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ÜBER ANCHI-EUTEI(TISCHE UND
AN CHI-MON 0 MINERALISCHE
ERUPTIVGESTEINE
J. H. L. VOGT.
NORSK GEOLOGISK TIDSSKR!FT,
BIND l, NO. 2. UDGIVET AF
NORSK GEOLOGISK FORENING.
KRISTIANIA 1905.
A. W. BH<Hd;EHS UOGTHYKKERI.
Über anchi-eutektische und anchi-monomineralische Eruptivgesteine.
Von
J. H. L. Vogt.
Vortrag in der Gesellschaft der Wissenschaften zu Kristiania am 1Men April und in dem Norwegischen geologischen Verein am 28ten Okt.1905.
ln einer Abhandlung, die ich im Jahre 1893 schrieb,
gelangte ich zu der Konklusion, dass "sich beim theoretischen
Maximalverlauf der (magmatischen) Spaltungsvorgitnge . . . .
jeder Bestandteil zum Schluss rein für sich separieren muss"
IZeitschr. f. prakt. Geol. 1893, S. 277-278). Dieser Satz
enthält jedoch nur einen Bruchteil von der Wahrheit; in
der Tat resultieren bei einem sehr 1veiten Verlauf der magmatischen Spaltung (oder Differentiation) Z1Vei MagmaPole, nämlich
a. einerseits ein Pol, enthaltend in gelöster Form em
Mineral in ganz überwiegender Menge, nur mit ganz ge
ringer Beimischung anderer Bestandteile;
b. andrerseits ein Pol, der mit der eutektischen Mi
schung zweier, oder noch mehrerer Komponenten beinahe
identisch ist.
Beispiele der ersten Kategorie bilden die Magmen
der Anorthosite, Olivinfelse, Enstatitfelse u. s. w., und der
zweiten Kategorie die Magmen der Granite-Quarzporphyre
Rhyolithe, der Larvikite u. s. w. :\'orsk geol. tidsskr. B. I, t9o5, no. 2. 1
vor.
4
Für diese zwei Kategorien schlage ich die Bezeichnung
anchi-monomineralisch und
anchi-eutektisch
Ich benutze das Präfix anchi 1), weil die betreffenden
Gesteine erfahmngsmässig in der Regel nicht ausschliess
lieh aus einem einzelnen Mineral, bezw. einem Eutektikum
bestehen, sondern sich dem einen oder dem anderen dieser
zwei Extreme sehr stark nähern .
Wir wissen, dass ein eruptives Magma sich in Teil
magmen trennen kann; die physikalisch-chemische Ursache
hierzu ist freilich noch nicht erledigt 2); mehrere gesetz
mässige Erscheinungen bei der magmatischen Differentia
tion sind jedoch festgestellt worden.
Wie es schon in der Mitte und am Schlusse der 80-er
Jahre von W. C. BR0GGER und I. I. H. TEALL hervorge
hoben wurde, findet bei der magmatischen Differentiation eine Wanderung derjenigen Komponenten statt, die bei
eintretender Ahkühlung zuerst auskrystallisieren sollten:
oder mit anderen Worten, es existier t ein P arallelismus
zwischen der geJVöhnlichen Differentiationsfolge und der
gewöhnlichen Krystallis ationsfolge (Citat nach BRoGGER). Ferner erwähnen wir, dass, zu folge früherer U ntersuchungen von mir, diejenigen Bestandteile oder Lösungskompo
nenten, die bei der Abkühlung zuerst auskrystallisieren
sollten, mit verschiedener Intensität wandern können, und
dass in den Teilm agmen neue Gleichgewichtsbedingungen
eintreten können, wodurch der Verlauf der magmatischen
1) a1zt = beinahe, nicht ganz. 2) Kation und Anion wandern zusammen und nicht in verschiedenen
Richtungen; es findet somit keine Elektrolyse statt (s. Zeitscl 1r. f. prakt. Geol., 1901, S. 337-338).
5
Spaltung sich verschieben kann (Zeitschr. f. prakt. Geol.,
Sept.-Heft 1901).
In seiner Arbeit über "Das Ganggefolge des Laur
dalits" (1898) versucht W. C. BR0GGER die Diffm·entiation
durch eine kombinierte Addition und Subtraktion zu deuten
("gewisse stöchiometrische Verbindungen sind hinzu diffun
diert, während gleichzeitig andere abgeführt wurden"; es
hat "eine doppelte Diffusion, nach der Grenzfläche hin und
von derselben hinweg" stattgefunden). Dieser Auffassung
meines hoch verehrten Freundes und Kollegas kann ich
jedoch nicht beitreten, und ich habe gegen diejenige Er
örterung, durch welche BRöGGER zu dem letzterwähnten
Schluss gelangt, den Einwand zu erheben, dass er die ver
änderten Gleichgewichtsbedingungen in den nach einander
folgenden Teilmagmen nicht, oder jedenfalls nicht genügend,
berücksichtigt hat.
Wir denken uns ein Magma
ma + nb + oc + pd u. s. w.,
wo a, b, c, d u. s. w. die verschiedenen Lösungskompo
nenten und m, n, o, p u. s. w. die prozenfischen Mengen
derselben hezeichnen.
Bei einer beginnenden Differentiation wandern z. B.
m' a und n'b; es resultieren folglich zwei anfängliche Teil
magmen, einerseits
(m + m' ) a + (n + n') b + oc + pd u. s. w.
und andrerseits
(m - m' ) a + (n - n') b + oc + pd u. s. w.
Bei der fortgesetzten Differentiation in diesen neuen
Teilmagmen mag das quantitative Verhältnis zwischen m'
und n' verschoben werden; ferner mögen in den neuen
Teilmagmen auch neue Lösungskomponenten entstehen
können. Die Folge hiervon ist, dass die Mengenverhält-
6
msse der verschiedenen Bestandteile m emer Serie aus
ein und demselben Differentialionsprozesse resultierenden
Gesteine sich, graphisch ausgedrückt, nicht durch gerade
Linien, sondern durch Kurven, und zwar gelegentlich durch
stark gekrümmte Kurven, darstellen lassen.
Den von BR0GGER aufgestellten Satz über den Paral
lelismus zwichen der Differentiations- und der Krystalli
sationsfolge haben mehrere Geologen in der Weise zu er
klären versucht, dass einige Bestandteile - bei dem obigt'n
Beispiel m' a + n'b - bei genügender Abkühlung zuerst
auskrystallisiert sind, dann in fester Phase gewandert sind
(z. B. in tiefere Magmazonen hinuntergesunken sind) und
zum Schluss aufgelöst oder resorbiert sind. In diesem kurzen Vortrag werde ich auf diese Frage nicht näher
eingehen; nur bemerke ich, dass man nach meiner Meinung ,
wie auch nach der Meinung vieler anderer Forscher, die
vorliegenden Beobachtungen über die Differentialions-Resul
tate nicht in dieser Weise deuten kann: die Wanderung
n1uss in der fiiissigen Phase stattgefunden haben.
Um die Differentiation näher zu erleuchten, werden Wir uns den einfachst möglichen Fall denken, nämlich dass
das Magma nur aus zwei von einander "unabhängigen"
Komponenten, a und b, in gegenseitiger Lösung besteht
und dass a im Überschuss, in Beziehung zu dem Eutek
tikum, vorhanden ist. - An der beistehenden graphischen
Darstellung, Fig. 1, ist die Temperatur an der Ordinate
und das prozentische Verhältnis zwischen a und b an der
Abscisse abgesetzt. Ta, n repräsentieren die Schmelz
punkte von a, b; Ta-E, Tb-E die Erstarrungskurven,
und E das Eutektikum. Die Zusammensetzung und Tem
peratur der ursprünglichen Lösung sei p.
7
Bei eintretender Abkühlung (graphisch ausgedrückt,
durch Wanderung des figurativen Punktes von p bis q)
bis zu q wird - indem wir voraussetzen, dass keine Über
sättigung eintritt - a zu krystallisieren anfangen; bei der
weiteren Abkühlung, auf der Strecke q bis E, scheidet
sich immer mehr a aus, und gleichzeitig nähert sich die
r.
a
100 °o a
0 o'o b
Fig. 1.
E
b
0 °�o a
100 °o b
Rest-Flüssigkeit mehr und mehr der Zusammensetz u ng
des Eutektikums zwischen a und b. In einem gewissen
Stadium (bei E) erhält man zwei Produkte, nämlich einer
seits a in fest ausgeschiedenen Krystallen und andrerseits
eine Flüssigkeit von der Zusammensetzung des Eutekti
kums von a und b.
In entsprechender Weise hat man sich auch, wegen
des Parallelismus zwischen der Krystallisations- und der
Differentiationsfolge, die Differentiation zu denken, indem
sich das ursprüngliche Magma in Teilmagmen trennt, unter
denen das eine, wegen Zufuhr (oder Addition) von a sich
8
immer mehr der Zusammensetzung von a, während dagegen
das andere, wegen Abfuhr (oder Subtraktion) von a sich
immer mehr der Zusammensetzung des Eute_ktikums nähert.
Es findet also eine Trennung statt, teils in der Richtung bis zu der einen Komponente und teils in der Rich
tung bis zu dem Eutektikum.
Auch bei Magmen, die nicht aus zwei, sondern aus
drei oder noch mehreren, von einander unabhängigen Kom
ponenten bestehen, hat man sich eine ähnliche Trennung
vorzustellen.
- Die Krystallisations- wie auch die Differentialions
Vorgänge werden in der Tat dadurch mehr kompliziert,
dass eine Mehrzahl der gesteinsbildenden Mineralien Misch
krystalle sind.
Eine ganze Reihe der Mineralien, so z. B. die Plagioklase (An : Ab), die Olivine (Mg2Si04 : Fe2Si01), die
Enstatit-Hypersthene (Mg2Si200 : Fe2Si200), u. s. w., ge
hören zu dem von BAKHCIS RooZEBOOM als I bezeichneten
Mischkrystall-Typus.
Ich rekapituliere ganz kurz das essentielle bei diesem
Typus, indem ich auf die beistehende Fig. 2 venveise; hier
ist, wie an Fig. 1, die Temperatm auf der Ordinate und
das Verhältnis zwischen den zwei Komponenten au{ der
Abscisse abgesetzt.
Wenn eine gegenseitige Lösung von a und b, z. B.
von der Zusammensetzung 40.5 °/o a + 59.5 °/o b, bis zu
dem Punkt m auf der Erstarrungskurve Ta-m- Tb abge
kühlt wird, scheidet sich, wenn Übersättigung ausser Betracht gesetzt wird, ein Mischkrystall (n) aus, mit einer
Zunahme der schwerschmelzbaren Komponente a und
folglieh mit einer Abnahme der leichtschmelzbaren Kom
ponente b, z. B. mit 60% n + 40% b. Die hier als
Beispiel gewählten Zahlen erleuchten annähernd. aber nicht
9
ganz genau, die Krystallisations-Vorgänge der Plagioklase
(in Ergussgesteinen bei einem relativ niedrigen Drucke) , wo
a = An und b = Ab (siehe meine Arbeit Siliatschmelz.
Iösungen, II, S. 186).
a
100°[oa o·�b
Fig. 2.
s0o.:a+ 40 °,o b
40.5 •·.a +
59.5 Olo b �
b
0 °[oa 100°[ob
Falls der BRoGGER'sche Satz von dem Parallelismus
zwischen der Krystallisations- und der Differentiationsfolge
von gesetzmässiger Natur ist, muss er sich auch auf die Differentiation der Mischkrystall-Komponente übertragen
lassen. - In Magmen mit einem relativen Überschuss von
den zu Typus I gehörigen Mischkrystall-Komponenten a
und b, müssen somit alle beide Komponenten bei der
Differentiations· Wanderung in den sich konzentrierenden
Mischkrystall-Bestandteil eingehen, aber in der Weise, dass
10
a stärker als b konzentriert wird. Die resultierenden
anchi-monomineralischen Eruptivgesteine, die beinahe aus
schliesslich aus dem betreffenden Mischkrystall a + b be
stehen, müssen folglich durch eine relative Zunahme von
a gekennzeichnet werden, und zwar durch eine je stärkere
Zunahme von a und eine je stärkere Ahnahme von b, je
weiter der Differentiations-V er lauf vorgeschritten ist.
Von den übrigen Mischkrystall--Kombinationen erwäh·
nen wir nur No. V, und zwar aus dem Grunde, dass die
für die Petrographie so überaus wichtigen Kombinationen
Or : Ab und Or : An (oder kurz, Orthoklas : Plagioklas)
zu diesem Typus gehören (über die ternäre Mischkrystall
Komhination Or : Ab : An verweise ich auf eine vor
läufige Besprechung in Silikatschmelzlösungen, II, S. 183
und auf eine mehr eingehende Erörterung in einer später
von mir folgenden Abhandlung). -- Wir erwähnen hier nur
die Kombination Or : Ab, siehe Fig. 3, mit Eutektikum
Eor -Ab bei ungefähr 42% Or : 58% Ab. In einer gegenseitigen magmatischen Lösung von .Or
und Ab, z. B. mit 70 % Or : 30% Ab, krystallisiert zuerst,
bei der Abkühlung herab zu dem Punkt m auf der Erstar
rungskurve Tor- m- Eor-Ab, wenn Übersättigung ausser
Betracht gesetzt wii·d, ein Orthoklas-Mischkrystall von der
Zusammensetzung n (mit etwa 85% Or : 15% Ab; diese
Zahlenwerte beruhen jedoch nur auf Schätzung). Bei dieser
Auskrystallisation wird die Flüssigkeit an Ab angereichert.
- Bei einem ursprünglichen Überschuss von Ab in
der Lösung, z. B. bei 70 % Ab : 30 °/o Or, krystallisiert
zuerst, bei m', ein Albit-Mischkrystall �von der Zusammen
setzung n'; auch in diesem Falle nähert sich die Flüssig
keit der Zusammensetzung des Eutektikums Eor-Ab. Überführen wir auch hier den Satz von dem Paral
lelismus zwischen der Krystallisations- und der Differen-
11
tiationsfolge, so ist bei überwiegend Or in dem ursprüng
lichen Magma einerseits ein Teilmagma mit einer An·
reicherung von Or und andrerseits ein Teilmagma von der
Zusammensetzung oder angenäherten Zusammensetzung des
Eutektikums Eor-.{b zu erwarten; und bei überwiegend Ab
Tor
Or
100•. Or
0 •,o Ab
Fig. 3.
Ab
0 •:. Or 100 •;. Ab
111 der ursprünglichen Lösung ein Teilmagma einerseits mit
einer Anreicherung von Ab und andrerseits ein Teilmagma von der Zusammensetzung annähernd wie Eor--Ab . In der
Tat muss aber auch mit in Betracht genommen werden ,
dass die ursprünglichen magmatischen Lösungen auch die
dritte Feldspath-Komponente An enthalten, und zwar An in der Regel in ganz beträchtlicher Menge. Weil die Kom
b inationen Or : Ab und Or : An zu Typus V, die Komb ination Ab : An dagegen zu Typus I gehört, sind die
folgenden Produkte der magmatischen Differentiation der
drei Komponenten Or : Ab : An zu erwarten 1):
1) Ich werde dies in einer späteren Abhandlung näher m den Einzelheiten begründen.
12
1. Ein Teilmagma mit überwiegend Or nebst etwas
Ab und An, aber im ganzen gerechnet mit weniger An
als Ab;
2. ein Teilmagma mit überwiegend Ab + An nebst
etwas Or; je weiter die Differentiation in diesem Magma
vorwärts schreitet, je mehr wird das Magma an An ange
reiehert, während Ab und noeh mehr Or sieh vermindert;
3. ein Teilmagma annähernd von der Zusammen
setzung Eor-Ab+An·
Wir werden jetzt dureh eine ganz kurze petrographische Übersieht den Naehweis liefern, dass die obige theoretisebe
Erörterung über die Resultate der Differentiations-V orgänge
zutreffend ist.
Die Feldspäthe spielen eine Hauptrolle in den Eruptiv
gesteinen - naeh F. W. CLARKE (U. S. Geol. Surv. Bull.
No. 228, 1904, Analyses of Rocks) maehen sie nicht weni
ger als 59.5 % der Eruptivgesteine aus; - und schon längst hat man die Feldspath-führenden Gesteine in zwei
Hauptgruppen eingeteilt, nämlich m
1. Orthoklas-Gesteine und
2. Plagioklas-Gesteine.
Hierzu kommt, nach W. C. BRoGGER (Die Eruptions
folge der triadisehen Eruptivgesteine bei Predazzo, 1895) eine dritte Hauptgruppe, nämlich die
3. Orthoklas-Plagioklas-Gesteine, woran sich auch die
Anorthoklas-Gesteine schliessen.
Diese Einteilung erklärt sich durch die eben besproche
nen Differentiations-Vorgänge der drei Mischkrystall-Kom
ponenten Or, Ab, An, der Feldspäthe. - Hierdurch erklärt
sich auch, dass die intermediären und basiseben Plagioklase
im grossen ganzen gerechnet innerhalb der Plagioklas-
13
Gesteine reichlicher vertreten sind als die sauren (Albit
und Albit-Oiigoklas). - Bezüglich der Zusammensetzung
der Anorthosite und der eutektischen Or : Ab + An
Gesteine verweise ich auf einige unten folgende Bemer
kungen.
Es gibt eine ganze Reihe anchi-monomineralische Eruptivgesteine, so:
Anorthosit (Labradorfels u. s. w.),
Olivinfels (Peridotit),
Enstatitfels, Bronzitfels, Hypersthenfels,
Augitfels, Diallagfels,
Amphibolfels (Hornblendit),
ferner eine Menge Arten von Erzaussonderungen, bezeich
net durch überwiegend Ilmenit, Titanomagnetit, Chromit
u. s. w.; dann auch durch verschiedene sulphidische Erze;
an diese schliessen sich auch Aussonderungen mit über
wiegend Spinell, Korund u. s. w.
Diese Gesteine führen meist mindestens 90 Ofo, häufig
selbst über 90 Ofo von dem betreffenden charakterisierenden :Mineral.
Wir werden zuerst die Peridotite ganz kurz be
sprechen. Wir bemerken, dass die Kombination Mg2Si04 :
Fe2Si04 Mischkrystall-Typus I angehört, und dass Mg2Si04
s chwerer schmelzbar als Fe2Si04 ist. Je weiter die Diffe
rentiation vorwärts schreitet, je mehr muss sich somit,
u nserer obigen theoretischen Erörterung zufolge, Mg2Si0 4
konzentrieren, auf Kosten von Fe2Si0 4• Dass es sich in
der Tat so verhält, ergibt eine Zusammenstellung von
Analysen einer Reihe Augitperidotite, Amphibolperidotite,
Pikrite, Lherzolithe, Wehrlite, Harzburgite-Saxonite, Dunite
und Peridotite: in Gesteinen mit einer relativ reichlichPn
14
Menge von Al203 und CaO - nämlich mit 6-7.50fo
Al203 und 7 -10% CaO - nebst ziemlich viel Fe203
und 1-2% Na2 0 + K2 0 begegnen wir einigermassen
Fe2Si0creichen Olivinen; in Gesteinen mit weniger Al2 03
und CaO - nämlich mit 3-5 Ofo Al2 0 3 und 3-4% CaO --- nebst etwas Fe2 0 3 und ganz wenig Na2 0 +
K2 0 ist namentlich der MgO-Gehalt der Gesteine stark
gestiegen; und endlich in Gesteinen mit ganz wenig oder
gar keinem Al203 und CaO- nämlich mit 0.1-1% Al203
und Null- 0.6% CaO - nebst keinem oder Spur von Alkali
und ziemlich wenig Fe2 03 finden wir, in frischen Gesteinen,
ungefähr 45-48% MgO neben nur 4-6 % FeO. In
diesen letzteren Gesteinen, die beinahe ausschliesslich aus
Olivin bestehen, führt das Olivinmineral nicht weniger als 10-15 Teile Mg2Si04 zu 1 Teil Fe2Si04•
- Die Anorthosite müssen, der obigen theoretischen
Erörterung gemäss, namentlich durch intermediäre und
basische, nicht aber durch saure Plagioklase gekennzeichnet
werden; dies ist bekanntlich auch der Fall.
Eine Zusammenstellung von 25 Analysen von Anor-
thositen ergibt:
1 Analyse . 64.98% Si02
1 58-60 .
2 56-58 .
4 54-56 .
5 52-54 .
4 50-52 . 2 48-50.
5 46-48.
1 45.78 .
Die zuerst aufgeführte dieser Analysen gilt dem von C. F. KoLDERUP beschriebenen Oligoklasit von Presten in
15
Lofolen, welches Gestein nur eine ganz kleine Ausdehnung
hat. Bei den, bedeutende Areale einnehmenden, Anortho
siten begegnet man "einer zusammenhängenden Reihe von
den sauren Andesinen herab bis zu den basischen Bytowniten"
(C. F. KoLDERUP, Die Labradorfelse und die mit denselben
verwandten Gesteine in dem Bergensgebiete); Labradorfeld
spath, Ab1An1 - Ab1An2, ist doch am meisten verbreitet.
Aus theoretischen Gründen ist es zu erwarten, dass
etwas Or in den sich koncentrierenden Plagioklas aufge
nommen werden wird, aber in der Weise, dass je weiter
die Konzentration oder die Differentiation vorwärts schreitet,
je weniger muss die Or-Menge betragen. Auch dies wird
durch die Analysen, sowohl der Anorthosit-Gesteine wie
der aus denselben isolierten Plagioklase bestätigt.
Bei den Typus I angehörigen Mischkrystallen wird
immer etwas von der leicht schmelzbaren Komponente, b,
in den sich ausscheidenden wie auch in den während der
Differentiation sich konzentrierenden Mischkrystali-Bestand
teil aufgenommen; je weiter die Differentiation vorwärts
schreitet, desto mehr wird die b-Menge vermindert; etwas b
muss aber immer bei der Konzentration mit a Folge leisten, und es wäre eine theoretische Unmöglichkeit, ein Gestein ausschliesslich aus a, ohne irgend welche Beimengung von
b, zu erhalten. Auch dies wird durch die Untersuchung
der Peridotite und der Anorthosite bestätigt: der Olivin der
Peridotite scheint nie mehr als etwa 15 oder höchstens 20 Teile Mg2Si04 auf 1 Teil Fe2Si04 zu enthalten; und
der am meisten basische Plagioklas der Anorthosite ent
hält, den bisherigen Analysen zufolge, immer noch ein
wenig Ab; basische Bytownite kommen vor, aber nicht
Ab-freie Anorthite.
Wenn in einem Magma sehr beträchtliche Mengen von
An nebst etwas Ab und ein ganz wenig Or fortgeführt
16
werden, wird sich in das restierende Magma der Inhalt von
freier Kieselsäure, von Or, nicht ganz so stark von Ab,
ferner von clen Fe-Mg-Silikaten, u. s. w. konzentrieren. In
dem Rest-Magma findet eine Reihe neuer Differentiations
vorgänge statt, und es mag eine ganze Suite von Teilmagmen resultieren. Unter anderem müssen hierdurch
Teilmagmen entstehen, welche sich dem Eutektikum Or :
Ab + An nähern. Hierdurch erklärt sich, dass die grossen
Anorthosit-Eruptive unter anderem von einer Reihe Or
thoklas-Plagioklas-Gesteine - Hypersthengranit (oder Birk
remit), Adamellit, Banatit , Monzonit, Mangerit u. s. w. -
begleitet werden.
Als Resultat dieser kurzen Erörterung der Peridotite
und der Anorthosite ergibt sich, dass die Zusammensetzung
dieser Gesteine die Richtigkeit der obigen theoretischen Ent
wickelung bestätigt.
- Ich finde es nicht nötig, in diesem kurzen Referat
die vielen übrigen anchi-monomineralischen Eruptivgesteine näher zu besprechen.
Als typisches Beispiel der anchi-eutektischen Erup·
tivgesteine nehmen wir die Granite mit zugehörigen dia
schisten Gang· und Decken-Gesteinen, nämlich Quarzporphyr,
Quarzkeratophyr, Rhyolith, Dacit, Obsidian u. s. w. Diese
stehen alle dem Eutektikum Quarz : Feldspath ( Or, Ab, An,
mit wechselndem Verhältnis zwischen Or und Ab + An) sehr nahe; dazu kommen noch in vielen Fällen eine dritte
wie auch eine vierte Komponente, nämlich ein Fe,Mg- oder
Fe,Mg-Oa-Silikat und etwas Fe-Oxyd, in untergeordneter Menge gelegentlich noch mehrere Komponenten, und es
handelt sich bei diesen Gesteinen in vielen Fällen um eine
Approximation zu einem ziemlich komplexen - ternären,
17
quarternären und noch mehr zusammenge;;etzten - Eutek
tikum. Aus der Krystallisationsfolge wie auch aus der
Zusammensetzung der Grundmassen der porphyrischen
Glieder und der Zusammensetzung der Zwischenmasse
zwischen den basischen, hezw. den sauren 1) Aussonde
rungen in den Graniten darf man den Schluss ziehen, dass
das Eutektikum Quarz : .Feldspath ( Or + Ab + An) :
Fe,Mg- oder Fe,Mg-Oa-Silikat (Glimmer, Pyroxen, Amphi
hol) : Fe-Oxyd (meist Magnetit) nur durch verhältnismässig
kleine Mengen von Fe,Mg- oder Fe,Mg-Oa-Silikat und Fe
Oxyd gekennzeichnet wird.
- Um die Zusammensetzung des Eutektikums Quarz :
Feldspath ( Or + Ab + An) in den Tiefengesteinen näher
anzugeben, entnehme ich aus meiner Arbeit Silikatschmelz
lösungen, li (S. 117-125) eine Reihe Analysen (No. 1-6)
von Schriftgranit (aus Granitpegmatitgängen ), welcher dieses
Eutektikum 2) darstellt.
Analysen von Schriftgranit, o: Quarz
Feldspath-Eutektikum.
No. 1 2 3 4 i 5 -11-�--- - -- ------------;--
Si02 Al!03 CaO Xa20. K20
Summa
�- -
: 74.04 14.44-
0.33 I
2.01 9.36
100.18 '
74.47
15.13 0.72 2.01
7.06
\J9.39
_ ___!__ __ I I
I %00 73.82 i 14-.31
i 14.44!
i 0.39 0.35 ! i 2.42 2.45 9.02 8.90
100.14 99.96
1 ) In Graniten mit mehr als ca. 74-75 °/0 Si02•
1: 73.70 I! 14.11 !!
o.39 11 3.04 Ii
I,
76.8
14.2 1.7 6.1
1.5
2) Die relativ kleine Verschiebung der Zusammensetzung dieses Eutektikums durch das Vorhandensein einer dritten und einer vierten Komponente (wie Glimmer, Magnetit) werde ich in diesem Referat nicht berücksichtigen; ich verweise diesbezüglich auf eine zukünftige Darstellnng von mir.
Norsk geol. tidsskr. B. I, rgos, no. 2. 2
18
Dabei entn�hme ich aus den m derselben Arbeit zu
sammengestellten Analysen-Reihen ein Paar Analysen (No.
7 -10) von eutektischen oder beinahe eutektischen Grund·
massen verschiedener sauren Gang- und Deckengesteine.
Eutektische oder beinahe eutektische Grundmassen
Mikro· von Quarz. von ' peg· porphyren Daeit ---�L��t_i_t _ __--
Eutektlsehe oder belnahe eutektische Zwischenmassen
zwischen basischen Ausscheidungen
verschiedener Granite
No.
Si02
Al20a
F�Oa.
FeO.
MgO CaO Na20 K20. ' Glühv., H"O
Summa
7
7:3.8 1 2 .9
1.0
Sp. i 2 .2 0.7 8.4 0.4
8
74.41 13.39 ' } 3. 0 81) !}
0.5 0 i
1.38 3.27 4.1 8 1.04
99.4 101.35
10 11 1 2 1 3
7M 4 1 74.96]j 73.62 ' 73.7 0 : 74 .40 Ii ! 13.51.
2.2 51} 0 . 0 1! 1.19: 1.40: 5 .31 1.34
13.37 , , 1 4 .28' 1.80 : '\
'J 'I Sp. : , 0. 62 1 1 II 2.70 1 1 4.1 4 ' 1.52
0.35
0.06 1. 66 3.34 7.04 0.2 1
14.44 i 1 3.91 0 .4 3 •} 1.39
1. 49. Sp. '
t.osi 4. 2 1 4.4 3 I 0.61
0 .2 8 0 .61
4.65 4.3 6 0 .65
99.45 99.41 100.5 6 1 0 0.39 100.25
No. 7 nach TEALL: No. 8 nach LAsPEYREs; No. 9 nach STRENG; No. 1 0 nach LAGORIO; bezüglieh Literatur siehe Silikatschmelzlösun· gen, II, 171.
No. 11. Zwischenmasse zwischen Kugeln mit 68.97 °/0 SiO"; Kunnersdorf in Schlesien. CnRUSTSCHOFF, U eher holokrystalline ma· krovariolithische Gesteine, 1894. - No. 12. Zwiscl1enmasse zwischen Kugeln mit 61..39 °/0 Si02; Petershead in Schottland; PmLLIPS, Quart. Journ. 1880. - No. 13, von Pelvoux, s. RosENBuscn, Gesteinslehre, s. 89.
Wie ich in meiner eben erwähnten Arbeit theoretisch
erörtert habe, wird die Zusammensetzung des binären
Eutektikums zweier (stabilen) Mineralien nur ziemlich wenig
von dem in den Tiefen-, Gang- und Decken-Gesteinsmagmen
herrschenden, innerhalb nicht unwesentlicher Grenzen wech-
1) -+- 0 .30 "/o MnO.
19
seinden Druck nur ganz wenig beeinflusst. Dies wird
unter anderem dadurch bestätigt, dass das eutektische
Verhältnis zwischen Quarz und Feldspath in Tiefen-, Gang
und Deckengesteinen beinahe konstant ist, nämlich ca.
26-29 Gewichtsprozent Quarz : 74-71 Gewichtsprozent
Feldspath ausmachend. Ich verweise diesbezüglich auf
die obigen Analysen No. 1-6 und No. 7-10. - Selbst
verständlich verändern sich die prozentischen Gehalte von
Si02, Al203, CaO, Na20 und K20 in dem Quarz: Feld
spath-Eutektikum je nach dem Verhältnis zwischen Or, Ab und An (Or enthält 64.72, Ab 68.68 und An 43.16 Ofo Si02).
Durch die Zusammensetzung eines sauren Magmas in
Beziehung zu den verschiedenen eutektischen Grenzen -
selbstverständlich in Verbindung mit dem Einfluss der Übersättigung u. s. w. 1) - werden die Krystallisations·
vorgänge geregelt.
Bezüglich der "granitischen" Gang- und Deckengesteine
verweise ich auf eine Übersicht in Silikatschmelzlösungen,
II, (S. 169-188):
a. In Magmen mit 60 bis etwa 72 Ofo Si02 wird die
Rest-Flüssigkeit während der anfänglichen Krystallisation
immer saurer und nähert sich nach und nach der eutekti
schen Zusammensetzung mit etwa 73-75 °/o Si02 (etwas
verschieden in den verschiedenen Fällen, namentlich von
dem Verhältnis zwischen Or : Ab : An abhängig).
b. In Gesteinen mit ca. 73-75% Si02 zeigt die
Grundmasse, bezw. Glasbasis annähernd dieselbe Zusammen
setzung wie das ganze Gestein.
1) Das magmatische· Wasser übt unzweifelhaft auch einen Einfluss auf die Krystallisationsfolge aus; ich glaube jedoch, dass dieser Einfluss im allgemeinen nicht sehr bedeutend ist. Über meine Auffassung hiervon verweise ich auf den Abschnitt S. 216-219 in Silikatschmelzlösungen, Il.
20
c. In Gesteinen mit mehr als ca. 75-76 Ofo Si02 zeigt
die Grundmasse, hezw. Glasbasis, eine kleine Ahnahme der
Si02-Menge.
Für die eugranitisch-kürnigen sauren Gesteine ist eine
Untersuchung über die Zusammensetzung der sphäroidischen
basischen, bezw. sauren Ausscheidungen in Beziehung zu
derjenigen der Zwischenmasse zwischen den Kugeln sehr
instruktiv:
a. In Gesteinen mit 60 bis etwa 70 °/o Si02 begegnet
man oftmals basischen Ausscheidungen; die Zwischenmassen,
welche aus einer späteren Verfestigung hervorgegangen sind,
zeigen eine Zunahme der Si02-Menge, aber - den bis
herigen Untersuchungen zufolge - nie mehr als bis zu
7 4-75 Ofo SiO 2• In einigen Fällen erhält man Zwischen
massen beinahe von eutektischer Zusammensetzung; siehe
die drei Analysen No. 11-13. b. In Graniten mit 70 und etwas über 70 Ofo Si02
beruht die Zusammensetzung der basischen (bezw. der
sauren) Ausscheidungen namentlich auf dem Verhältnis Or :
Ab + An, ferner auf Übersättigungs-Erscheinungen u. s. w.
c. In Graniten mit mehr als etwa 75 °/o Si02 - mit Überschuss von Quarz über die eutektische Zusammen
setzung - wären a priori nicht basische, sondern saure,
Quarz-reiche Ausscheidungen zu erwarten. In der Tat ist
eine solche auch beschrieben worden, nämlich von Town
ship Cardiff in Ontario, Canada (von F. D. ADAMS, siehe
das Referat in RosENBUSCH, Elemente der Gesteinslehre,
S. 85-86; die sauren Ausscheidungen sind "Feldspath
arme, Turmalin- und Sillimanit-führende, quarzreiche Kugeln"
mit 81.43% Si02; Prof. W. C. BR0GGER hat in öffent
lichen Vorträgen in der Gesellsch. d. Wiss. zu Kristiania
und in dem geologischen Verein eben da ein entsprechendes
Gestein von Norwegen erwähnt).
21
Durch die hier in aller Kürze zusammengestellten Tat
sachen erhalten wir jedenfalls eine Vorstellung über die
Zusammensetzung des für die Krystallisationsfolge der sauren
Eruptivgesteine massgebenden Eutektikums, namentlich des
Quarz-Feldspath-Eutektikums. Bezüglich der Zusammen
setzung des Or : Ab- oder Or : Ab + An-Eutektikums ver
weise ich auf eine vorläufige Besprechung in Silikatschmelz
lösungen, li (S. 180-188) und auf einige in dieser Ab
handlung eingeflochtene Bemerkungen.
- Um den anchi-eutektischen Charakter der Granite
mit zugehörigen Gang- und Deckengesteinen erörtern zu
können, werden wir einige Analysen zusammenstellen.
Nach F. ZIRKEL (Lehrb. d. Petrographie, 1894, II, S. 251) beträgt die Durchschnittszusammensetzung etwa:
! Granit I Quarzporphyr I Rhyolith _j_ (nac�. RoTH
_)
��ach .T._�oT�l_ �ach F. ZIRKEL)_
N i " o. I
Si02 .. . . II Al20a ... . Fe203+FeO j ltlgO . . . . I CctO . . . . 1 Na20 . . . . I K20 ..... :
14
72 °/0 16 •
1.5 -0.5 -
1.5 -2.5 -6.5 -
15
74 o ; o 12-14
2-3 0.5 1.5
1} 7-9
16
75-77 °/0 12-12.5 -
1.5-2 -
0.3-0.5 -1-1.5 -
7-9-
Ferner gebe ich - nach den in RosENBUSCH, Elemente
der Gesteinskunde, und A. S. WAsHINGToN, Chemical Ana·
lyses of Igneous Rocks, 1884-1900, zusammengestellten
Gesteinsanalysen - einige Tabellen von Analysen von Gra
niten, Quarzporphyren, Quarzkeratophyren (mit Daciten),
Rhyolithen und Obsidianen; s. die Analysen No. 24-51.
Von jeder Gesteinsart nehme ich sieben Analysen, die im
grossen ganzen nach abnehmender Si02-Menge geordnet
sind, und zwar nehme ich innerhalb jeder Tabelle eine
22
Analyse von einem sehr sauren Gestein und eine oder ein
Paar Analysen von ziemlich basischen Gliedern; die in der
Mitte innerhalb jeder Tabelle stehenden Analysen repräsen
tieren die mehr verbreiteten Varietäten.
No.
Si02 ..... I Ti02 .... · 1' Al20a .... . Fe203 • • • . •
FeO . • . . .
Granit.
17 18 . 19 ! 2 0 2 1 76.1 0 I 74.40 [ 73.90 I 73.38 1 74.40 i 71.90 I 6 7.50 0,0 7 i 0.12: 0.07 l 0.0 2 I 0,3511 0,50
i . I 1 2.951 1 4.43 ! 13.6 5j 13.67 1 3.91 1 14.12 1 6.08 0.6 5 ! 0.22 ! 0.2 8 i 0.30 } 1.39 i 1.20 } 5.26 o.0 9 o.89 i o.42 - I o.86
I MnO . . . . . Sp. Sp. Sp. 1 Sp. 1 0.05 .MgO ..... I 0.1 4 0.07 0.14 i 0.0 9, 0 .281 0.33 0.95 CaO • . • . • I 0.12 0.58 0.2al 1.18 0.6 11 1.13 1.65 N�O .... · I 2.36 1.76 2.53: 2,99 4.6 51 4.52 3.22 . I K20 . .. . 'I 6.5� 6.56 t 7.9: i 6.47 4.361 4.81 5.78 P205 • • • • • 0.02 1 0.22l O.Oa 1 0.171 - 1 0.11 -H20 . . . . . . i 0.6 51 1.07 0.51 I . I 0.65 1 0.60 -- -- Summa �--W.65 iioo-::'36 199.75 I !!9.33 !-1oo.251 100.35 toi�t-4
Quarzporphyr. No. -- 242) I 25 I 2 6 I 27 2 8 j 2 9 I 30
Si�2 .. . . ·I 79.7511 �5.78 1 74.� I 74.5� I 73.85 1' 72.38 69.03 Ti09 .....
I 0.15 ·I 0.1 0
A�Oa . . . . . 1 0.4 7 1 1 2.1 6 i 12.60! 13.56 l 1 3.15 1 4.71 15.82 Fe203• • • • • 0.64 1 1.77 11 1.53 0.34 1 3.2 7 1.09 4.1 8 FeO . . . . . 0.92l 0.51 0.8.'3 1.16 i 0.36 0.82 MnO . . . • .
I Sp. 1 - I 0.09 Sp. Sp.
MgO . . . . • I 0.13 I 0.2 51 0.17 0.38 i 0.32 0.70 0.85 CaO . . . . • j 0.15 1 0.79 1 0.79 0.4 7j 0.82 0.67 0.79 Na20 • . . . • I 1..'36 i 1.16j 2.54 2.4 51 2.2 9 4.28 2.95 K20 . . . . -� 6.0 1 � 6.2 8 i_· 4.83! 6.14 ! 5.42 1 4.15 5.66 P205 • • • • • Sp.
I - I • I - I 0.0 6 '
I -
!!20. �-·-·��I- t.391 __ t.o 81_� J� I_o.92 � Summa i 10 0.37 1 1 0 0.0 9! 99.17 1 1 00.79: 10 0.34: 99.82 \ 100.17
1) + 0.21 °/o co2, 0.0-P!o BaO. 2) + 0.06°/o BaO.
23
Quarzkeratophyr (No. 34, 37 Dacit).
No. 31 8i02 . . . . . 78.77 75.98 . 7 5.46 Ti02 • • • • • 0.3 2 Al20a . . . .. · 1 2.4 4 ' 14.1 4 1 3.1 8 Fe.20a . . . . . i 0 . 95 FeO ...... :
J-InO ..... : .'rigO . .. . . I 0.0 2 CaO . .... : 0.5 3 Na20 ... .. / 6. 79: K20 . . . . . 0.2 4
0,14 I
0.92 Sp. 0.14. 0 . 3 4 4.2 2 3. 64 '
0 . 91. - ; - i i
0.10 i 0.95: 6.88. !.09 I
I 341 35 I 362)
74.51 1 72.39 I 0.0
I 70.9� I 1
0 . 2o i 1483' 14 .42· 1 3.84 / 1.09 1 0 .5 6 3.2 1 / Sp.: 0.0 i 0.471
I 0.81 i
4.381 2.7 2 i
0.30 0.01 1.85 0.85 5.93 1.2 3 I
0.78 1 0.12 0,20 I
1 . 2 6 6. 27 1 .57
Po - s i 0 081
3 7
69.4:4
1 5.21 1.74 0 . 56
0.93 1.99 5.1 1 4.53
2 5 • • • • • p. I I • I
H29_:_�_:_'__' _· :_0.26 !_�:�i __ 0 .93 1_ 0.92 �������
Summa I 100.00 I 100.53! 99.50 I 99.99 i 98. 6 7 , 100.09 / 100.28
Rhyolith (Liparit).
No. 3 8 39 : 403) 4 1 l 42 I 43 I 44
Si02 . • . • . I 81 . 0 8 75.2 0 I 74 .60 i 74.4 5 i 74 .17 ! 7 3.87 1 7 0.00 T·o 1 - I o.t6' : -\ I 2 . • • • • I
A�Oa . ... . ! 1 1 .45 12 . 96 i 1 3. 4 1 1 4 .721 13.24 l 1 5.00 I 14.17 Fe.203 ..... i 0 . 37 : 1.28 i I 1 .3 0 i FeO . . . . . . 1 0 . 21 0. 2 7 : 0.3 0 0 5 6 1 3.24 1 3.25 MnO ..... : o.o31 o.oo 0.28 MyO . • . • • ! Sp. 0 . 12l 0.26 0 . 3 7 ! 0.32 0.19 0 . 5 0 CaO ..... i 0.46 0.2 9 � 1.08 0.83 i 1.46 1.4 6 1.63 Sa20 . .... i 2.3 0 2.0 2 i 3 .38 3.9 7 \ 1.87 3.02 2 .1 4 K20 . . . . . . ! 3.64 1 8.38 1 4.50 • 4.53 1 5.38 4.33 5.27 P205 ..... i - : Sp. i 0.0 3 ; 0.0 1 ! - "I H20 . . . . . . l 0.60 : 0.58 i 0.85 ) 0.66 1 1.0 5 I 0.66 1 1.30 -��ma ' 99.74 : 1 0 0.22 ! 100. 02 itoo.38 i 100.73 1 99 . 83 98.26
1) + 0.1 1 °/0 S. 2) + 0.79 C02. 3) + O.U BaO.
24
Obsidian.
No�-
45 __ ! __ 46 : 47 [ 48 � 9_1_5�-� _ �� Si02 .-
���
-�-
76.;�r--- -- -
--; 4.01r-��7�--;;1�14 Ti02 . . . . . i -I 0.24 I I 0.48 Al203 . . . .. I 1 3.17[ 12.65 1 2.95 1 1 3.79 i 12.98 Fe203 • • • • • 1 0.3 41 1.01 2.58 - I 1.01 I 3.35 FeO. . . . . [ 0.73 ] 0.62 1.42 [ I JfnO . .. . . I 0.10 I Sp. Sp. j ' JfgO ..... I 0. 19 i 0.01 0.14 0. 20 i 0.48 j 0.65 [ 0.34 CaO ..... i 0.4 2 1 1.00 0.78 1.22 1 1.00 j 2.07 1 1.10 Na20 ... . . i 4.31 \ 4.00
. 3.90 3.87[ 5.3 4 I 4.9 3 1 4.97
K20 . .. .. il. 4.46 I 4.62 i 4.0 2 4.57 I 4.65 1 4.3 3 . 3.84 I ' I : I i P205 . . . . . - I 0.27 ; 0.0 ' ' 0.0 1 I -
H20 ... . . . I 0.3 3 i 0.73 i 0.62 i . 0.24 i 0.2 9 i 1.10 i 0.82 --
Summ;-1 100.25 1' 100.42 [--99.91 � --99.70 I too.461too.48 j-9 9.o2-
Granit. No. 17 von Felch Mount. Michigan. No. 18 und 19 Current Creek Cannon, Pike's Peak, Co!. No. 20 Adadle, Somali, Ost-Afrika. No. 21 Pelvoux, Dauphine. No. 22 Mount Ascutney, Vermont. No. 23 Durhach, Schwarzwald. - No. 17-23, siehe WASHINGT. S. 1 2 4, 12 4, 142, 172, RosENB. 78, WAsH. 1 44, Ros. 79.
Quarzporphyr. No. 24 Blo" ing Rock, North Carolina. No. 25 Le ichtersherg, Odenwald (einsprenglingsreich, mikrofelsitisch). No. 26 Käserngrat, Windgällen, Schweiz. No. 27 Äpfelskopf, Odenwald (einsprenglingsarm, mikrofelsitisch). No. 28 Monterey, Pennsylv. No. 29 Castle Mount., Montana. No. 30 Schönherg, Schwarzwald. -No. 24-30, WAsn. 1 34, Ros. 25 6, WAsH. 134, Ros. 25 6, WAsn. 126, 148, Ros. 25 6.
Qua1·zkeratophyr (No. 34, 37 Dacit). No. 31 Navigation Creek, Victoria. No. 32 Hof, Fichtelgebirge. No. 3 3 Berkeley, Californien (N atronliparit, sphärolitisch). No. 34 Echo Peak, Y ellowstone Park (Dacitporphyrit). No. 35 Noyang, Omeo, Australien. No. 36. Mühlental, Harz. No. 37 Porohbo, Sumatra (Dacit). - No. 31 - 37, Ros. 271, 271, 271, W Asn. 130, Ros. 271, 271, 2 9 9.
Rhyolith. No. 38 Berufjordskar, lsland. No. 39 Silvercliff, Co!. 1'\o. 40 Clipper Mine, Californien. No. 41 Leadville, Col. No. 42 Hlinik, Ungarn. No. 4 3 Sidi Zerror, Algier. No. 44 Pustiehrad, Ungarn. - No. 38-<14 WAsH. 126, Ros. 255, WAsH. 13 2, Ros. 255, 255, W ASH. 1 34, Ros. 255.
25
Obsidian. No. 45 Obsidian Hili, Fewan Mount., New Mexico. No. Mi. Cello de las Navajos, Mexico. No. 47 Obsidian Cliff, Yellow· stone. No. 48 Forgia Vecchia, Lipari. No. 49 Cleark Lake, Cali· fornien. No. 50 Cerro del Quinchc, Ecuador. No. 51 Raudhfossa· fjöll, Island. - No. 45-51, WAsH. 148, 150, 148, 152, 150, 154, 154.
Ferner habe ich die in Part I von WASHINGTONS oben erwähntem Sammelwerk zusammengestellten Gesteinsana
lysen nach Si02-Prozent rubriciert und bekomme dadurch die Tabelle:
Anza�l Eruptivgesteine I mit Si02-Gehalt
2 83-84 °/0
1 82-83 ("not fresh")
2 81-82
3 80-81 (plus 1 Gneisen)
5 79-80 .
4 78-79
21 77-78 .
37 76-77
41 75-76
44 74-75 .
43 73-74
57 72-73
45 71-72 .
34 70-71
44 69-70
48 68-69 .
47 67-68 .
45 66-67
50 65-66 .
Bei der Beurteilung dieser Tabelle muss bedacht werden, dass sehr viele Analysen sich auf relativ schmale Gänge und dünne Decken beziehen, wäht·end man sich andrerseits von den kolossalen Granitfeldern in der Regel nur mit einer einzelnen Analyse pr. Feld begnügt hat; bei vielen Unter-
26
suchungen ist überhaupt der Granit nicht analysiert Worden, dagegen nur die Gänge oder Decken, oder besondere Facies der Granite. - In der Tat führt die Mehrzahl der Granite zwischen etwa 68 und 74% Si02•
Wenn man die Verbreitung der Emptivgesteine der ganzen Erdkruste in Kubikmass (z. B. Kubikkilom.) nach Si02-Prozent darstellen will, erhält man annähernd das
beistehende Bild (Fig 4). Fig. 4.
Graphische Darstellung zur Erleuchtung der Kubik-Verbreitung der Eruptivgesteine (Si02-Prozent an der Abscisse; Kubikmass an der
Ordinate).
Emptivgesteine mit mehr als 80 Ofo Si02 kommen vor (s. z. B. die Analyse No. 38), spielen aber in Bezug auf Quantität eine ganz untergeordnete Rolle;
auch sind Gesteine mit 78-80% Si02 nm ganz wenig verbreitet;
Gesteine mit 76-78% Si02 treten etwas reichlicher auf;
dann kommt eine markierte Klimax, durch etwa 68-
75 OJo Si02 bezeichnet;
27
die Gesteine mit noch weniger Si02 scheinen etwas .weniger verb1·eitet zu sein.
- ·Ein Vergleich zwischen den das Eutektikum repräsentierenden Analysen, No. 1-13, einerseits, und andrerseits den Durchschnittsanalysen von Granit, Quarzporphyr und Rhyolith, No. 14-16, und den Einzel-Analysen von Granit, Quarzporphyr, Quarzkeratophyr, Rhyolith, Dacit und Obsidian, No. 17-51, ergibt:
dass die "granitischen" Eruptivgesteine dem Eutektikum ganz nahe stehen;
in den sauren Extremen begegnen wir einem Überschuss, über das Eutektikum, namentlich von Quarz;
und in den relativ basischen hierhergehörigen Gesteinen begegnen wir einem Überschuss, namentlich von Fe,Mg
oder Fe,Mg- Oa-Silikat und von Feldspäthen. Die Granite, Quarzporphyre, Quarzkeratophyre, Rhyo
lithe u. s. w. mit etwa 73-75% Si02 (bei den Ab-reichen Gliedern mit etwas höherer, bei den An-reichen mit etwas niedrigerer Si02-Menge), wie beispielsweise No. 18-21,
26-28, 32-34, 40-43 und 46-49, enthalten mehr als 90 %, in vielen Fällen selbst mehr als 95 % Eutektikum, neben nur einigen Prozenten "M ineral im Überschuss".
Die sauren Extreme zeigen im grossen ganzen gerechnet bei steigender Si02-Menge eine Abnahme namentlich von MgO (::�: von Fe,Mg-Silikat) wie auch von OaO (:>: von An--Komponente in den Feldspäthen); sie bestehen hauptsächlich aus· Quarz : Or + Ab + An-Eutektikum mit einem t"berschuss von Quarz, daher hier die frühzeitige Kry
stallisation von Quarz. Der Überschuss von Quarz beträgt doch meist nur 10-15 %, selten so viel wie 20-25 Ofo
und nur ganz ausnahmsweise so viel wie 30 °/o oder etwas darüber.
28
Die basischen Glieder der "granitischen" Gestein!:' zeigen andrerseits im grossen ganzen gerechnet bei ab
nehmender Si02 -Menge eine Zunahme namentlich von
JfgO und OaO (a: von Fe,Mg- oder Fe,Mg-Ca-Silikat und von An-Komponente), - daher die frühzeitige Krystallisation von Glimmer, Pyroxen, Amphibol und das Auftreten von einigermassen An-reichen Plagioklasen.
Bei 70% Si02 in diesen Gesteinen führen dieselben meist ungefähr 90% Eutektikum neben 10% Mineral im Überschuss (Glimmer u. s. w. samt Feldspath); und selbst bei 66% Si02 in dem Gestein begegnen wir noch meist mindestens etwa 70 % Eutektikum.
Bei noch niedrigerem Si02 -Prozent bewegen wir uns auf dem Übergangsgebiet zu Quarzsyenit, Quarzdiorit, Quarzgabbro u. s. w., mit zugehörigen Gang- und Deckengesteinen; hiermit werde ich mich bei dieser Gelegenheit jedoch nicht näher beschäftigen.
- Die "granitischen" Gesteine bilden den sauren anchieutektischen Pol von Differentialionsvorgängen in Stammmagmen von meht· basischem Charakter. Diese Stammmagmen kennzeichnen sich durch niedrigere Gehalte von
Si02, meist auch von K20 + Na20 in Summa, dagegen andrerseits durch höhere Gehalte namentlich von Fe2 03,
FeO, MgO und CaO.
In der einen Richtung konzentrieren sich namentlich die Fe-Oxyde, Fe,Mg- und Fe,Mg-Ca-Silikate und die AnKomponente der Feldspähe; in der anderen, nach dem QuarzFeldspath-Eutektikum gehenden Richtung dagegen namentlich die freie Kieselsäure und die Or- und Ab-Komponenten der Feldspäthe.
In den meisten Fällen ist dies Eutektikum nicht voll
ständig erreicht oder genau erreicht worden; in anderen, aber mehr seltenen Fällen dagegen ist das Eutektikum,
29
durch Konzentration von ft-eier Kieselsäure, etwas überschritten worden. Es zeigt sich aber, dass Gesteine mit einem nennenswerten Überschuss von Quarz, über das Quarz-Feldspath-Eutektikum, sehr wenig verbreitet sind.
Im kleinen Maasstabe kann man den zu dem sauren, anchi-eutektischen Quarz-Feldspath-Pol gehenden Differentialionsprozess bei den gemischten Gängen, mit sauren Mittelpartien und basischen Sahlbändern, verfolgen. In
Gängen von einer Durchschnitts-Zusammensetzung wie etwa 60-65 Ofo Si02 begegnen wir nämlich nach der Mitte zu einer mehr oder minde1· ausgeprägten Annäherung zu dem Quarz : Feldspath- (oder. Quarz : Feldspath : Mg,Fe-Silikat-)
Eutektikum; beispielsweise führen verschiedene GangMitten, welche von basischen SahTbändern (mit bezw. 51.05,
63.25, 46.54 und 55.79 Ofo Si02) begrenzt sind, 67.70, 68.60,
71.51, 72.37-75.31% Si02 (s. RosENBuscH, Elemente der Gesteinslehre, S. 91, 108, 201 und 266).
- Die Magmen der Granite mit zugehörigen Gangund Deckengesteinen bilden das End pl'Odukt eines sehr
weit vorgeschrittenen Differentialionsprozesses; sie dürften somit erst in einem ziemlich späten Stadium der in den Magmabassins stattgefundenen Differentiation entstanden
sein. Hierdurch mag erklärt werden, dass die "granitischen" Gesteine im allgemeinen der letzten Stufe oder einer der letzten Stufen der Eruptionsepochen angehören. Wir kommen auf diese Weise zu der Diskussion des von BR0GGER
aufgestellten Satzes von dem Parallelismus der Eruptionsfolge mit der Krystallisations- und der Differentialionsfolge; auf dies Thema gehen wir aber hier nicht näher ein.
Eine bedeutende Anzahl von Eruptivgesteinen bestehen .zum wesentlichen Teil aus Feldspäthen, welche sich stark <lern eutektischen Or: Ab+ An-Verhältnis nähern oder
30
damit identisch sind. Ausser dieser anchi-eutektischen oder eutektischen Feldspath-Mischung führen e1mge dieser Gesteine namentlich Quarz, andere namentlich verschiedene Fe,JJ!g- oder Fe,Mg-Oa-Silikate, u. s. w.
Als Beispiel dieser Gesteine nehmen wir den von
BR0GGER beschriebenen Larvikit, der überwiegend au:'i Kryp!operthit (BR0GGER) = Anorthoklas (RosENBUSCH) besteht, und der daneben verschiedene Fe,Mg- oder Fe,Mg
Oa-Silikate (Pyroxen, Biotit, Hornblende, Olivin) samt etwas Eisenerz, Apatit u. s. w. führt. Der Kryptoperthit ist eine an der eutektischen Grenze auskrystallisierte, mikroskopi· sehe, bezw. submikroskopische eutektische Mischung von den Mischkrystallen Or + Ab, An und Ab + An, Or; hierüber verweise ich auf eine vorläufige Eriirterung in Silikat
schmelzlösungen, li, S. 184-185 und auf eine mehr eingehende Darstellung in einer zukünftigen Arbeit von mir; s. auch S. 8-9 oben.
Auch die Adamellite, Banatite, Monzonite, ferner Birkremit, Mangerit, dann auch Pulaskit, Tünsbergit und mehrere andere Tiefengesteine, und unter den Deckengesteinen unter andern viele Obsidiane u. s. w., führen die
Feldspäthe annähernd in dem eutektischen Or : Ab + An-::
Verhältnis. Die sauren Extreme dieser Gesteine nähern sich mehr oder minder stark dem etwas komplex zusam· mengesetzten Quarz : Or : Ab + An-Eutektikum.
Die meisten Gabbros und Diorite mit zugehörigen diaschisten Gang- und Deckengesteinen sind ebenfalls anchieutektischer Natur, indem sie der eutektischen Mischung
An + Ab + Or : Fe,Mg- oder Fe,Mg-Ca-Silikat ziemlich nahe stehen.
Das Studium dieses Eutektikums wird aus mehreren Gründen erschwert:
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die verschiedenen Glieder in dem Eutektikum, nämlich die Feldspäthe wie auch die Fe,Mg- oder Fe,Mg-Oa-Sili
kate, sind Mischkrystalle; es treten häufig mehrere Fe, Mg- oder Fe,JYig- Ca-Sili
kate auf; zwei oder noch mehrere Lösungskomponenten haben
häufig einen gemeinschaftlichen Ion; die physikalisch-chemische Beziehung zwischen den
Pyroxenen einerseits und den Amphibolen andrerseits ist noch nicht festgestellt; es scheint, dass die Pyroxene die metastabile, die Amphibole dagegen die stabile Form der betreffenden Metasilikate repräsentieren;
ferner ist auch auf die Beimischung von Eisenerzen (Titaneisenerzen) u. s. w. Rücksicht zu nehmen.
- Auch viele andere Eruptivgesteine sind von anchieutektischer Zusammensetzung.
Die Mehrzahl der meist verbreiteten Eruptivgesteine sind entweder von
anchi-monomineralischem oder von anchi·eutektischem Charakter;
und zwar spielen die letzteren quantitativ gerechnet die wichtigste Rolle.
Dabei gibt es, besonders innerhalb der Gang- und Deckengesteine, aber auch innerhalb der Tiefengesteine, eine Reihe intermediäre Glieder.
In der beistehenden Fig. 5 versuche ich die Eruptivgesteine - nach Verbreitung in Kubikmass und nicht nach Anzahl Typen - in Bezug auf das Verhältnis zwischen _
Eutektikum und "Mineral im Überschuss", (über das Eu--tektikum) graphisch zu erleuchten. Auf der Abscisse ist
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das prozentische Verhältnis zwischen der Menge des Eutektikums und deijenigen von "Mineral im Überschuss" abgesetzt; und die Ordinate sollte die Verbreitung in Kubikmass der verschiedenen Gesteine angeben.
100 °1o Eutek.
0°!o M. i. U. 1) Anchi-eutek
tische Gesteine.
Fig. 5.
0 °1o Eutek.
100 o : o Min. i. U.
Anchi-monommeral. Gesteine.
Ich fühle mich davon überzeugt, dass dieses Bild im
wesentlichen korrekt ist; die Einzelheiten in Bezug auf den V er lauf der Kurve bedürfen aber selbstverständlich viele zukünftige Korrektionen.
Die Krystallisationsvorgänge m den Eruptivmagmen erklären sich durch die physikalisch-chemische Lösungstheorie. Ferner erhellen sich hierdurch auch die Differen-
1) M. i U. = Mineral im Überschuss.
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tiationsvorgänge, obwohl freilich der physikalisch-chemische Aktor, auf dem die Differentiation beruht, bisher nicht festgesteilt ist.
Trotz dieses grossen Mangels sehen wir, dass das Studium des Eutektikums von fundamentaler Bedeutung für das Differentiations-Resultat, also für die Zusammensetzung der Eruptivgesteine ist.
Die bisherigen V ersuche, wie diejenigen von LoEWINSON
LESSING, von ÜsANN und von CRoss-IDDINGs-PmssoN
\V ASHINGTON, einer chemischen Klassifikation der Eruptivgesteine sind "künstlicher" Natur. Eine "natürliche" Klassifikation wird man zukünftig durch die physikalischchemische Arbeitsmethode erhalten, indem man das Hauptgewicht auf Mischkrystali-Kombinationen und namentlich auf die Eutektika der wichtigsten gesteinsbildenden Mineralien legt.
