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Bei ihrer Ablagerung bestehen Tonsteine
hauptsächlich aus verschiedenen Tonmineralen
und Schichtsilikaten wie Kaolinit, Montmoril-
lonit, Chlorit, Illit, Sericit sowie aus Quarz und
z. T. Kalifeldspat. Dementsprechend sind sie
durch hohe K-, Al- und H
2
O-Gehalte charakte-
risiert und das vereinfachte chemische System,
in dem sie beschrieben werden können, ist
K
2
O- FeO-MgO-Al
2
O
3
-SiO
2
-H
2
O(KFMASH).Ca
und Na spielen dagegen nur eine untergeord-
nete Rolle und viele Metapelite haben keinen
oder nur sehr geringe Gehalte an Plagioklas.
Wir haben bereits in Abschnitt 3.5.3 gesehen,
wie das KFMASH-System für die Darstellung
im AFM-Diagramm (Abb. 3.42) vereinfacht
werden kann, in dem man von drei Phasen aus
projiziert: von Fluid (H
2
O), Quarz und Musko-
vit (oder, oberhalb der Amphibolitfazies, von
K-Feldspat). Das AFM-Diagramm hat den ent-
scheidenden Vorteil, dass die für die Tempera-
turabschätzung so wichtigen Fe-Mg-Variatio-
nen in Mineralzusammensetzungen graphisch
dargestellt werden können.
Der prograde Metamorphosepfad entlang eines
typischen Geotherms (z. B. Kyanitgeotherm)
führt von grünschieferfaziellen Metapeliten
mit Pyrophyllit, Chlorit und K-Feldspat über
disthenhaltige Vergesellschaftungen mit Chlo-
ritoid, Staurolith, Biotit und/oder Granat zu
Granuliten, die Orthopyroxen und Sillimanit
führen(Abb.3.43).DiewichtigstenParagene-
sensindinAbb.3.44gezeigt,dieReaktionen
sind in Kasten 3.13 zusammengestellt. Chlori-
toid, ein Fe-Mg-haltiges Aluminiumsilikat,
deutet auf grünschieferfazielle Metamorphose-
bedingungen hin, Staurolith ist das Charakter-
mineral der Amphibolitfazies in Metapeliten
und Cordierit und Spinell zeigen oberam-
phibolit- bis granulitfazielle Bedingungen an,
vorwiegend allerdings bei niedrigem Druck
(Abb.3.43).BeimittlerenundhohenDrucken
tritt Granat mit Sillimanit an die Stelle von
Cordierit und häufig hercynitischem Spinell.
Hochdruckmetamorphe Metapelite sind durch
die Vergesellschaftung von Talk mit Disthen
und Phengit, z. T. mit Granat, charakterisiert
(so genannte
Weißschiefer
,Abb.3.43).IstCoe-
(a) Projektion von Quarz, Muskovit und Wasser
A
Andalusit
Sillimanit
Kyanit
Pyrophyllit
Kaolinit
Staurolith
Chloritoid
Cordierit
Granat
Magnetit
Hämatit
Chlorit
M
F
Ta l k
Biotit
(b) Projektion von Quarz, Kalifeldspat und Wasser
A
Andalusit
Sillimanit
Kyanit
Cordierit
Spinell
Granat
Talk
M
F
Orthopyroxen
Biotit
Magnetit
Hämatit
3.42
AFM-Diagramme für Bedingungen, unter
denen (a) Muskovit oder (b) Kalifeldspat stabil ist
(letzteres in der Granulitfazies).
sit anstelle von Quarz vorhanden, so handelt es
sich um
Ultrahochdruckgesteine
,diez.B.aus
dem Dora Maira-Gebiet der Westalpen beson-
ders bekannt geworden sind.
Metapelite beginnen bei Anwesenheit von Was-
ser bei etwa 700 - 750 °C partiell aufzuschmel-
zen (Abb. 3.45). Die dabei gebildeten
Mini-
mumschmelzen
(siehe in Abschnitt 3.9.2) be-
stehen hauptsächlich aus Quarz und Alkalifeld-
