Klassifikation von magmatischen Gesteinen

Magmatite können aufgrund der Menge eines jeden Minerals klassifiziert werden. Dies gelingt jedoch nur bei hinreichend großen Mineralkörnern, wie in den Plutoniten. Ein Beispiel für eine derartige Einteilung stellt das Q-A-P-F - Doppeldreieck nach Streckeisen dar. Für die Darstellung eines Magmatits im Doppeldreieck ist die Kenntnis des modalen Mineralbestandes, wie er z.B. durch Auszählen von Gesteins-Dünnschliffen ermittelt wird, Voraussetzung. Die vier Parameter des Diagramms sind:

• Q = Quarz und andere SiO2-Modifikationen (Tridymit, Christobalit)
• A = Alkalifeldspat (Kalifeldspat einschl. Perthit, Albit mit <5% Anorthit-Komponente, Sanidin)
• P = Plagioklas (Anorthitgehalt 5-100 Mol-%), Skapolith
• F = Foide = Feldspatvertreter: Leucit, Nephelin, Sodalith, Analcim, sowie deren Umwandlungsprodukte, soweit ihre Herkunft gesichert ist

Sind die Korngrößen, wie bei den Vulkaniten meist der Fall, zu gering, so wird die chemische Zusammensetzung des Gesteins zur Klassifikation benutzt. So können Vulkanite beispielsweise im TAS-Diagramm (total alkali vs. silica) aufgrund ihres Verhältnisses (Na2O+K2O)/SiO2 unterteilt werden.

Die chemische Zusammensetzung eines magmatischen Gesteins liefert darüber hinaus aber auch wertvolle Hinweise zu den geologischen Entstehungsbedingungen. Diese geochemischen Untersuchungen können zeigen, welche Art von Ausgangsgestein in welchen Anteilen aufgeschmolzen und zu einem Magma wurde, aus dem das vorliegende Gestein später wieder auskristallisierte. So lassen Unterschiede von wenigen Prozenten einzelner Elemente bereits erkennen, ob ein Basalt an einem mittelozeanischen Rücken entstand, wo Platten divergieren, oder an einer Subduktionszone, wo Platten konvergieren.

Noch aussagekräftiger sind die Gehalte an Elementen, die nur in geringen Mengen (Spuren) vorkommen, den Spurenelementen (wie z.B. Niob, Zirkonium, Chrom, Europium, Lanthan). Eine ebenso große Bedeutung kommt darüber hinaus den Isotopen der einzelnen Elemente zu. Kohlenstoff-, Strontium-, Blei-, Neodym- und andere Isotope dienen dabei nicht nur zur Klärung der Genese (Entstehungsgeschichte) eines Gesteines, sondern sie können teilweise auch zur Altersbestimmung eingesetzt werden.

Sedimentäre Gesteine (Sedimentgesteine oder Absatzgesteine)

Sedimentäre Gesteine werden generell unterteilt in klastische, chemische und biogene Sedimente.

Klastische Sedimente (Kies, Konglomerate, Sande, Sandsteine, Tonsteine usw.) sind die bei der physikalischen Verwitterung des Ausgangsgesteins entstandenen Gesteinsbruchstücke und Tonminerale, die sich meist bei der (bio-)chemischen Verwitterung aus anderen Silikaten bilden. Diese festen Verwitterungsprodukte werden durch Wasser- und Windströmungen sowie durch Gletschereis in die Ozeane transportiert, wobei sie auf diesem Wege mehrfach abgelagert und wieder umgelagert werden können.

Chemische und biogene Sedimente (Kalksteine, Evaporite, Eisenerze, Phosphorgesteine) entstehen aus den Mineralbestandteilen, die bei der chemischen Verwitterung im Wasser gelöst werden. Durch chemische und biochemische Reaktionen werden diese Ionen aus der Lösung ausgefällt und in Form von festen Partikeln am Meeresgrund sedimentiert.

Sedimente bilden sich an der Erdoberfläche in Form von Schichten aus locker gelagerten Teilchen, wie Kiese, Sande, Tone oder Skeletteilchen von Organismen. Diese lockere Anordnung der Komponenten bedingt eine große Anzahl von Hohlräumen (Poren), die überwiegend mit Wasser gefüllt sind. Darüber hinaus enthalten Sedimente oft Tonminerale, die chemisch gebundenes Wasser (im Kristallgitter) führen. Bei der Verfestigung und Kompaktierung (Diagenese) der Gesteine wird das Porenwasser kontinuierlich und das Wasser der Tonminerale diskontinuierlich (schubweise) freigesetzt. Dabei entstehen oft salzreiche und metallführende Lösungen (so genannte Brines). Dieses freigesetzte Wasser kann dann als Formationswasser oder als Becken-Brine in andere Teile der Erdkruste gepresst werden und dort u.U. ihre Metallfracht in Form von Erzen in Lagerstätten abscheiden.