nicht über das Internet verbreitet werden. Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 28 Transport und Ablagerung ■ Transport erfolgt mittels verschiedener Medien (Luft, Wasser, …) ■ Ablagerung erfolgt in unterschiedlichen Milieus (terrestrisch, marin, …) Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 29 Transport und Ablagerung AusgangsGestein Transport Prozesse Verwitterung Ablagerung Diagenese Grand Canyon (Public Domain, GNU, CC) Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Hauptdolomit, Weissenbachtal, Lüthgens 2013 Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 30 Metamorphe Gesteine Heidrun Lechner [email protected] Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 31 Metamorphose – was ist das? Metamorphose Unverfestigtes Konglomerat einer Grundmoräne (Salzkammergut) Metakonglomerat, Serifos (Griechenland) Metamorphose Granit, Zillertal (Berliner Hütte) Reise durch die Zeit Gneis (Orthogneis), Zillertal (Berliner Hütte) Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 32 Metamorphose – was ist das? Griech.: metamorphosis – Umwandlung, Gestaltwechsel Protolith: Granit Feldspat Quarz Glimmer Gesteinsumwandlung Mineralische/sturkturelle Anpassung an veränderte physikalische und chemische Bedingungen Anpassung an neue Umweltbedingungen Protolith = Ausgangsgestein Umwandlung im festen Zustand Neues Gestein = Metamorphit Gerichtete Spannung: Rotation, Einregelung und Deformation Gneis Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Anpassung der Mineralausrichtung Schieferung! Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 33 Was verursacht die Veränderung? © Die Abbildung stammt aus einer externen Quelle und ist urheberrechtlich geschützt. Deshalb darf sie nicht über das Internet verbreitet werden. Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 34 Metamorphosetypen 1) 2) 3) 4) Regionalmetamorphose – in Gebirgsketten Kontaktmetamorphose – Kontakt mit magmat. Intrusionen Ozeanische Metamorphose – Mittelozeanischer Rücken Hochdruckmetamorphose – Subduktionszonen 1 © 3 2 2 Die Abbildung stammt aus einer externen Quelle und ist urheberrechtlich geschützt. Deshalb darf sie nicht über das Internet verbreitet werden. 4 35 Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 35 Vom Gestein zum Magma Video Lasagne Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 36 Die Erde als Fliessband kontinentale Kruste ozeanische Kruste 30 – 50 (80) km 5 - 7 km Mohorovicic Diskontinuität Erdmantel (großteils fest!) Hohe Temperatur (> 1000°C) und hoher Druck Peridotit Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 37 Die Erde als Fließband grobe Vereinfachung! Konvektionswalzen Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 38 Die Erde als Fließband Transport von Krustenmaterial über lange Distanzen Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 39 Die Erde als Fließband Lokaler Aufstieg von Mantelmaterial Magma Druckentlastung Reise durch die Zeit Organisatorisches meist silikatische Gesteinsschmelze durch Teilaufschmelzung von Mantelbereichen Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Erwärmung Zufuhr von Fluiden Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 40 Die Erde als Fließband nicht dargestellt Transformstörung Intraplatten Vulkanismus (Hot Spot) divergierender Plattenrand (mittelozeanischer Rücken) Reise durch die Zeit Organisatorisches konvergierender Plattenrand (Subduktionszone) Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 41 Die Erde als Fließband Hohe Diversität an magmatischen Gesteinen! Intraplatten Vulkanismus (Hot Spot) divergierender Plattenrand (mittelozeanischer Rücken) Reise durch die Zeit Organisatorisches konvergierender Plattenrand (Subduktionszone) Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 42 Magma – Mineral – Gestein ■ Magma = Gesteinsschmelze ■ Flüssigkeit, Viskosität variiert ueber 13 Größenordnungen ■ Flüssiger Zustand nur bei hohen Temperaturen aufrecht erhalten (Mindesttemp. ca. 500°C, meist im Bereich um ca. 1000°C) Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 43 Kristallisation von Magmen ■ Festwerden = Kristallisation ■ Jeder echte Festkörper ist kristallisiert ■ Ausnahme: Gläser = sehr zähe Flüssigkeiten amorpher Festkörper kristalliner Festkörper Flüssigkeit oder Glas Aufbau aus „Elementarzellen“ Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 44 Kristalle, Minerale und Gesteine ■ Chemische Elemente verbinden sich zu 3dimensional periodisch geordneten „Kristallgittern“ ■ Strukturmuster wiederholen sich periodisch im Kristall, dadurch Mengenverhältnisse konstant Bsp. Steinsalz (NaCl) Grafik: www.wikipedia.org Bsp. Silikate O O Si O O M O O Si O O Grafik: www.wikipedia.org Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 45 Kristalle, Minerale und Gesteine ■ ■ ■ ■ Minerale = Kristallsorten natürliche anorganische Substanzen unter Bedingungen der Erdoberfläche i.d.R. fest anorg. ≠ abiogen; ausgeschlossen: organische Stoffe Bsp. Olivin O O Si Forsterit O Mg Si O O O (Mg, Fe)2[SiO4] O Mg2SiO4 Forsterit Fe2SiO4 Fayalit O Fayalit O O Si O Fe O O Si O Foto: Hannes Grobe Lizenz: Creative Commons CC-BY-SA-2.5 Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie O Die Erde als Fließband O Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 46 Kristalle, Minerale und Gesteine ■ Gesteine = Mineralgemenge ■ Sonderfall: monomineralische Gesteine ■ Beispiel Peridotit chemische Zusammensetzung Al2O3 CaO Granat FeO SiO2 45% MgO Reise durch die Zeit mineralogische Zusammensetzung Klinopyroxen Olivin Erdmantel besteht v.a. aus Peridotit Orthopyroxen Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 47 Schmelzen von Gesteinen Peridotit Al2O3 basaltisches Magma CaO CaO FeO Al2O3 SiO2 45% MgO SiO2 50% FeO MgO SiO2 schmilzt bzw. kristallisiert bei niederigeren Temperaturen als Metalle ■ Meist entstehen basaltische Erstschmelzen, die sich im Zuge ihres Aufstiegs durch rel. geringe Dichte oder Auflast der Erdkruste weiter differenzieren Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 48 Differenzierung und Kristallisation von Magmen Kationen Anteil an SiO2 Aufstieg Quarz Mg K Feldspat Biotit Na Feldspat Hornblende Ca, Na Feldspat Pyroxen Mn Fe Ca Na K fest Ca Feldspat flüssig Olivin Basaltisches Magma Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 49 Klassifikation magmatischer Gesteine sauer Basalt mit Olivineinschluss Reise durch die Zeit Organisatorisches hoher Gehalt an SiO2 niedriger Gehalt an SiO2 geringe Dichte hohe Dichte niedr. Kristallisationstemperatur hohe Kristallisationstemperatur hohe Viskosität geringe Viskosität hoher Anteil heller Minerale hoher Anteil dunkler Minerale Granit Gabbro Rhyolith Basalt Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie basisch Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 50 Reise durch die Zeit Amethyst Quarz, gerundet Quarz Quarz Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 51 Klassifikation magmatischer Gesteine sauer basisch hoher Gehalt an SiO2 niedriger Gehalt an SiO2 geringe Dichte hohe Dichte niedr. Kristallisationstemperatur hohe Kristallisationstemperatur hohe Viskosität geringe Viskosität hoher Anteil heller Minerale hoher Anteil dunkler Minerale Plutonite grobkörniges Gefüge Granit Gabbro Vulkanite feinkörniges Gefuege Rhyolith Basalt © Die Abbildung stammt aus einer externen Quelle und ist urheberrechtlich geschützt. Deshalb darf sie nicht über das Internet verbreitet werden. Foto: aus Vinx (2005) Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 52 Schichtvulkan: pyroklastischer Strom Mt. Unzen, Japan 20.05.1991 Video Mt. Unzen Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 53 Schildvulkan: Basaltische Lava Piton de la Fournaise 09.09.2016 Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 54 Schildvulkan: Basaltische Lava Piton de la Fournaise 11.09.2016 Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband 14:31 Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 55 Schildvulkan: Basaltische Lava Piton de la Fournaise 11.09.2016 Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband 14:46 Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 56 Schildvulkan: Basaltische Lava Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Martin Mergili, Heidrun Lechner, Christopher Lüthgens, Stephanie Neuhuber und Karin Wriessnig Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Angewandte Geologie Piton de la Fournaise Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie 11.09.2016 Die Erde als Fließband 17:30 Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 57 Ausblick Montag, 17.10. 19:00 Die Welt der Minerale Karin Wriessnig Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Angewandte Geologie Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 58 Hinweis Die Internet-Links wurden zuetzt am 21.10.2016 aktualisiert. Die verlinkten Graphiken entsprechen nicht immer exakt den in der Präsentation gezeigten Graphiken sondern orientieren sich am online verfügbaren Angebot. Deshalb kann es in Einzelfällen auch vorkommen, dass die angegebene Quelle nicht mit dem Link übereinstimmt. Nicht funktionierende Links bitte an [email protected] melden. Reise durch die Zeit Organisatorisches Kreislauf der Gesteine WS2016 BOKU UE1 872.105 UE1 872.138 Gesteinskunde – Übungen Geologie Die Erde als Fließband Magma – Mineral – Gestein M. Mergili et al., Die spannende Welt der Minerale und Gesteine 59
