Geology Reference
In-Depth Information
Kasten 3.14
Ozeanboden- und Subduktionszonenmetamorphose
Ein typisches, etwa 5 - 10 km mächtiges Pro-
fil durch einen Ozeanboden beeinhaltet von
oben nach unten folgende Elemente (Abb.
3.47):
- eine lagige Kumulateinheit mit duniti-
scher bis peridotitischer Zusammenset-
zung, bestehend aus den Olivinkristallen,
die aus den basaltischen Schmelzen in der
Tiefe (-
G
Gabbros) ausgefallen sind.
Diese Ozeankruste macht zwei wichtige Ty-
pen von Metamorphose mit: die eher alloche-
mische, also metasomatische Überprägung
am Ozeanboden und die Hochdruck-Nieder-
temperaturmetamorphose während der Sub-
duktion (Abb.1.8 und 3.25). Wird in der Folge
der Subduktion ein Stück der Ozeankruste mit
ihrem typischen Schichtaufbau in die konti-
nentale Kruste eingeschuppt, spricht man von
einem
Ophiolit
. Aus der Untersuchung solcher
Ophiolite hat man viel über den Aufbau der
ozeanischen Kruste gelernt, die auch heute
noch nicht komplett durch Tiefseebohrungen
zugänglich ist. Bekannte und gut untersuchte
Beispiele dafür finden sich in den Alpen (Zer-
matt-Saas Fee-Zone), auf Zypern (Troodos-
Ophiolit) und im Oman.
Die
Ozeanbodenmetamorphose
wird außer
durch die chemischen Veränderungen im
Zuge der
Spilitisierung
durch den „norma-
len“ geothermischen Gradienten des Ozean-
bodens gesteuert, d.h. die Gesteine in grö-
ßerer Tiefe sind wärmer als die an der Ober-
fläche, stehen unter höherem Druck und bil-
den daher andere Mineralvergesellschaftun-
gen. Je weiter sich die Basalte von der kon-
struktiven Plattengrenze, dem mittelozeani-
schen Rücken, entfernen, desto niedriger
wird der geothermische Gradient, die ozeani-
sche Lithosphäre kühlt aus und taucht immer
tiefer in die Asthenosphäre ein. Der Prozess
der Subduktion verläuft geologisch gesehen
sehr schnell. Die Unterplatte wird etwa 2 bis
20 cm pro Jahr versenkt. Die Platte ist kühl
unddichtundwirdunterdenwärmerenKon-
tinent bzw. Mantelkeil geschoben. Mittels
Tiefenbeben kann man den Weg der Platte
nach unten verfolgen („
Wadati-Benioff-Zone
“,
s. Abschnitt 3.9.1, Abb. 3.63). Da die Wärme-
leitfähigkeit von Gesteinen relativ gering ist
und das Hinabschieben sehr schnell geht,
kann kein thermisches Gleichgewicht herge-
stellt werden: in identischer Tiefe hat man
sehr stark kontrastierende Temperaturen in
0
ozeanische Sedimente
(mit Manganknollen)
Pillowbasalte
"
sheeted dike complex"
2
"
Plagiogranite"
4
Gabbros
6
dunitisch-peridotitische
Kumulate
8
3.47
Typischer Aufbau der ozeanischen Kruste.
- die ozeanischen Sedimente (häufig mit
Manganknollen darin),
- die Pillowbasalte, d.h. die ins Meerwasser
am Ozeanboden ausgetretenen Kissenla-
ven;
- einen „sheeted dike complex“, d.h. eine
Einheit, in der viele vertikale Gänge („di-
kes“) angetroffen werden, die als Zufuhr-
kanäle für Basaltschmelzen gedeutet wer-
den;
- Gabbros als in der Tiefe erstarrte Äquiva-
lente der Basalte z.T. mit untergeordneten
„Plagiograniten“ (korrekt: Tonalite);
