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und die manchmal mit Edelsteinen gefüllt sind. In anderen
Fällen gibt es stattdessen einen kontinuierlichen Übergang von
Silikatschmelze zu einem heißen wässrigen Fluid. Interessant ist,
dass die Kristallisation von unterkühlter Schmelze metastabil
abläuft - mit dem Ergebnis ist, dass die Minerale in einer anderen
Reihenfolge als in einem Granit kristallisieren. Während sich am
Rand Kalifeldspat, Plagioklas, Quarz und Glimmer gleichzeitig
bilden, gibt es später nur Kalifeldspat und Quarz, im Zentrum
schließlich nur noch Quarz. Die Unterkühlung kann auch dazu
führen, dass Quarz und Kalifeldspat miteinander verwachsen. Es
entstehen große Feldspatkristalle, in die runenförmiger Quarz
eingewachsen ist. Das nennt man »Schriftgranit«.
Dieses Modell ist durchaus umstritten. Eine Untersuchung
von erstarrten Schmelzeinschlüssen in den Kristallen spricht da-
für, dass die Viskosität der Pegmatitschmelze keinesfalls so hoch
ist (Thomas et al. 2012). Die Autoren fanden in unterschied-
lichen Pegmatiten aus aller Welt Schmelzeinschlüsse, die nicht
nur sehr hohe Gehalte an Wasser und den oben genannten
»Flussmitteln« enthielten, sondern weitere Zutaten wie Alkali-
karbonate, die ebenfalls die Viskosität verringern. Außerdem
fanden sie oft zwei unterschiedliche Einschlüsse, eine granit-
ähnliche Schmelze mit moderatem Wassergehalt und eine alkali-
reiche Schmelze mit sehr hohem Gehalt an Wasser und »Fluss-
mitteln«. Möglicherweise kam es zu einer Entmischung in zwei
unterschiedliche Schmelzen (
7
Abschn. 3.1.1
), wobei die Erst-
genannte als Tröpfchen in der Zweiten suspendiert war. Die
Viskosität der Suspension sei so ähnlich wie Schokoladensirup
gewesen. Anfangs kristallisiert aber vor allem Erstere zu Quarz
und Feldspat, was den Anteil der exotischen Schmelze im
Zentrum erhöht. Die Autoren betonen auch, dass es, während
der Pegmatit abkühlt, zu plötzlichen Änderungen der Konsistenz
kommen könnte, etwa könnte sich der letzte Schmelzrest im
Zentrum des Pegmatits zu einem Gel entwickeln, das letztlich zu
Quarz auskristallisiert. In diesem Modell können auch erneut
eindringende Schmelze und fraktionierte Kristallisation zu einer
weiteren Diversität führen.
Welche Elemente in einem Pegmatit angereichert sind, ist vor
allem von der Zusammensetzung des ursprünglich aufgeschmol-
zenen Ausgangsgesteins und damit indirekt vom tektonischen
Regime abhängig (Martin & De Vito 2005, Černý & Ercit 2005).
Anhand der unterschiedlichen Anreicherungstrends werden
zwei Pegmatitfamilien unterschieden: LCT- und NYF-Pegmatite
(
.
Abb. 3.41
). Zur ersten Familie zählen Lithium-, Tantal- und
viele Edelsteinpegmatite, zur zweiten zählen Seltenerdpegmatite
und manche Edelsteinpegmatite. Es gibt aber auch LCT-NYF-
Hybride.
LCT-Pegmatite
(»Lithium-Cäsium-Tantal«) entstehen bei
Kompression - an Subduktionszonen oder in durch Kollision
zweier Kontinente entstandenen Hochgebirgen mit dicker
Kruste - im Zusammenhang mit S-Typ- und I-Typ-Graniten. Bei
ihnen werden Li, Rb, Cs, Be, Sn, Ga, Ta, Nb (Ta > Nb), B, P, F am
stärksten angereichert.
NYF-Pegmatite
(»Niob-Yttrium-Fluor«) entstehen hingegen
bei Dehnung - in einem kontinentalen Graben oder während
einem Orogenkollaps - im Zusammenhang mit A-Typ-Graniten.
Hier werden Nb, Ta (Nb > Ta), Ti, Y, SEE, Zr, U, Th, F stark an-
gereichert.
Abb. 3.42
Druck und Temperatur des Nebengesteins bei verschie-
denen Pegmatitklassen: Die Pfeile geben die jeweils in verschiede-
nen Regionen beobachteten Fraktionierungstrends von Pegmatiten
im Vergleich zum jeweiligen Nebengestein wieder. Erzfreie Mus-
kovit-Pegmatite sind in größerer Tiefe entstanden. Sie gehen in
geringerer Tiefe in Muskovit-Selten-Element-Pegmatite und diese
wiederum in Selten-Element-Pegmatite unterschiedlicher Zusam-
mensetzung über, bei denen die Anreicherung seltener Elemente
am stärksten ist. Bei geringem Druck kommt es wegen der Ent-
mischung von Wasserdampf zur Bildung miarolithischer Pegmatite.
Abyssale Pegmatite entstehen hingegen durch direktes Aufschmel-
zen bei Temperaturen, die oberhalb des Granitliquidus (bei An-
wesenheit von Wasser) liegen. Die Stabilitätsfelder Spodumen und
Petalit wirken sich bei Lithiumpegmatiten aus. Die Stabilitätsfelder
von Kyanit (Disthen), Andalusit und Sillimanit dienen hier nur der
Orientierung. Nach Černý & Ercit 2005.
Ob es überhaupt zu einer starken Anreicherung seltener
Elemente kommen kann, entscheidet vor allem der Druck und
damit die Tiefe (Černý 1992, Černý & Ercit 2005). Das wird deut-
lich, wenn man die Art der Pegmatite mit den Druck- und Tem-
peraturbedingungen vergleicht, die für das jeweilige Neben-
gestein ermittelt wurden (
.
Abb. 3.42
) .
In großer Tiefe (entsprechend der Hochdruck-Amphibolit-
fazies) bilden sich
Muskovit-Pegmatite
, die zwar hochwertigen
Glimmer enthalten, aber keine Erze. Sie entstehen entweder
direkt durch Aufschmelzen von Krustengesteinen oder durch
eine nur leichte Fraktionierung der dabei gebildeten Granite. Mit
abnehmender Tiefe nimmt der Gehalt an seltenen Elementen zu
( Muskovit-Lithium-Pegmatite bzw. Muskovit-Seltenerdelement-
Pegmatite).
Die stärkste Anreicherung erfolgt in mittlerer Tiefe. Diese
Selten-Element-Pegmatite
(nicht zu verwechseln mit Selten-
erdelement-Pegmatiten) werden wiederum in eine Vielzahl von
Typen und Untertypen unterteilt, zwischen denen graduelle
Übergänge auftreten. In der LCT-Familie gibt es zum Beispiel
einen Trend mit zunehmender Fraktionierung von Beryll-
Columbit-Pegmatit über Beryll-Columbit-Phosphat-Pegmatit
