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tholeiitischen Fraktionierungstrend und resultiert in der bereits
beschriebenen Abfolge unterschiedlicher Gesteine.
Diese Abfolge kann durch das erneute Eindringen von primi-
tiver Schmelze, die sich mit der bereits entwickelten Schmelze
der Intrusion vermischt, durcheinandergebracht werden. Bei
vielen Intrusionen muss das wiederholt passiert sein, wie die
mehrfachen Sprünge im »kryptischen Layering« zeigen. Die Ver-
mischung resultiert in der plötzlichen Kristallisation ganz ande-
rer Minerale, es können sogar monomineralische Schichten ent-
stehen. Die fast reinen Chromitschichten werden zum Beispiel so
erklärt, dabei hat die Vermischung von Magmen zu Zusammen-
setzungen geführt, die sich kurzfristig im Stabilitätsfeld von
Chromit befanden (Irvine 1977, Murck & Campbell 1986).
Nebenbei bemerkt kann es auch passieren, dass neues Magma
als Sill zwischen ältere Schichten eindringt, erstarrt und zum Teil
auch mit dem Nachbargestein reagiert (Féménias et al. 2005b).
Zu einer ähnlichen kurzfristigen Änderung der Kristallisa-
tion, die von der normalen »kotektischen Linie« (siehe
7
Kasten
3.3
) abweicht, kann es auch durch andere Prozesse kommen. Ein
konvektives Umwälzen in einer zuvor wenig bewegten und daher
heterogenen Magmakammer ist eine weitere Form von Magma-
mischung. Auch das Auflösen von Nebengestein im Magma ver-
ändert dessen Zusammensetzung. Die Entmischung und Abgabe
von Fluiden (Wasser, Gase) kann ebenso eine Rolle spielen wie
die Zufuhr von Fluiden aus dem erhitzten Nebengestein. Schließ-
lich können auch Veränderungen von Faktoren wie Temperatur
oder Sauerstoffgehalt einen Beitrag leisten.
Beim zweiten Typ, den Masseströmen, geht es um Lawinen
und Rutschungen aus Kristallmatsch, die sich von den steilen
Seiten kommend auf dem Boden ausbreiten. Die Strömungs-
dynamik in der Lawine bewirkt eine Sortierung der Minerale
nach ihrer Dichte (Irvine 1980, Irvine et al. 1998). Auch eine we-
niger dynamische Rutschung bewirkt eine Sortierung. Kristall-
matsch verhält sich sehr eigenwillig auf mechanische Spannung,
die Verformung konzentriert sich fast ausschließlich auf die
Schmelze in den Zwischenräumen. Daher entstehen Scherzonen
aus Schmelze, die später zu einem helleren Gestein erstarren als
die quasi am Stück bewegten kristallreichen Teile (McBirney &
Nicolas 1997). In Skaergaard sind Masseströme deutlich im Rand-
bereich der Layered Series zu sehen. Hier gibt es Strukturen, wie
man sie aus klastischen Sedimenten kennt: Kreuzschichtung und
von Strömungen in ältere Schichten eingeschnittene Erosions-
kanäle, die später wieder verfüllt wurden. Besonders deutlich sind
diese Strukturen im unteren Teil der Layered Series, sicherlich,
weil die Höhe der Seitenwand der noch flüssigen Magmakammer
mit der Zeit immer kleiner wurde, was die mögliche Dynamik
verringerte. Die Kreuzschichtung geht ins Innere der Intrusion in
waagrecht geschichtete Ablagerungen der Masseströme über.
Ihr Gefüge zeigt die Verformung noch an: Die Kristalle sind ein-
geregelt und die bevorzugte Bewegung an schmelzreichen Scher-
zonen hat im Gestein helle Streifen hinterlassen.
Irvine et al. 1998 machen Massenströme auch für die rhyth-
mische Schichtung im Inneren der Intrusion verantwortlich,
während andere Massenströme nur für ein Randphänomen hal-
ten und auf die im Inneren fehlenden Spuren von Verformung
hinweisen. Bei einer wesentlich größeren Intrusion wie Bushveld
ist es offensichtlich, dass eine Dynamik an den Seitenwänden
Abb. 3.23
Das vielfältige Layering mafischer Intrusionen wird durch
die Kombination mehrerer Prozesse erzeugt.
wirkt als ihre Dichte. Magmatisches Layering mit einer Sortie-
rung nach der Korngröße ist jedoch nur in wenigen Ausnahme-
fällen zu finden. Zu einem nennenswerten Absinken der Kristal-
le kommt es nur in sehr heißen und möglichst SiO
2
-armen
(ultrabasischen) Magmen (die eine geringe Viskosität haben und
sich näherungsweise als Newton'sche Flüssigkeit verhalten), in
den meisten Fällen werden Kristalle hingegen mehr oder weniger
in Suspension gehalten.
Stattdessen gehen wir davon aus, dass der Pluton von außen
nach innen erstarrt und es einen entsprechenden Temperatur-
gradienten gibt. Die Nukleation der Kristalle und ihr Wachstum
finden demnach vor allem am Rand der Magmakammer statt. In
der Regel ist der Wärmeverlust entweder am Boden oder an der
Decke am stärksten. Der Kristallmatsch, der sich am Boden der
Magmakammer, an den Seitenwänden und an der Decke ansam-
melt, besteht also vor allem aus Kristallen, die mehr oder weniger
in situ
gewachsen und nur wenig abgesunken oder aufgestiegen
sind.
Zum Layering kommt es nun durch eine Reihe von Prozes-
sen, die in drei Typen unterteilt werden können:
1) Eine Änderung der jeweils kristallisierenden Minerale je
nach Temperatur, Sauerstoffgehalt, Zusammensetzung der
Schmelze und so weiter.
2) Die Sedimentation von Kristallmatsch durch Masseströme,
die vor allem an den Seitenwänden abrutschen können und
sich über den Boden ausbreiten.
3) Prozesse bei der Kompaktion des Kristallmatsches.
Zum ersten Typ gehört natürlich der langfristige Wechsel in der
Mineralogie, der sich während der fraktionierten Kristallisation
ergibt. Die genaue Reihenfolge ist von Intrusion zu Intrusion
verschieden (Plagioklas kann zum Beispiel schon sehr früh
oder erst später kristallisieren), aber sie folgt typischerweise dem
