Bestimmung der chemischen Zusammensetzungbearbeiten

Die Zusammensetzung von magmatischen Gesteinen und Mineralien kann mit einer Vielzahl von Methoden unterschiedlicher Leichtigkeit, Kosten und Komplexität bestimmt werden. Die einfachste Methode ist die Beobachtung von Handproben mit bloßem Auge und/oder mit einer Handlinse. Dies kann verwendet werden, um die allgemeine mineralogische Zusammensetzung des Gesteins zu messen, was einen Einblick in die Zusammensetzung gibt. Eine präzisere, aber immer noch relativ kostengünstige Möglichkeit, Mineralien (und damit die chemische Zusammensetzung des Gesteins) mit einem petrographischen Mikroskop zu identifizieren. Diese Mikroskope haben Polarisationsplatten, Filter und eine konoskopische Linse, die dem Benutzer erlauben, eine Vielzahl von kristallographischen Eigenschaften zu messen. Eine andere Methode zur Bestimmung der Mineralogie ist die Verwendung der Röntgenbeugung, bei der eine pulverförmige Probe mit Röntgenstrahlen beschossen wird und das resultierende Spektrum der kristallographischen Orientierungen mit einer Reihe von Standards verglichen wird. Eine der genauesten Methoden zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung ist die Verwendung einer Elektronenmikrosonde, in der winzige Materialflecken abgetastet werden. Elektronenmikrosondenanalysen können sowohl die Massenzusammensetzung als auch die Spurenelementzusammensetzung nachweisen.

Datierungsmethodenbearbeiten

Hauptartikel: Radiometrische Datierung und Geochronologie

Die Datierung von magmatischen Gesteinen bestimmt, wann Magma zu Gestein erstarrte. Radiogene Isotope werden häufig verwendet, um das Alter von magmatischen Gesteinen zu bestimmen.

Kalium-Argon-Datierungbearbeiten

Hauptartikel: Kalium-Argon-Datierung

Bei dieser Datierungsmethode wird die Menge an 40Ar, die in einem Gestein eingeschlossen ist, mit der Menge an 40K im Gestein verglichen, um die Zeit zu berechnen, in der 40K im festen Gestein zerfallen sein muss, um alle 40Ar zu erzeugen, die sonst dort nicht vorhanden gewesen wären.

Rubidium–Strontium–Datierung

Hauptartikel: Rubidium–Strontium-Datierung

Die Rubidium-Strontium-Datierung basiert auf dem natürlichen Zerfall von 87Rb zu 87Sr und dem unterschiedlichen Verhalten dieser Elemente während der fraktionierten Kristallisation von Magma. Sowohl Sr als auch Rb kommen in den meisten Magmen vor; Wenn jedoch eine fraktionierte Kristallisation auftritt, neigt Sr dazu, sich in Plagioklas-Kristallen zu konzentrieren, während Rb länger in der Schmelze verbleibt. 87Rb zerfällt in Magma und anderswo, so dass alle 1,42 × 1011 Jahre die Hälfte der Menge in 87Sr umgewandelt wurde. Wenn man die Zerfallskonstante und die Menge an 87Rb und 87Sr in einem Gestein kennt, kann man die Zeit berechnen, die das 87Rb benötigt haben muss, bevor das Gestein seine Temperatur erreicht hat, um alle 87Sr zu produzieren, Wenn man bedenkt, dass es eine anfängliche 87Sr-Menge gab, die nicht von 87Rb im magmatischen Körper produziert wurde. Anfangswerte von 87Sr, als das Magma mit der fraktionierten Kristallisation begann, könnte geschätzt werden, indem man die Mengen von 87Rb und 87Sr von zwei magmatischen Gesteinen kennt, die zu unterschiedlichen Zeiten von demselben magmatischen Körper produziert wurden.

Andere Methodenbearbeiten

Stratigraphische Prinzipien können nützlich sein, um das relative Alter von Vulkangesteinen zu bestimmen. Die Tephrochronologie ist die häufigste Anwendung der Stratigraphie Dating auf Vulkangesteinen.

Thermobarometriemethodenbearbeiten

Siehe auch: Klinopyroxen-Thermobarometrie

In der Petrologie wird das Mineral Klinopyroxen für Temperatur- und Druckberechnungen des Magmas verwendet, das magmatisches Gestein erzeugt hat, das dieses Mineral enthält. Die Klinopyroxen-Thermobarometrie ist eines von mehreren Geothermobarometern. Zwei Dinge machen diese Methode besonders nützlich: Erstens ist Klinopyroxen ein häufiger Phänokristall in magmatischen Gesteinen, der leicht zu identifizieren ist; und zweitens impliziert die Kristallisation der Jadeitkomponente von Klinopyroxen ein Wachstum des Molvolumens, das somit ein guter Indikator für den Druck ist.

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