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schnitt 3.9.4, Abb. 3.90). Diese Schmelzen, so
vermutet man, sinken ab und steigen nicht auf.
Einen Geländebeweis dafür gibt es allerdings
noch nicht.
3.90
Die Entwicklung der Dichte von tholeiiti-
schen Basaltschmelzen während der Fraktionie-
rung in Abhängigkeit von ihrem
X
Fe
-Verhältnis.
Nach Markl & Frost (1999). Man beachte, dass Pla-
gioklas typischerweise weniger „dicht“ ist als die
ihn umgebende Schmelze und daher auf-
schwimmt (flotiert).
Kasten 3.23
Kalkalkaline und tholeiitische Entwicklung
basaltischer Schmelzen
Basaltische Gesteine können zwei prinzipiell
unterschiedliche Entwicklungen während ih-
rer Fraktionierung nehmen. Man spricht vom
kalkalkalinen
und vom
tholeiitischen
Trend.
Diese Trends unterscheidet man am besten im
FAM-Diagramm (Gesamteisenoxid-Alkalio-
xide-Magnesiumoxid) (Abb. 3.91). In diesem
Diagramm, das bisweilen auch AFM-Dia-
gramm genannt wird (was ich aber hier nicht
tue, da man es dann mit dem AFM-Diagramm
aus der metamorphen Petrologie verwech-
seln könnte), werden Gesamtgesteinsanaly-
sen von Schmelzen (oder von Vulkaniten, die
so schnell erstarrten, dass sich keine Kumulat-
effekte ausbilden konnten) eingetragen.
Man macht sich hierbei zunutze, dass ein Vul-
kan oder eine Gruppe von Vulkanen ähnli-
cher Entstehung im Laufe ihrer Entwicklung
Gesteine unterschiedlichen Entwicklungsgra-
des fördern. Durch eine Vielzahl von Analy-
sen kann man dann - mit etwas Glück - die
gesamte chemische Entwicklung eines spezi-
ellen Schmelzreservoirs nachvollziehen.
Primitive
Schmelzenbefindensichaufder
rechten Seite des FAM-Diagramms und wäh-
rend ihrer Kristallisation entwickeln sie sich
nach links unten. Der kalkalkaline Trend, wie
er z.B. in Papua beobachtet wird, weist
keine Eisenanreicherung auf und ist daher
ein relativ gerader Trend in Richtung auf die
A-Ecke; der tholeiitische Trend, wie er von
den Tongavulkaniten in beispielhafter Weise
verkörpert wird, entwickelt sich zunächst in
Richtung der F-Ecke, weist also eine Eisenan-
reicherung auf, bevor er umbiegt und da-
nach die Alkalien anreichert. Dieser Unter-
schied liegt im
Oxidationsgrad
der Schmel-
zen begründet: Oxidierte Schmelzen, also
die kalkalkalinen, kristallisieren von Anfang
an Eisentitanoxide wie Magnetit und Ilmenit
und reichern Eisen daher nicht stark an. Re-
lativ reduzierte Schmelzen, die tholeiiti-
schen, müssen Eisen dagegen erst stark an-
reichern, ehe sie diese Eisentitanoxide kris-
tallisieren können. Andesite folgen übrigens
F =
FeO
tot
tholeiitischer
Trend
Tonga
Papua-
Neuguinea
kalkalkaliner Trend
A =
Na
2
O + K
2
O
M =
MgO
3.91
Die Entwicklung tholeiitischer und kalk-
alkaliner Schmelzen von Tonga und Papua im
FAM-Diagramm nach Winter (2001).
