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Kasten 3.26
Pyroxenthermometrie
Viele Anorthosite enthalten zwei Pyroxene,
also z.B. Ortho- und Klinopyroxene. Sind
diese Minerale im Gleichgewicht miteinan-
der gebildet, so kann man ihre Zusammen-
setzung nutzen, um ihre Bildungstempera-
tur zu bestimmen, denn die Verteilung von
Ca, Mg und Fe zwischen koexistierenden Py-
roxenen ist überwiegend temperatur-, in ge-
ringerem Maße auch druckabhängig (Abb.
3. 127). Die Graphiken der Abb. 3.127 kann
man daher benutzen, um die Kristallisations-
temperatur magmatischer Gesteine abzu-
schätzen. Besonders gut funktioniert dies
bei Vulkaniten, da hier die Minerale kaum
postmagmatische Zusammensetzungsände-
rungen durchgemacht haben, doch kann
man die Pyroxenthermometrie auch in Plu-
toniten wie z.B. in Anorthositen, pyroxen-
führenden Graniten (Charnockiten) und
Gabbros anwenden, sofern zwei verschie-
dene magmatische Pyroxene vorhanden sind
und deren Zusammensetzung unverändert
erhalten ist oder rekonstruiert werden kann.
Da postmagmatische Veränderungen in Py-
roxenen insbesondere in der Entmischung
der jeweils anderen Pyroxenphase bestehen
(also: Orthopyroxen entmischt Lamellen von
Klinopyroxen und umgekehrt), kann man in
vielen Fällen einfach die Lamellen und den
Matrixkristall mit der Elektronenmikrosonde
analysieren, die Flächen der Lamellen und
des Matrixkristalls mit konventioneller Bild-
verarbeitung an einem Computer im Dünn-
schliff bestimmen und aus diesen Informati-
onen die Ursprungszusammensetzung des
magmatischen Pyroxens berechnen.
Wie verwendet man nun die Graphiken der
Abb. 3.127, die die Pyroxenzusammenset-
zungen ausgedrückt durch die in magmati-
schen Gesteinen wichtigen Endglieder Diop-
sid, Hedenbergit, Enstatit und Ferrosilit zei-
gen? Es gibt prinzipiell vier verschiedene
Möglichkeiten, mehrere Pyroxenarten in ei-
nem Gestein anzutreffen: entweder enthält
das Gestein Augit und Orthopyroxen oder
Augit und Pigeonit (was ein spezieller, nur
bei hohen Temperaturen stabiler Ca-armer
Pyroxen ist, der zunächst monoklin kristalli-
siert und bei der Abkühlung orthorhombisch
wird) oder Orthopyroxen und Pigeonit oder
alle drei zusammen. Diese Möglichkeiten
sind in Abb. 127a dargestellt: die jeweils mit
gestrichelten Linien verbundenen roten
Punkte sind koexistierende Zusammenset-
zungen bei 15 kbar und 1000°C. Sie liegen
auf den Mischungslücken (Solvi, Abb. 3.79
und Kasten 2.11) der Pyroxene. Das Dreieck
symbolisiert eine Drei-Pyroxen-Vergesell-
schaftung, mit der sogar Temperatur und
Druck bestimmt werden können. Das heisst
also: bei gegebenem Druck und gegebener
Temperatur koexistieren nur ganz be-
stimmte Pyroxenzusammensetzungen. In
Abb. 3.127b ist die eigentliche Thermome-
trie gezeigt, da hier nur der Druck konstant
gehalten, die Temperatur aber variiert wird.
Die sich mit der Temperatur verändernden
Mischungslücken sind mit ihren Temperatu-
ren gekennzeichnet und die Drei-Pyroxen-
Zusammensetzungen sind in rot gehalten,
um die Übersichtlichkeit zu verbessern. Man
bemerkt, dass mit abnehmender Temperatur
der Orthopyroxen weniger Ca einbauen
kann, der Augit aber mehr Ca einbaut, und
dass der Pigeonit immer eisenreicher wird.
Der gestrichelte Bereich ganz rechts zeigt
an, dass dort Pigeonit nicht mehr stabil ist,
d.h. er tritt bei Temperaturen unter etwa
3.10 Sedimentpetrologie
wittern, zu erodieren und in der Folge eine
neue Klasse von Gesteinen, die Sedimente und
Sedimentgesteine, herzustellen. Bereits in Ka-
pitel 1.6.3 wurde auf die wichtigsten Struktu-
ren, Prozesse und Klassifikationen von Sedi-
mentgesteinen eingegangen. Das folgende Ka-
pitel wird dazu dienen, dies zu vertiefen und
3.10.1 Einleitung
NachdemwirbislangüberdieBildungmeta-
morpher und magmatischer Gesteine gespro-
chen haben, ist es nun an der Zeit, diese zu ver-
