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Bevor diese drei Stationen - Schmelzbildung,
Aufstieg und Kristallisation - in Abschnitt 3.9.3
für die wichtigsten magmatischen Gesteine be-
sprochen werden, werden wir in diesem Ab-
schnitt die petrologischen Grundlagen und
Methoden einführen, die man benötigt, um
magmatische Prozesse zu verstehen. Es sei an-
gemerkt, dass die magmatische Petrologie viele
Untersuchungsergebnisse der Geochemie und
der Isotopengeochemie einbezieht. Wer sich in-
tensiver für Magmatismus interessiert, sollte
sich unbedingt auch mit den geochemischen
Voraussetzungen vertraut machen.
peraturentwicklung nicht überwinden kann
(Abb. 3.77a). Treffen zwei Liquiduskurven in
einem Tal zusammen, dessen Boden eine waa-
gerechte Phasengrenze bildet, so handelt es
sich um ein
Eutektikum
oder ein
thermisches
Minimum
. Die eutektische Zusammensetzung
ist die Zusammensetzung niedrigster Schmelz-
temperatur im gesamten System. Am Eutekti-
kum läuft im System Leucit-SiO
2
die Reaktion
Schmelze = K-Feldspat + Tridymit
ab. In manchen Systemen gibt es auch lokale
Punkte tiefer Temperatur, die aber bei anderen
Zusammensetzungen vom Eutektikum noch
unterboten werden. Diese lokalen Punkte tiefer
Temperatur heissen
thermisches Minimum
.
Wenn eine Liquiduskurve ohne Tal eine waage-
rechteLinieberührt(mitkleinerEinbuchtung),
so ist dies ein
Peritektikum
.EinePhaseanei-
nem Peritektikum schmilzt
inkongruent
,d.h.
es bildet sich eine neue Phase anderer Zusam-
mensetzung und eine Schmelze. K-Feldspat
z. B. schmilzt inkongruent (Abb. 3.77b), er zer-
setzt sich bei 1150 °C zu Leucit und Schmelze.
Die
peritektische Reaktion
lautet also:
3.9.2.1 Binäre Schmelzdiagramme
Im Unterschied zu den in Abschnitt 3.8 behan-
delten Phasendiagrammen betreffen die in
Schmelzdiagrammen
gezeigtenReaktionendie
Bildung oder die Kristallisation einer
Schmelze. Binäre Schmelzdiagramme, die ein-
fachsten Mitglieder dieser Familie von Phasen-
diagrammen, zeigen immer die Phasenbezie-
hungen in einem Zweikomponentensystem,
aufgetragen gegen die Temperatur. Der Druck
wird konstant gehalten.
Prinzipiell gibt es zwei verschiedene Typen von
Schmelzsystemen: solche mit Eutektikum und
solche ohne. Ein System mit Eutektikum ist das
der Alkalifeldspäte oder das System Leucit-
SiO
2
. Da die Phasenbeziehungen der Alkalifeld-
späteimSy temK-Feldspa -Alb tüberaus
kompliziert sind, beginnen wir zunächst mit
einem schematischen binären Phasendia-
gramm (Abb. 3.77a) und gehen dann zum Sys-
tem Leucit-SiO
2
über, das K-Feldspat als inter-
mediäre Phase enthält (Abb. 3.77b). Beide Sys-
teme zeigen verschiedene Arten von Kurven
undLinien,dieverschiedeneFelderbegrenzen.
DieKurven,diedasSchmelzfeldvondenFel-
dern trennen, in denen zumindest eine feste
Phase stabil ist, heißen
Liquiduskurven
.Istin
so einer Liquiduskurve ein Hochpunkt, an dem
eine Phasenzusammensetzung liegt, so spricht
man von einer
thermischen Schwelle
,dieeine
Schmelze während ihrer chemischen und Tem-
K-Feldspat = Leucit + Schmelze
oder, generalisiert
Festphase 1 = Festphase 2 + Schmelze;
Festphase 1
F
Festphase 2
Tridymit dagegen schmilzt bei 1 bar Druck gar
nicht, sondern wandelt sich in Cristobalit um,
und Cristobalit schmilzt - wie Leucit -
kongru-
ent
, das heißt, es bildet sich beim Aufschmel-
zen keine neue Festphase, sondern nur eine
Schmelze. Beispiele für die korrekte Verwen-
dung dieses Diagramms sind in Kasten 3.20 ge-
geben.
Das Alkalifeldspatsystem (Abb. 3.79) zeigt
noch ein zusätzliches Merkmal: den
Solvus
(die
Mischungslücke
)zwischenAlbitundOr-
thoklas, die ja auch schon in Abschnitt 2.3.3,
Kasten 2.11, diskutiert wurde. Die verschiede-
nen Bereiche zeigen also verschiedene Phasen:
beitiefenTemperaturensindzweitrik ine
Feldspäte (Tiefalbit und Mikroklin) stabil. Bei
