allgemeine geologie 7
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Vorlesung Allgemeine Geologie, Prof. Dr. Eckart Wallbrecher, Sommer-Semester 2005TRANSCRIPT
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Vorlesung Allgemeine Geologie
Teil VIISS 2005 Mo, Di, Mi 8.15 9.00 Uhr
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Intraplatten-VulkanismusIntraplatten-Vulkanismus
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Indischer Ozean und West-Pazifik
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Morphologie des WestpazifikSeamountSeamount
GuyotGuyot
Aus Press & Siever, 1995 (Spektrum)
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Die Hawaii-Emperor-Kette
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Wichtige Hot Spots
Hot Spot: Tuzo Wilson 1963Hot Spot: Tuzo Wilson 1963
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Herkunft eines Hot Spots
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Plattenbewegung und stationrer Hot Spot
Aus Wilson, T.J., 1984 (Spektrum)
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Hot Spots und Seamounts im Pazifik
http://volcano.und.nodak.edu/vwdocs/vwlessons/hot_spots/introduction/html
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Vulkanketten an Hot Spots
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Alter der Hawaii-Inseln
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Satelliten-Foto der Hawaii-Inseln
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Der Tuamotu-Archipel (Sdpazifik)
Aus Bodechtel & Gierloff-Emden, 1969
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Hot Spots im Atlantik
Nach Wilson, J.T, 1984 (Spektrum)
Island (0.1)Frer (50)
Azoren (20)Madeira (90)
Ascension (1)
Sao Tom (120)
Fernando Po (120)
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Gesteine und ihr physikalischesVerhalten
Gesteine und ihr physikalischesVerhalten
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Gesteine:
MagmatiteMagmatite
SedimentiteSedimentite
MetamorphiteMetamorphite
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Kreislauf der Gesteine
Aus Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)I-Typ
S-Typ
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MagmaName von Durochet 1847 (islndische Laven)Name von Durochet 1847 (islndische Laven)
Magma ist eine natrliche GesteinsschmelzeMagma ist eine natrliche Gesteinsschmelze
Entstehung:Entstehung: Subduktionoder
Kollision
Subduktionoder
Kollision
Entstehungsrume:Entstehungsrume: mittlereuntere kontinentale Kruste
oberer Erdmantel
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Aufbau kontinentaler Krustemit palozoischer Orogenese
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Eigenschaften von Magmen
Magmen sind silikatische SchmelzlsungenMagmen sind silikatische Schmelzlsungen
molekular-dispersoder dissoziiert
molekular-dispersoder dissoziiert
Es herrschen
Assoziations-Polymerisations
Gleichgewichte
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Bausteine der Polymere
SiO4-TetraederSiO4-Tetraeder
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basische und saure MagmenSiO4Tetraeder sind nicht verknpft:SiO4Tetraeder sind nicht verknpft:
Inselsilikatebasische MagmenInselsilikatebasische Magmen
dnnflssigdnnflssig
SiO4-Tetraeder bilden PolymereSiO4-Tetraeder bilden Polymere
Ketten- Gerstsilikatesaure MagmenKetten- Gerstsilikatesaure Magmen
zhflssigzhflssig
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fluide (volatile) Bestandteile H20CO2COHClHFO2N2H2H2S
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Rheologie
Das rheologische Verhalten einer Schmelze (oder eines festen Gesteins unter hohem Druck) beschreibt das Flieverhalten.
Das rheologische Verhalten einer Schmelze (oder eines festen Gesteins unter hohem Druck) beschreibt das Flieverhalten.
Das Flieverhalten wird durch die Viskositt gesteuert.
Das Flieverhalten wird durch die Viskositt gesteuert.
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Ableitung der Viskositt
z
A
F
z
A
F
vz
AF
v
=
=
z
AF
ViskosittkeiteschwindigStrmungsgv
==
Dimension:tl
mtl
tlmltl
lbm
=
=
= 222 Poisecm
g 1sec
1 =
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Flieverhalten von Magmen
laminares Flieenlaminares Flieen
turbulentes Flieenturbulentes Flieen
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Die Reynoldsche Zahl
v
;
v
; vr
=Re
laminar turbulentRe < 2000 Re > 2000
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laminares und turbulentes Flieen
gro : laminar Granit gro : laminar Granit
klein : turbulent Basalt klein : turbulent Basalt
v klein : laminarv gro : turbulentv klein : laminarv gro : turbulent
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Erkennung des Flieverhaltens
PhnokristallePhnokristalle XenolitheXenolithe
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Beispiele fr laminares Flieen
Zentralbhmischer Pluton Weinsberger Granit
FluidaltexturenFluidaltexturen
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Viskositt von Magmen
Basalt ca. 300 PoiseBasalt ca. 300 Poise
Granit ca. 105 108 PoiseGranit ca. 105 108 Poise
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Abkhlung einer Magmenkammer
4 km
4 kmDichte = 2.9 g/cm3
4 km
4 kmDichte = 2.9 g/cm3
Wrme pro Masse ist:
LxTcmq
+=
c = spezifische WrmeT = AbkhlungLx = latente Kristallisationswrme
Basalt
Volumen = r2 h3153 10200200 cmkm =
Die Masse ist:
ggm 1715 108.5102009.2 ==
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FortsetzungDie Abkhlung T sei 200CDie spezifische Wrme von Basalt ist 0.33cal/(gC)Die Kristallisationswrme vom Basalt ist 90 cal/g
Die Abkhlung T sei 200CDie spezifische Wrme von Basalt ist 0.33cal/(gC)Die Kristallisationswrme vom Basalt ist 90 cal/g
Die gesamte Wrme, die abgefhrt werden mu, damit die Magmenkammer um 200C abkhlen kann ist damit: Die gesamte Wrme, die abgefhrt werden mu, damit die Magmenkammer um 200C abkhlen kann ist damit:
gg
calCgCcalq 17108.5)9020033.0( +
= cal191005.9 =Die Abkhlzeit kann aus dem Wrmeflu berechnet werden:Die Abkhlzeit kann aus dem Wrmeflu berechnet werden:
WrmefluFlcheWrmeZeit
ZeitFlcheWrmeWrmeflu
=
= ;
Flche des Zylinders ohne Unterflche: F = 2 r h + r2 = 151 km2Flche des Zylinders ohne Unterflche: F = 2 r h + r2 = 151 km2
sec1005.91010151
1005.9 15610
19
=
= t Jahre1900000365246060151
1005.9 15=
=
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Bimodalitt der MagmenH
ufig
keit
% SiO248% 73%
Hu
figke
it
% SiO248% 73%
Basalt Granit
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Intrusiv- und Effusivgesteine
PlutonitePlutonite
VulkaniteVulkanite
Aus Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)
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Abkhlung
Plutonite : langsame Abkhlung (Holokristalline Textur)
Plutonite : langsame Abkhlung (Holokristalline Textur)
Vulkanite : schnelle Abkhlung (hemikristalline Textur)
Vulkanite : schnelle Abkhlung (hemikristalline Textur)
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Die wichtigsten MagmatiteBasaltBasalt GabbroGabbro
RhyolithRhyolith GranitGranit
Aus Press & siever,1995 (Spektrum Lehtbcher)
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Texturen
holokristalline Textur hemikristalline(ophitische) Textur
porphyrische Textur
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Vulkanite
ophitischeTexturophitischeTextur
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Weinsberger Granit
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Temperaturen von Gesteinsschmelzen
Basaltische Laven > 1100CBasaltische Laven > 1100C
intermedire Laven 800-900Cintermedire Laven 800-900C
Granit + Wasser 650CGranit + Wasser 650C
Granit trocken 950 CGranit trocken 950 C
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