Vorkommen Granit/Rhyolith Gabbro/Basalt

[Fieti]

Hallo,
 warum kommen Granite wesentliche häufiger vor als Rhyolithe? Und Basalte häufiger als Gabbros? Woran liegt das?

Danke im Vorraus

[Fritzi]

Hallo,

das sollte doch mit der Fließfähigkeit (in Abhängigkeit von dem Gehalt an Kieselsäure im jeweiligen Gestein) der Magma beim Aufsteigen im Erdinneren zusammenhängen.

Zähflüssiger saurer Granit kühlt beim Aufsteigen an die Erdoberfläche ab. Und weil dieser sehr lange (ist natürlich relativ) auf dem Weg nach oben braucht, bleibt dieser schließlich stecken und erstarrt, ohne die Erdoberfläche zu erreichen. Daher mehr Granit als Rhyolith.

Anders beim dünnflüssigeren basischen Basalt. Der ist beim Aufsteigen "schneller", und kann deshalb noch als Magma die Erdoberfläche erreichen, um dort als Lava aus Vulkanen oder Spalten auszufließen. Daher mehr Basalt als Gabbro.

VG
Fritzi

[Fieti]

  Danke für die Antwort!

[kks]

Hallo,

die Antwort ist leider ziemlich kompliziert. Dabei ist zunächst einmal zu klären, ob die Prämissen der Frage überhaupt zutreffen - das tun sie nämlich nur zum Teil. Zwar ist Granit wesentlich häufiger als Rhyolith, aber Gabbro ist eben auch deutlich häufiger als Basalt, selbst wenn man die diversen Flutbasalte (Indien, Sibirien, ...) berücksichtigt. Ich beziehe mich hier ausschließlich auf kontinentale Kruste, da der Vergleich sonst sinnlos wäre; es gibt schließlich keine ozeanischen Granite/Rhyolithe. Damit hätte sich die Frage streng genommen erledigt, aber ich denke, die eigentliche Fragestellung ist wohl, warum Basalte so viel häufiger sind als Rhyolithe.

Basaltische Magmen stammen eigentlich immer aus dem Erdmantel. Damit sind sie sehr heiß und haben kein "Nachschubproblem". Da sie außerdem sehr dünnflüssig und arm an flüchtigen Bestandteilen sind, können sie sich unter günstigen Bedingungen sozusagen durch die überlagernden Gesteinsschichten "durchbrennen" und an der Oberfläche austreten.

Granitische Schmelzen sind dagegen in aller Regel Produkte der Regionalmetamorphose, also der Gebirgsbildung, und entstehen durch Aufschmelzen von Sedimenten. Nun werden Sedimente selten in so große Tiefen versenkt, dass die Schmelztemperaturen von Feldspäten überschritten werden können. Ein Aufschmelzen kann also nur dadurch erfolgen, dass erhebliche Mengen an Wasser, das aus dem Sediment stammt, in die Schmelze aufgenommen werden, wodurch die Schmelztemperatur einer granitischen Schmelze auf Temperaturen um die 600 °C gesenkt werden kann. Voraussetzung dafür ist allerdings ein hinreichend hoher Druck. Es ist aber auch offensichtlich, dass es immer nur begrenzte Mengen an Schmelze, verglichen mit Basalt, geben wird.

Eine solche relativ "kalte" Granitschmelze kann nun durch ihre geringere Dichte in der Erdkruste aufsteigen, wobei sie weiter abkühlt, während gleichzeitig durch Abnahme des Drucks Wasser entweicht und die Erstarrungstemperatur ansteigt. Irgendwann bleibt die Schmelze dann einfach stecken und erstarrt.

Sollte es allerdings doch vorkommen, dass die Granitschmelze, etwa durch einen sehr schnellen Aufstieg, die Erdoberfläche erreicht, wird man wohl annehmen müssen, dass die plötzliche Freisetzung der flüchtigen Bestandteile, also in erster Linie des Wassers, eine ziemlich heftige Explosion bewirkt.

Ein rhyolithischer Vulkanismus kann also eigentlich nur auftreten, wenn wasserarme saure Magmen, also gerade eben keine typischen Granitschmelzen, in großer Tiefe, also bei hohen Temperaturen, etwa bei Subduktionsvorgängen, gebildet werden. Dieser Vorgang tritt jedoch ganz offensichtlich nur selten auf. Diese Rhyolithmagmen sind in der Tat hochviskos.

Ich hoffe, dieser Erklärungsversuch ist einerseits einigermaßen verständlich, andererseits nicht allzu weit vom aktuellen Stand der Wissenschaft entfernt. Ich habe mich seit mindestens 30 Jahren nicht mehr ernsthaft mit Petrologie befasst und beziehe mich hier weitgehend auf Vorlesungsmitschriften aus den 70ern.

Gruß,
Klaus