Serpentinite

Bandat serpentinithandstycke från norra Karpaterna, slipat på ena sidan .
övergiven serpentinitbrott Ciampono i Val di Gressoney , tidigare gruvarbete med en trådsåg

Serpentiniter är metamorfa bergarter som bildas från transformationen av ultramafiska bergarter (huvudsakligen peridotiter ) genom växelverkan med vattenhaltiga vätskor och under ökat tryck och temperatur i litosfärisk mantel eller grunt skorpedal. Dessa förutsättningar har nyligen uppfyllts speciellt på mitten av havsryggarna under metamorfos på havsbotten och avsättningarna på land idag tolkas därför mestadels som den tidigare havsbotten ( ophiolite ). Namnet på det ofta grönaktiga berget kommer från dess huvudsakliga vatteninnehållande mineralkomponenter, de serpentina mineralerna , inklusive krysotil , klinochrysotil , ortokrysotil , parachrysotile , ödla eller antigorit .

terminologi

I vardagsspråket används termen serpentin ofta för serpentinit . Detta står emellertid också för alla mineraler i den serpentina gruppen . Även om de två termerna är nära besläktade betyder de inte samma sak. Därför, när man hänvisar till berget, bör man alltid tala om serpentinit .

Petrologi

Börjar serpentinisering i en vulkanit i ett tunt avsnitt med korsade polarisatorer : tre angränsande olivinkristaller (färgade interferensfärger) korsas av vener av krysotil (grå). I den nedre delen av bilden kan man se en pyroxenkristall (gul) som delvis omger olivin och fortfarande verkar helt opåverkad.

Serpentinmineraler uppstår genom omvandling av olivin , pyroxener och amfiboler i de peridotitiska grundstenarna under vissa tryck- och temperaturförhållanden (300 till 500 ° C) och med deltagande av vattenhaltiga vätskor. Denna process är känd som serpentinisering. Ett tektoniskt scenario där serpentinisering sker är oceaniska spridningszoner (se även →  havsbottens metamorfos ).

olika texturbilder av serpentiniter (vänster ophiolithic, höger brecciated)

utbildning

Serpentiniseringen börjar inom mikroskopiska sprickor i olivinkornen i moderstenen och tunna serpentinmembran bildas av krysotilfibrer. Dessa fibrösa kristaller fortsätter att växa in i den omgivande kornstrukturen . Nätverket av kristallfibrer som bildas på detta sätt skapar håligheter som fylls igen med unga (mindre) krysotilfibrer och ödlor som bildas. Om högre temperaturer uppstår bildas också antigorit. Finkornig magnetit produceras parallellt med dessa processer. I den ytterligare sekvensen omvandlas ortopyroxen efter olivin, som börjar efter en liknande process med den första bildningen av vener i kristallaggregaten. Mineralerna clinopyroxen, anthophyllite och cummingtonite påverkas mindre av transformationsprocesserna och lider dem först vid en senare tidpunkt under bergformationen. Denna komplexa process är känd som serpentinisering och leder till differentierade silikatparageneser . Andra processer ( metasomatos ) kan leda till bildandet av nya mineraler (inklusive karbonater ) eller motsvarande medföljande bergarter (t.ex. oficalcit på grund av CO 2 -metasomatos, upp till ren magnesit- och dolomitstenar ).

Under serpentiniseringen binds stora mängder vatten (huvudsakligen i de serpentinmineralerna) i berget, och denna process antas spela en viktig roll i jordens vattencykel .

strukturera

Den struktur av serpentiniter kan vara mycket olika beroende på de tidigare bergartsbildande och tektoniska-metamorf processer. De strukturella bilderna är mycket differentierade från deponering till deponering och är kausalt kopplade till deras komplexa former av bildning. Som namnet på denna klippa grupp från den latinska härledningen avser ormen ( serpens ), är vågiga-banded texturer hänvisas till som ett ophiolithic struktur (grekiska ofiter , orm-liknande). På grund av deras ibland slående textur var serpentiniter tidigare också kända som ormstenar. Serpentinitmassor utsatta för svår tektonisk stress visar ofta en breccia-struktur .

Ofta finns det två bilder:

  • en ofiolitisk struktur som visar serpentinband eller remsor och omslutna, knutliknande inneslutningar (populärt kallas också serpentinband );
  • strukturen hos en tektonisk breccia med cementering från bland annat serpentinmineraler och / eller kalcit. Mineraler (delvis övergångsfasier till oficalcite ). Det är typiskt i millimeter till decimeter.

Färgspel

Färgerna på serpentinitstenar kan vara mycket olika. De är allmänt kända som starka gröna material i olika nyanser. Vissa av dem är vinröd till rödbrun och till och med mörkbrun. Det finns också svarta, svartgröna och graderingar upp till ljusgröna sorter. Färgspelet är särskilt stort i Zöblitz-serpentinen (Zöblitz, i Sachsenmalmbergen). I liguriska och turkiska sorter kan det hända att färgen ändras från vinrött till grönt inom enskilda fragment av breccia.

Den brecciated konsistensen kan förbättras optiskt om utrymmet mellan stenavfallet inte är fyllda med serpentinitmassor av liknande färg utan med kalcit eller andra ljusfärgade mineraler (klorit, magnesit, krysotil etc.)

Medföljande stenar

Medföljande bergarter, orsakade av mycket komplexa omvandlingar i bildandet av serpentiniter och efterföljande blandning med kontaktstenar, förekommer:

  • Kloritskiffer
  • Talk vaggar
  • Talk aktinolitstenar
  • Amfibol vaggar

Mineralsammansättning

Serpentinit tunna sektioner under
polariserande mikroskop
Okorsade polarisatorer: Maskstrukturen är endast indikerad, strängar av magnetit-xx (svart) kan ses
Korsade polarisatorer: krysotilens maskstruktur dominerar bilden
Korsade polarisatorer: Bladig antigorit i en serpentinit från den kristallina Variscan från Erbendorf / Övre Pfalz. Till höger fortfarande klorit (färgglada interferensfärger) och magnetit (svart).

Förutom de nämnda huvudmineralerna finns magnetit eller hematit ofta i betydande proportioner hos serpentiniter . När det gäller mörka serpentiniter kan magnetitinnehållet orsaka att en magnet i omedelbar närhet av berget reagerar märkbart. Om andra mineraler än de ovan nämnda och typiska för berget förekommer, är stenarna z. B. kallas granatserpentinit eller bronsit serpentinit. När det gäller serpentiniter som innehåller krysotil finns det en akut risk för asbest under bearbetningen .

Ett specifikt fenomen av serpentiniter associerade med metamorfos är uppkomsten av mineraler i sprickor. Dessa inkluderar talk, aktinolit , nefrit , amianth, andradite och olika karbonater. Vissa venformade formationer av dessa sprickmineraler representerar fysiskt-mekaniska svaga punkter i berget. Detta fenomen är av stor betydelse för bergmekaniska / tekniska geologiska överväganden och tekniska tillämpningar ( natursten ).

Ett uttömmande uttalande om den komplexa mineralkompositionen i alla serpentinitbergar kan inte ges. De olika delprocesserna i deras bildning, efterföljande transformationer och reaktioner med kontaktstenar skapar en nästan oöverskådlig mångfald av respektive mineralförening. Av denna anledning och de alternerande strukturella egenskaperna differentieras serpentiniterna efter typ. De täta gröna serpentinitstenarna från gränsområdet mellan Italien, Frankrike och Schweiz klassificeras av vissa författare som serpentiniter av alpinotyp.

De ormiga mineralerna tw. differentiera: Medan antigorit har en lövstruktur, bildar krysotil fibrer som mestadels är vinkelräta mot tidigare sprickor och sprickor i berget, från vilka serpentiniseringsreaktionerna härstammar. Resultatet är en mycket typisk maskstruktur.

Förekomst av serpentinitstenar

I grund och botten förekommer serpentiniter på jordytan i områden som tidigare utsattes för betydande tektoniska påverkan med medel till hög grad av metamorfism och höjdes från större djup. Av denna anledning finns de bara i ett relativt litet område och jämfört med sedimentära bergarter har de endast begränsad storlek. Typiska sektorer är gamla subduktionszoner längs kanterna på den kontinentala plattan samt sprickzoner och vikberg . De är också en del av havskorpan i mitten av havets åsar och plattmarginaler.

Vissa utvalda och kända händelser nämns i följande lista.

Europa

Afrika

  • Sydafrika, som en del av Barberton Greenstone Belt
  • Zimbabwe, sprickliknande förlängningar av Greenstone Belt- strukturerna
  • Etiopien, längs prekambriska formationer

Amerika och Karibien

  • Kuba längs Atlantkusten
  • Kalifornien, USA, Coast Ranges , etc. i Bay Area (som delar av ophioliter, dvs med magtigt ursprung, men i vissa fall troligen också av sedimentärt ursprung som avlagringar av så kallade serpentinit-lera vulkaner i underarmsbassängen)

Asien

  • Ryssland, flankområden i Ural, västra Sayan, Tuva
  • Indien, i regionen Rajasthan
  • Turkiet, Anatolien, representerat i den alpiska utvecklingen
  • Georgien, i Kaukasus (små häckar)
  • Taiwan

Ekonomisk användning

Barock fontän i Stockalper-palatset i Brig , serpentinit i den södra alpina zonen

De typer av natursten som representeras i internationell handel behandlas inte tillräckligt endast under posten "serpentinite". I petro mening är det också om serpentinit breccias och Ophicalcite .

Naturstenarna kombinerade under handelsnamnet ”Verde Alpi” nedan har egenskaper hos båda stengrupperna. I Aostadalen nära Châtillon extraheras sorterna Verde Issoire (Cret Blanc stenbrott) och Verde San Denis (Blavesse stenbrott). Några kilometer söderut ligger gruvplatsen för sorten Verde Issogne (Issogne Fleurant stenbrott). Alla tre visar egenskaper som motsvarar ophicalcite-typen men också en serpentinitbreccia. Inte långt från Châtillon, ovanför byn Verrayes , finns det ett mycket stort stenbrott på Aver-massivet (Becca d'Aver), där en avsevärd mängd serpentinbreccia extraheras både under jord och över marken (från och med 2007). Detta bär handelsnamnet Verde Aver . Öster om Verrayes extraherar ett annat företag serpentinitbreccia i Raffortbrottet under handelsnamnen Verde Chiesa och Verde Antico . Andra serpentinitstenar kommer från närliggande Val di Gressoney .

I Tyskland handlas serpentinstenar från Aostadalen mestadels under det allmänna namnet Verde Alpi och är sällan mer exakt differentierade. Vissa sortnamn är skyddade, andra inte.

Namnen på typer i den internationella handeln med natursten följer inte alltid uppenbara kopplingar vid första anblicken. Sorten Verde Guatemala som finns idag kommer från Indien och handlas också under sitt regionala namn (se nedan). Namnet hänvisar antagligen till en tidigare händelse i Guatemala med en liknande struktur.

Naturstennamn (urval)

Hohenstein serpentine

Vanliga natursten namn för serpentinit stenar är:

webb-länkar

Commons : Serpentinite  - samling av bilder, videor och ljudfiler

litteratur

Individuella bevis

  1. ^ W. Wimmenauer: Petrografi av magma och metamorfa stenar. (se litteratur ), s. 286-289.
  2. ↑ Roland Vinx: Välgörenhet i fältet. München 2005, ISBN 3-8274-1513-6 , s. 78.
  3. ↑ Max W. Schmidt, Stefano Poli: Experimentellt baserad vattenbudgetar för dehydratisering plattor och konsekvenser för bågen magma generation. Earth and Planetary Science Letters. Vol. 163, nr 1–4, 1998, s. 361–379, doi : 10.1016 / S0012-821X (98) 00142-3 (alternativ fulltextåtkomst: Michigan Technology University )
  4. ↑ Zheng-Xue Anser Li, Cin-Ty Aeolus Lee: Geokemisk undersökning av serpentiniserad oceanisk litosfärisk mantel i Feather River Ophiolite, Kalifornien: Konsekvenser för återvinningsgraden av vatten genom subduktion. Kemisk geologi. Vol. 235, nr 1-2, 2006, s. 161-185, doi : 10.1016 / j.chemgeo.2006.06.011
  5. ↑ WE Troger: Optisk bestämning av bergformande mineraler . 2: a upplagan. tejp 2 . Schweiziskt skägg, Stuttgart 1969, s. 610-622 .
  6. ↑ John Wakabayashi: Contrasting Settings of Serpentinite Bodies, San Francisco Bay Area, California: Derivation from the Subducting Plate vs. Mantle Hanging Wall? International Geology Review. Vol. 46, 2004, s. 1103–1118, doi: 10.2747 / 0020-6814.46.12.1103 (alternativ fulltextåtkomst: CSU Fresno ).