Geologie im Bauwesen - IBF

Arbeitsblätter zum Kurs "GEOLOGIE IM BAUWESEN" Seite 4.1
4. MAGMATISCHE GESTEINE
(Plutonite, Vulkanite, Ganggesteine)
4.1 Magma, Lava
Die Temperatur der Erde nimmt mit der Tiefe zu (geothermischer Gradient). Durch
Aufschmelzung von Gesteinskomplexen unter geeigneten Temperatur- und
Druckverhältnissen in der unteren Erdkruste oder im oberen Erdmantel entsteht Magma
als eine Gesteinsschmelze mit gelösten Gasen, aus denen umgekehrt bei Abkühlung
die Magmatite auskristallisieren.
Der Schmelzprozess (Anatexis) hängt von den Temperatur- und Druckbedingungen
sowie vom Anteil der Gase (z.B. H 2O, CO 2) in der Schmelze ab. Die meisten Gesteine
setzen sich aus mehreren Mineralen zusammen, die jeweils unterschiedliche
Schmelztemperaturen haben. Oft wird nur ein Teil der Minerale aufgeschmolzen
(Teilschmelzen).
An der Erdoberfläche austretendes Magma heißt Lava. Bei Vulkanen betragen die
Eruptionstemperaturen der Lava 700 o C bis > 1200 o C. Der Chemismus der Laven
hängt von der Temperatur ab und variiert entsprechend stark.
Magmen und Laven enthalten unterschiedliche chemische Elemente (O 2 , Al, Fe, Mg,
Ca, Na, K, u.a.), die sich zu Oxiden verbinden. Der Gehalt an Siliziumdioxid (SiO 2 )
erlaubt eine Klassifizierung der Magmatite: Gehalte von 45 - 52 Vol. % SiO 2
charakterisieren basische Gesteine; Gehalte von 52 - 65 Vol. % SiO 2 ergeben
intermediäre Gesteine; und Gesteine mit über 65 Vol. % SiO 2 bezeichnet man als
sauer. Vom Basischen zum Sauren nehmen die Fe- und Mg-Gehalte ab, während die
Metalle Na und K relativ zunehmen.
4.2 Magmatite, Magmendifferentation
Magmatische Gesteine (Magmatite, Erstarrungsgesteine) sind Gesteine, die durch
Abkühlung des Magmas entstehen (Abnahme von Temperatur und Dampfdruck). Sind
sie im Erdinneren erstarrt, heißen sie Tiefengesteine. Dagegen sind Ergussgesteine an
der Erdoberfläche erstarrt.
Wegen seiner gegenüber dem Nebengestein geringeren Dichte steigt das flüssige
Magma langsam auf. Die damit verbundene Ausdehnung erzeugt Druck, der das
Magma (meist auf Risszonen) nach oben presst. Es kann die Erdoberfläche erreichen
und dort in Vulkanen als Lava oder andere Auswurfprodukte eruptieren. Die daraus
entstehenden Gesteine heißen Vulkanite oder Eruptivgesteine (Kap. 4.3). Wenn das
Magma bereits beim Aufstieg erstarrt, bevor es die Erdoberfläche erreicht, bildet es die
Plutonite (Intrusivgesteine Kap. 4.4).
Magmatische Strukturen entstehen je nachdem, wieviel Zeit das Magma oder die Lava
zum Abkühlen braucht, in welcher Weise die Minerale auskristallisieren, welche
Viskosität herrscht und welche Bewegungen das abkühlende Gestein unternimmt. Als
Faustregel gilt: Je schneller ein Magma abkühlt, desto feinkörniger wird seine Struktur.