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Metamorphosebedingungen 1

Alumosilikate im pT-Raum

Stabilitätsfelder der Alumosilikatmodifikationen Kyanit, Sillimanit und Andalusit im pT-Raum. © PETROgraph

Auf welche Metamorphosebedingungen weisen Gneise hin?

Auf den folgenden Seiten möchte ich mich auf den häufigsten Gneistyp beschränken: Quarz-Feldspat-Gneise. Sie entstehen nur bei hohen Temperaturen, d.h. erst bei amphibolitfaziellen (und epidot-amphibolitfaziellen) Bedingungen. Ihre Gesamtgesteinszusammensetzung ähnelt pelitischen Gesteinen, so dass die unter Granat-Glimmerschiefer und Staurolith-Granatglimmerschiefer beschriebenen Mineralparagenesen und Reaktionen auch für Gneise gelten. Insgesamt sind letztere aber etwas Calcium-reicher. Gneise mit hohen Ca-Gehalten weisen Plagioklase mit relativ hohem Anorthit-Gehalt auf, und Minerale der Epidotgruppe oder Amphibole gehören häufig zur Mineralparagenese.

Die Präsenz einer Alumosilikatmodifikation erleichtert Aussagen über den minimalen Druck, der zum Zeitpunkt des Mineralwachstums geherrscht hat (siehe nebenstehende Abbildung). Andalusit entsteht bei recht niedrigen Drücken. In der Regel wird er mit der Kontaktmetamorphose in Verbindung gebracht, doch kann er selbstverständlich auch regionalmetamorph entstehen! (Das gleiche gilt für Cordierit; Näheres zu Cordierit ist unter Knotenschiefer zu finden.) Sillimanit sprosst erst bei Temperaturen über 500°C und niedrigeren Drücken als Kyanit.

Kyanit und Andalusit können beriets bei grünschieferfaziellen Bedingungen gebildet werden. Sie gehen aus dem Zusammenbruch von Pyrophyllit hervor.

prl = ky/and + qtz + H2O    (Mineralabkürzungen anzeigen)

Die drei Alumosilikate können sich auch gegenseitig ersetzen, da sobald der Stabilitätsbereich einer der Modifikationen verlassen wird, die nun stabile Modifikation entsteht. Wie für alle metamorphen Reaktionen geht diese Phasentransformation aber nicht spontan vor sich, so dass unter gewissen Umständen metastabile Modifikationen erhalten bleiben und in einem Gestein zwei Modifikationen vorkommen.

Bei amphibolitfaziellen Bedingungen erfolgt die Bildung von Alumosilikaten im Wesentlichen auf Kosten der Hellglimmer.

Schlagwörter

  • Gneis