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3.9.3 Bildung, Aufstieg und
Kristallisation von Schmelzen
3.9.3.1 Die Entstehung von Schmelzen
3.9.3.1.1 Die Entstehung von Schmelzen im
Erdmantel
Der Obere Erdmantel besteht aus ultramafi-
schen Gesteinen, die als Hauptkomponenten
Olivin und Orthopyroxen enthalten, als unter-
geordnete Komponenten können Klinopyro-
xen, eine Al-Phase (Plagioklas, Spinell oder
Granat, Kasten 3.10), Phlogopit, Amphibol
oder Karbonate hinzutreten. Aus diesen Spi-
nell-, Plagioklas-, Granat-, Phlogopit-, Amphi-
bol- oder Karbonatperidotiten lassen sich
unter den entsprechenden Druck- und Tempe-
raturbedingungen alle dem Mantel entstam-
menden, in Abschnitt 3.9.1 angesprochenen
Schmelzzusammensetzungen produzieren.
Wie kann man ein solches Mantelgestein über-
haupt zum Schmelzen bringen? Zunächst muss
man sich über die Lage von
Solidus-
und
Li-
quiduskurven
in Peridotiten unter Mantelbe-
dingungen sowie über die Lage von realisti-
schen geothermischen Gradienten Klarheit ver-
schaffen, die diese Soliduskurven schneiden
können. Der Abstand zwischen Liquidus und
Solidus in trockenen (d. h. wasserfreien) Peri-
dotiten beträgt bei niedrigen Drucken etwa
800 °C, bei hohen Drucken über etwa 50 kbar
dagegen nur noch ca. 200 - 300 °C. In einem
stabilen tektonischen Milieu ohne thermische
Anomalie im Mantel schneidet der Geotherm
den trockenen Peridotitsolidus nicht (Abb.
3.95), sondern liegt typischerweise etwa 200 °C
tiefer. Das heißt, dass unter diesen Bedingun-
gen keine Schmelze gebildet wird. Damit
Schmelzen gebildet werden, gibt es prinzipiell
drei Möglichkeiten (Abb. 3.98):
3.97
Entmischte (zwei obere Bilder) und koexis-
tierende (untere zwei Bilder) magmatische Fe-Ti-
Oxide (Magnetit und Ilmenit) aus der Ilimaussaq-
Intrusion in Südgrönland, teilweise aus Marks &
Markl (2001). Die Bilder sind BSE-Aufnahmen von
der Mikrosonde (Abschn. 2.5.4).
