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Pyrometamorphose

Eine Pyrometamorphose tritt auf bei sehr hohen Temperaturen (800 - > 1000 o C) sowie niedrigen Drücken (< 2kb) und resultiert typisch in der Bildung von verbrannten (engl.: burnt) und geschmolzenen / verglasten Gesteinen, welche als Buchit, Paralava, Klinker und Fulgurit bezeichnet werden.

Es gibt sowohl natürliche als auch anthropogene Beispiele Vorkommen mit aktiver Pyrometamorphose. Natürliche pyrometamorphe Gesteine sind beispielsweise aus der Hatrurim-Formation in Israel bekannt. Xenolithe von Sedimentgesteinen, die in vulkanischer Lava eingeschlossen sind, können sich pyrometamorph umwandeln.

Pyrometamorphe Prozesse sind entweder mit flachen basaltischen Intrusionen (Kontaktaureolen, Xenolithen), oder der Verbrennung kohle- oder bitumenhaldiger Gesteine (Schiefer, Tonstein) assoziiert.

Pyrometamorphe Gesteine

Anthropogene pyrometamorphe Gesteine kommen in brennenden Kohleflößen /Kohlehalden vor. In diesen Gesteinen befindet sich eine große Anzahl von Mineralien, die tw. sehr selten sind. Von den Silikatmineralien sind die typischen insbesondere Cordierit, Indialit, Fayalit, Mullit, Tridymit und Cristobalit (beide können auch als Oxidmineralien klassifiziert werden) und Sekaninait Oxidmineralien umfassen Korund, Hämatit, Hercynit, Magnesioferrit und Magnetit. Einige für Meteoriten typische einzigartige Mineralien wie Oldhamit sind auch in pyrometamorphen Gesteinen enthalten.

Buchit

Buchite, (nach dem berühmten Geologen Leopold von BUCH 1774 – 1853) sind pyrometamorph gebildete verglaste Sandsteine (quasi Gesteinsgläser), die beim !BuchiteKontakt einer basaltischen Schmelze hoher Temperatur mit Sandstein entstehen. Sie bestehen vorwiegend aus Glas mit neu gebildeten Mineralien wie Mullit, Spinell, Cristobalit, Magnetit, Tridymit, Cordierit, Klinopyroxene und anderen. Feinstkörniger Buchit kann eine hornfelsartige|Hornfels Gestalt annehmen.

Klinker und Paralava

Oberflächennahe Kohlenflöze können durch natürliche Ursachen wie spontane Selbstentzündung, Blitzeinschläge oder Waldbrände in Brand geraten. Menschliche Aktivitäten - heute weltweit eine der häufigsten Ursachen für Kohlefeuer - können für das Pliozän ausgeschlossen werden. Durch die Hitze des sich schnell ausbreitenden Flözbrandes werden die darüber liegenden Sedimentgesteine geröstet, wobei gelbe und rote "Klinker" entstehen. Das kann bis zum Schmelzen der Gesteine und der Bildung von sogenannter Paralava führen. Dieser Prozess ist ein Sonderfall der Kontaktmetamorphose und wird auch als Pyrometamorphose bezeichnet (siehe Grapes 2006). Typische Mineralbildungen, die in der Paralava von Ellesmere Island nachgewiesen wurden, sind Cordierit, Mullit, Tridymit oder Cristobalit. Vereinzelt wurde auch Paralava gefunden, die nur aus Magnetit und Hämatit besteht und die durch das Schmelzen von Siderit-Konkretionen in den Ausgangssedimenten entstanden ist.

Fulgurit

sind meist mit Blitzeinschlag assoziiert, können jedoch auch in Meteoriten stattfinden. Fulgurite sind röhrenförmige Aggregate, welche durch Blitzeinschlag pyrometamorph in Lockersedimenten, Graniten, Gneisen und Vulkaniten und durch extrem rasche Abkühlung gebildet werden. Sie werden auch als Blitzröhren bezeichnet. Nach Art des intrudierten Gesteins wird in Sand- und Fels-Fulgurite unterschieden.

Wenn der Blitz, welcher bis zu 100.000 Ampère stark sein kann und dessen Spannung zwischen den Gewitterwolken und der Erdoberfläche einige mio Volt beträgt, in den Boden eintritt, werden die Bodenpartikel entlang der Einschlagsbahn erhitzt, schmelzen tw. auf und kühlen sehr rasch ab. In feinkörnigen Sedimenten findet oft auch eine Verschweißung der Sandkörner statt.

Eine Besonderheit sind Glasschichten, welche durch Blitzschlag auf Gesteinen entstanden sind, jedoch keine Röhren bilden.

Einige thermisch veränderte Sedimentgesteine werden unter einem allgemeinen Namen beschrieben: Metapelit.

Quellen

  • Callegari, E., Pertsev, Contact Metamorphic Rocks ; Recommendations by the IUGS Web version 01.02.07
  • Grapes, R., Pyrometamorphism; Springer Berlin Heidelberg; Auflage: 2 (19. Oktober 2010); -
  • Reinhard, L., Pyrometamorphose: Beispiele vom Yukon North Slope und von Ellesmere Island Treffen des Arbeitskreises "Geologie und Geophysik der Polargebiete" 8./9. Mai 2014; Bundesanstalt für Geowissenschaftenund Rohstoffe, BGR, Hannover
  • http://www.bgs.ac.uk/SCMR/docs/papers/paper_10.pdf

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