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Petrologie
3.1 Einführung
ginnen dieses Kapitel mit petrologischen
Methoden, leiten über zur metamorphen Pe-
trologie und kommen dann zu magmatischen
Prozessen, bevor wir zum Schluss auf Sedi-
mentpetrologie zu sprechen kommen.
Die Petrologie befasst sich mit der Entstehung
von Gesteinen und ihrer Veränderung in geolo-
gischenZeiträumendurchz.B.Veränderungen
von Druck oder Temperatur. Die Veränderun-
gen, die ein Gestein „erlebt“, sind prinzipiell
die Folgenden:
1. Veränderungen in festem Zustand, d. h. Um-
kristallisation, Metamorphose oder Ersatz
einer Vergesellschaftung von Mineralen
durch eine neue. Damit beschäftigt sich die
metamorphe Petrologie
.
2. Veränderungen des Aggregatzustandes von
fest nach flüssig oder umgekehrt. Mit die-
sen Schmelz- und Kristallisationsprozessen
beschäftigt sich die
magmatische Petrolo-
gie
.
3. Die
Sedimentpetrologie
,diesichmitder
Kompaktion und der Diagenese von Sedi-
menten beschäftigt, kann methodisch als
eine Mischung aus Sedimentologie, minera-
logischer Phasenanalyse (inklusive Flüssig-
keitseinschlüssen) und metamorpher Petro-
logie
3.2 Die betrachteten chemischen
Zusammensetzungen
Um den größten Teil der geologisch wichtigen
Gesteine und Minerale beschreiben zu können,
braucht man nicht das gesamte Periodensys-
teminseineBetrachtungeneinzubeziehen.
EsgenügenzehnElemente,dieaberinden
Geowissenschaften meist als neun
Oxidkompo-
nenten
angegeben werden, da sie bei den auf
der Erde herrschenden Bedingungen praktisch
immer(außerKohlensto fundsehrse ten
Eisen) in ihrer oxidierten Form vorliegen: SiO
2
,
Al
2
O
3
,FeO,MgO,CaO,K
2
O, Na
2
O, H
2
O, CO
2
.
Diese neun Komponenten sind nur ein kleines
SubsystemderNatur,dasgewähltwird,umdie
Beschreibung zu vereinfachen bzw. erst mög-
lich zu machen, sie machen allerdings zu-
sammen rund 97 % des Erdgewichtes aus (Kas-
ten 1.4 und Abb. 3.1). Vernachlässigt man alle
anderen Elemente und betrachtet man die
neun Oxide als Zusammensetzungsvariabeln,
so sind acht von diesen linear unabhängig, da
alle zusammen sich zu 100 % (sowohl in Ge-
wichts-, als auch in Mol-%, siehe Kasten 2.1)
summieren. Das heißt: Kennt man acht Kom-
ponenten, kann man die neunte leicht ausrech-
nen.
bei
tiefen
Temperaturen
betrachtet
werden.
Die beiden ersten Teilbereiche sind wichtig,
um Phänomene wie Gebirgsbildung, Vulkanis-
mus oder Lagerstättenbildung im Detail erklä-
renzukönnen.SiearbeitenmitähnlichenMe-
thoden, die magmatische Petrologie arbeitet al-
lerdings in höherem Maße als die metamorphe
Petrologie mit geochemischen und isotopen-
geochemischen Methoden. Die Sedimentpetro-
logie ist durch die angewendeten Methoden ein
Bindeglied zwischen Geologie (Sedimentolo-
gie), Tonmineralogie und Petrologie. Wir be-
