Markl Minerale und Gesteine

1. Auflage 2004
ISBN: 978-3-8274-1495-3
Verlag: Spektrum Akademischer Verlag
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)

E-Book, Deutsch, 370 Seiten

Das vorliegende Buch ist eine verständliche Einführung in die Grundlagen der Mineralogie und Petrologie. Es stellt die wichtigsten Minerale und Gesteine vor und ermöglicht deren Bestimmung. Mineralogische Konzepte werden ebenso erläutert wie die Prozesse der Gesteinsentstehung und -veränderung. Zudem bietet das Werk einen Überblick über die wichtigsten optischen und analytischen Methoden.

Das Lehrbuch besticht durch

- moderne Stoffauswahl und -darstellung,
- übersichtlich strukturierte und verständliche Texte,
- die im deutschen Sprachraum einzigartige Verbindung von Bestimmungsteil mit den Grundlagen und Methoden der Mineralogie und Petrologie
- sowie eine große Zahl von farbigen Fotos und instruktiven zweifarbigen Grafiken.

Studenten der klassischen Fächer Mineralogie, Geologie und Geographie wie auch des modernen Studiengangs der Geowissenschaften wird dieses Buch vom Grundstudium bis zum Bachelor oder Diplom begleiten.

Der Autor

Gregor Markl ist Professor für Petrologie der Magmatite und Metamorphite am Institut für Geowissenschaften der Eberhard-Karls-Universität Tübingen. Im Jahre 2002 erhielt er den Alfried-Krupp-Förderpreis für junge Hochschullehrer. Für die Amtsperiode 2005/2006 ist Markl zum Vorsitzenden der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft gewählt. 

Autoren/Hrsg.

Markl, Gregor

Inhaltsverzeichnis

1;Inhaltsverzeichnis;6
2;Vorwort;8
3;Danksagung;10
4;Liste der Kästen;12
5;Einheiten und Abkürzungen;14
6;Einleitung;16
7;1 Makroskopische Bestimmung von Mineralen und Gesteinen;18
7.1;1.1 Eine grobe Einteilung der Gesteine;18
7.2;1.2 Minerale;19
7.3;1.3 Der Aufbau der Erde;22
7.4;1.4 Die Differenzierung der Erde;26
7.5;1.5 Die Entstehung der Gesteinsvielfalt –der Kreislauf der Gesteine;28
7.6;1.6 Gesteine;31
7.6.1;1.6.1 Magmatische Gesteine;31
7.6.1.1;1.6.1.1 Allgemeines zur Nomenklatur von magmatischen Gesteinen;31
7.6.1.2;1.6.1.2. Die Streckeisennomenklatur;33
7.6.1.3;1.6.1.3 Das TAS-Diagramm;37
7.6.1.4;1.6.1.4 Normberechnungen;37
7.6.1.5;1.6.1.5 Zur Nomenklatur von vulkanischen Auswurfprodukten;38
7.6.2;1.6.2 Metamorphe Gesteine;40
7.6.3;1.6.3 Sedimentgesteine;42
7.7;1.7 Ausgewählte Minerale;45
7.7.1;Oxide;47
7.7.2;Halogenide;53
7.7.3;Karbonate;55
7.7.4;Sulfate;59
7.7.5;Phosphate;59
7.7.6;Silikate;61
7.8;1.8 Ausgewählte Gesteine;87
7.8.1;Plutonite;87
7.8.2;Ultramafitite;93
7.8.3;Vulkanite/Subvulkanite;95
7.8.4;Foidführende Vulkanite;99
7.8.5;Metamorphite;103
7.8.6;Sedimentite;119
8;2 Allgemeine Mineralogie;132
8.1;2.1 Einführung;132
8.2;2.2 Kristallgeometrie und Kristallmorphologie;133
8.2.1;2.2.1 Symmetrien;133
8.2.2;2.2.2 Kristallgitter;136
8.2.3;2.2.3 Kristallsysteme;138
8.3;2.3 Kristallchemie;142
8.3.1;2.3.1 Grundlagen;142
8.3.2;2.3.2 Kristallchemie wichtiger gesteinsbildender Minerale;149
8.3.3;2.3.3 Kristallwachstum und Diffusion, zonierte Minerale;165
8.3.4;2.3.3.1 Kristallwachstum;166
8.3.5;2.3.3.2 Diffusion und zonierte Minerale;171
8.4;2.4 Physikalische Eigenschaften von Mineralen;174
8.4.1;2.4.1 Farbe;174
8.4.2;2.4.2 Mechanische Eigenschaften;179
8.4.3;2.4.3 Elektrische und magnetische Eigenschaften;182
8.5;2.5 Optische und analytische Methoden der Mineralogie;188
8.5.1;2.5.1 Polarisationsmikroskopie;188
8.5.2;2.5.2 Spektroskopische Methoden;204
8.5.3;2.5.3 Röntgendiffraktometrie;207
8.5.4;2.5.4 Elektronenstrahlmikrosonde;211
8.5.5;2.5.5 Röntgenfluoreszenzanalyse;213
8.5.6;2.5.6 Elektronenmikroskopie;216
8.5.7;2.5.7 LA-ICP-MS;220
8.5.8;2.5.8 Lumineszenzmikroskopie;222
8.5.9;2.5.9 Spaltspurdatierung;223
8.5.10;2.5.10 Untersuchung von Flüssigkeitseinschlüssen;225
9;3 Petrologie;230
9.1;3.1 Einführung;230
9.2;3.2 Die betrachteten chemischen Zusammensetzungen;230
9.3;3.3 Phasen und Komponenten;231
9.4;3.4 Arbeiten mit petrologisch wichtigen Diagrammen;233
9.4.1;3.4.1 Phasendiagramme;233
9.4.2;3.4.2 Dreiecksdiagramme;234
9.4.3;3.4.3 Projektion von Phasen;237
9.4.4;3.4.4 Berechnung von Reaktionsstöchiometrien mit Hilfe von Matrizen;239
9.5;3.5 Der Begriff des Gleichgewichts in der Petrologie;241
9.6;3.6 Metamorphe Reaktionen;243
9.6.1;3.6.1 Phasenumwandlungen;243
9.6.2;3.6.2 Sonstige Festphasenreaktionen;244
9.6.3;3.6.3 Entwässerungsreaktionen;245
9.7;3.7 p-T-t-Pfade und ihre Rekonstruktion;248
9.8;3.8 Metamorphe Prozesse;250
9.8.1;3.8.1 Das metamorphe Fazieskonzept;250
9.8.2;3.8.2 Metamorphose von Ultrabasiten;253
9.8.3;3.8.3 Metamorphose von unreinen Kalksteinen;257
9.8.4;3.8.4 Metamorphose von Tonsteinen (Metapeliten);267
9.8.5;3.8.5 Metamorphose von Basalten (Metabasiten);271
9.9;3.9 Magmatische Prozesse;278
9.9.1;3.9.1 Der Zusammenhang von Plattentektonik und Magmatismus;278
9.9.1.1;3.9.1.1 Tektonische Milieus und ihr Zusammenhang mit vornehmlich basischem Magmatismus;279
9.9.1.2;3.9.1.2 Klassifikation und tektonische Zuordnung von granitoiden Schmelzen;293
9.9.2;3.9.2. Methoden und physikalischchemische Grundlagen der magmatischen Petrologie;299
9.9.2.1;3.9.2.1 Binäre Schmelzdiagramme;299
9.9.2.2;3.9.2.2 Ternäre Schmelzdiagramme;305
9.9.2.3;3.9.2.3 Der Verteilungskoeffizient;306
9.9.2.4;3.9.2.4 Kontamination von Schmelzen;308
9.9.2.5;3.9.2.5 Fraktionierte Kristallisation;309
9.9.2.6;3.9.2.6 Dichte und Viskosität von Schmelzen;311
9.9.2.7;3.9.2.7 Fluide in der magmatischen Petrologie;314
9.9.2.8;3.9.2.8 Redoxreaktionen in magmatischen Systemen;317
9.9.3;3.9.3. Bildung, Aufstieg und Kristallisation von Schmelzen;321
9.9.4;3.9.3.1 Die Entstehung von Schmelzen;321
9.9.4.1;3.9.3.1.1 Die Entstehung von Schmelzen im Erdmantel;321
9.9.4.2;3.9.3.2 Aufstieg von Schmelzen;328
9.9.5;3.9.3.3. Kristallisation;330
9.9.5.1;3.9.3.3.1 Kristallisation basaltischer Schmelzen;330
9.9.5.2;3.9.3.3.2 Kristallisation granitischer, syenitischer und nephelinsyenitischer Schmelzen;336
9.9.5.3;3.9.3.3.3 Spät- und postmagmatische Phänomene;340
9.9.6;3.9.4. Wichtige Kuriositäten: Karbonatite, Kimberlite,Anorthosite;342
10;Abbildungsnachweis;350
11;Weiterführende Literatur;354
12;Mineraltabelle;358
13;Register;360
14;Mehr eBooks bei www.ciando.com;0

Leseproben

1.6 Gesteine (S. 16-17)

Wir werden in diesem Abschnitt darauf hinarbeiten, einen Bestimmungsgang für Gesteine zu entwickeln. Dazu benötigen wir allerdings detailliertere Informationen zum Auftreten, zur Ausbildung und zur Klassifikation der wichtigsten Gesteine.

1.6.1 Magmatische Gesteine

1.6.1.1 Allgemeines zur Nomenklatur von magmatischen Gesteinen

Die große Gruppe der magmatischen Gesteine wird zunächst in solche Gesteine eingeteilt, die an der Erdoberfläche erstarren (Vulkanite, Effusiv- oder Ergussgesteine) und solche, die im Erdinneren erkalten (Plutonite, Intrusiv- oder Tiefengesteine). Sie unterscheiden sich deutlich in ihren Gefügen (Abb. 1.9), die unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten (Abkühlraten) anzeigen. Kommt zum Beispiel bei der Bildung eines Vulkanits eine 1300°C heiße Schmelze am Ozeanboden in Kontakt mit Wasser, so wird sie regelrecht abgeschreckt – bei Silikatschmelzen führt das typischerweise zur Bildung von Glas, da dieser Prozess zu schnell ist, um Kristallwachstum zu ermöglichen. Wenn der Kontrast dagegen nicht gar so extrem ist, also die Abkühlung z.B. mit Luft statt mit Wasser an der Erdoberfläche abläuft, so bilden sich feinkörnige Gesteine, die aus kleinen, bisweilen nur unter mm-großen Kristallen bestehen.

Schwammen in der Schmelze vor ihrem Kontakt mit dem Meerwasser oder der Luft bereits Kristalle (was häufig der Fall ist, da natürliche Schmelzen häufig eher einem Kristallbrei ähneln), so bleiben diese natürlich in der glasigen oder extrem feinkörnigen Grundmasse erhalten – es entsteht ein so genanntes porphyrisches Gefüge (Abb. 1.9, 10) mit großen Einsprenglingen in feinkörniger oder glasiger Matrix (Grundmasse). Die Abkühlung solcher Schmelzen auf Umgebungstemperatur dauert nur Stunden bis Tage. Bildeten die Einsprenglinge sich durch Abkühlung aus der Schmelze selbst, so spricht man von Phänokristallen, sind sie jedoch beim Aufstieg der Schmelze mitgerissene, hineingefallene Kristalle anderer Gesteine, so nennt man sie Xenokristalle (vom griechischen Wort xenos = Fremder). Entsprechend heißen übrigens Nebengesteinsbruchstücke, die in eine Schmelze hingefallen und auch nach deren Erstarrung noch erkennbar sind, Xenolithe (Abb. 1.11, wieder ein griechisches Wort: lithos = Stein).