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Blöcke verlieren. Den Prozess der Mischung
mit „fremden“ Schmelzen, also aufgeschmolze-
nen Xenolithen oder Teilschmelzen aus Neben-
gesteinen, bezeichnet man als
Assimilation
oder
Kontamination
.EristvonenormerBe-
deutung, da er die chemische und isotopische
Zusammensetzung von Schmelzen massiv ver-
ändern kann (Abb. 3.84), was auch schon in
Abschnitt 3.9.1 bei der Besprechung von Grani-
ten angedeutet wurde. Abb. 3.84 zeigt auch,
dass die Kontamination andere Spuren in der
Entwicklung einer Schmelze zurücklässt als die
im nächsten Abschnitt besprochene Fraktio-
nierung. Allerdings gibt es natürlich energeti-
sche Beschränkungen, die die Menge intrudie-
render Schmelze und den Temperaturunter-
schied zwischen der Schmelze und den Gestei-
nen berücksichtigen müssen, da die Schmelze
während der Kontamination abkühlt und letzt-
endlich dabei erstarren kann. Die chemische
Zusammensetzung einer Schmelze verändert
sich aber nicht nur durch externe, sondern
auch durch interne Prozesse, nämlich durch
ihre Abkühlung und die damit zusammen hän-
gende, schrittweise Kristallisation.
3.9.2.5 Fraktionierte Kristallisation
Den Prozess der Ausfällung von Mineralen und
die dadurch bewirkte Änderung der Schmelz-
zusammensetzung bezeichnet man als fraktio-
nierte Kristallisation (siehe Abschnitt 3.9.2.1)
oder kurz als
Fraktionierung
.Siegeschiehtbei
der Abkühlung von Schmelzen während des
Aufstiegs oder in mitunter tiefsitzenden Mag-
menkammern. Während der Begriff Fraktio-
nierung nur die Änderung der Schmelzzusam-
mensetzung durch Kristallisation beinhaltet,
kommt bei dem Begriff
Differentiation
noch
die oben erwähnte Kontamination durch Ne-
bengesteinsschmelzen hinzu. Solche kombinier-
ten Prozesse von Kontamination und Kristalli-
sation werden häufig
AFC-Prozesse
genannt
(
„assimilation and fractional crystallization“
).
Jede Schmelzzusammensetzung unterhalb des
Liquidus steht bei einem bestimmten Druck
und einer bestimmten Temperatur im Gleich-
gewicht mit einer oder mehreren Festphasen,
dieausderSchmelzekristallisieren.Von
mul-
tipler Sättigung
spricht man, wenn mehrere
Festphasen im Gleichgewicht mit der Schmelze
stehen.
Anhand eines Beispiels soll erläutert werden,
wie die Fraktionierung funktioniert. In Abb.
3.85 ist multiple Sättigung für wasserfreie Ba-
salte von mittelozeanischen Rücken gezeigt:
mit abnehmender Temperatur kristallisieren
sie bei Drucken von etwa 2 kbar zunächst Oli-
vin, dann Olivin plus Plagioklas und schließ-
lich Olivin, Pyroxene und Plagioklas. Bei höhe-
ren Drucken verändert sich dies und Klinopy-
roxenistdieersteLiquidusphaseoberhalbvon
etwa 8 kbar. Betrachten wir nun, was mit dieser
Plagioklas-
fraktionierung
Alkalifeldspat-
fraktionierung
Olivin-
fraktionierung
SiO
2
-Gehalt
Schmelze B
Schmelze A
SiO
2
-Gehalt
3.84
Hauptelementvariations- oder „Harker-Dia-
gramme“, die den Unterschied zwischen Fraktio-
nierung einer Schmelze (oben) und Mischung
zweier Schmelzen A und B (unten) am Beispiel des
Aluminiumoxids zeigen. Die Punkte repräsentie-
ren Schmelzzusammensetzungen verschiedener
Fraktionierung bzw. Mischung.
