Allgemeines

Plattentektonik: älterer Ozeanboden liegt tiefer (dichter, da mehr abgekühlt), drei Arten von Gebirgen (Platten schieben sich aufeinander wie im Himalaya, Graben sackt ab wie im Schwarzwald und Ostafrika und Subduktionszone wie in den Anden), Schelf ist der Meeresboden von 0 m bis 180 m Tiefe, Ozeankrusten subduzieren steiler, je älter, Umwandlung von Basalt in Eklogit erfolgt ab 35 km Subduktionstiefe

  • Plattentektonik ist das Ergebnis von: dem inhomogenen Wärmestrom

  • Plattentektonik ist möglich, solange:
    die Asthenosphäre existiert (die man von beiden Seiten durchdringen kann)

  • maximale Driftraten heute: 17 cm/a

  • Spreizungsraten maximal: am Rotationsäquator

  • Eklogitisierung: ab 35 km Tiefe

  • Magmenbildung: 34 km3/a

  • breite Schelfe gibt es nicht an Subduktionszonen

  • korreliert die Wassertiefe mit dem Alter des Ozeanbodens: ja

Kontinentale Divergenzränder

Bildung von Grabensystemen: Antrieb ist eine Mantelaufwölbung im Scheitelbereich einer Mantel-Konvektionszelle

zwei Arten von Scherungen: reine Scherung (Auseinanderziehen wie ein Kaugummi, benötigt viel Temperatur aus dem Mantel, damit die Kruste duktil ist) und einfache Scherung (Seitwärtsverschiebung, tiefer Bruch in der Kruste)

Spreizungsäste: haben oft einen 120°-Winkel

Rift-Gebiete: zum Beispiel Ostafrika, Jordan-Graben und Oberrhein, typisch sind Vulkane (Kilimandscharo), viele Seen (Totes Meer)

Ozeanische Divergenzränder

Magmenbildung: partielle Aufschmelzung von Mantelgestein, zwei Ursachen (Druckentlastung und Injektion von Wasser)

slab pull/ridge push: Antrieb bei ozeanischen Divergenzrändern einmal durch Gefälle durch mittelozeanischen Rücken (ridge push) und andererseits durch Subduktion am anderen Rand (slab pull)

Rotes Meer: Spreizungsraten von 1,0 cm/a bis 1,5 cm/a

Auf bau der ozeanischen Kruste: kein explosiver Vulkanismus, da der Wasserdruck zu hoch ist (10 m Wassertiefe entsprechen 1 bar Druck), daher Kissenbasalt mit Abschreckungskruste und darunter Gabbro (in der Tiefe erstarrtes basaltisches Magma)

Schwarze Raucher: Wasser dringt in Spalten ein, die Erhitzung führt zu überkritischem Wasser (Temperatur größer als 600 °C), was sehr aggressiv ist und viele Mineralien löst, aufgrund der geringen Dichte steigt das überkritische Wasser wieder auf und Sulfide fallen bei Kontakt mit Meerwasser aus

Passive Kontinentalränder

Sedimentkeile: Ablagerungen an Küsten durch Flüsse, Entstehung von Canyons (submarine Täler, in denen Sedimente unter Wasser weitertransportiert werden), Rutschungen können große Tsunamis verursachen

Intraplatten-Magmatismus

Entstehung von „Heißen Punkten“ (Plumes): kaltes Subduktionsmaterial sinkt durch die Grenze von oberem und unterem Erdmantel (Diskontinuität in der Tiefe von 670 km) bis an die Kern-Mantel-Grenze (Tiefe von 3000 km), wird dort erwärmt und steigt wieder auf, durch Druckentlastung kommt es zur Bildung von Magmen, z. B. Hawaii, Island

Zusammenhang zwischen der Hotspot-Aktivität und dem Paläoklima: durch mehr \ce{CO2}-Entgasung steigen die Temperatur und der Meeresspiegel, es gibt auch einen Zusammenhang mit dem Erdmagnetfeld

Spur von Hotspots: Platten bewegen sich über dem Hotspot hinweg, dieser hinterlässt so eine Spur, z. B. Hawaii und Midway-Inseln, Island

Seamounts: alte Vulkane, die aufgrund eines Hotspots entstanden sind, sich aber wegen der Plattentektonik wegbewegt haben, Berg wird abgetragen (Darwins Prinzip der Entstehung von Atollen), auch an Land möglich (z. B. Yellowstone-Hotspot)

Konvergenzränder

Ozean-Ozean-Konvergenz: ältere, kältere Kruste sinkt, steiler Abstieg

Ozean-Kontinent-Konvergenz: Konvergenz unter Kontinentsplitter (Japan) oder Konvergenz unter kontinentaler Kruste (Anden), gestufte Subduktionszonen, breitet sich an Diskontinuität aus

Konvergenzzonen-Magmatismus: Ursache ist injiziertes Wasser, das sich in der heißen Asthenosphäre löst, dadurch erhält man höher differenzierte Magmen, von denen es aber nur 10 % an die Oberfläche schaffen, daraus ist hauptsächlich die kontinentale Kruste entstanden, notwendig ist dafür steile Subduktion (Low-Stress-Subduktion), damit das Wasser die Asthenosphäre erreicht (bei flacher Subduktion (High-Stress-Subduktion) verschwindet das Wasser schon vorher), bei der Austreibung des Wassers wird das Basalt der ozeanischen Kruste in Eklogit umgewandelt (Eklogitisierung)

Kontinent in Konvergenzzonen: der konvergente Plattenrand wird bei der Bildung von Magmen duktiler, dadurch kann der Kontinent zusammengepresst werden und hohe Gebirge können entstehen (z. B. Anden), dazwischen Hochplateaus

Anwachskeile: in Tiefseerinnen wird dort viel Sediment eingetragen, wo ein Gebirge und feuchtes Klima ist, dadurch entstehen Anwachskeile oder auch Akkretionskeile (akkretionäre Subduktionszonen im Gegensatz zu erosiven Subduktionszonen)

Seamounts: werden in Subduktionszonen zerlegt und erzeugen Buchten in der Küste

  • Ursache der Magmenbildung an konvergenten Plattenrändern:
    Injektion von Wasser

  • Magmen von Konvergenzrändern sind: wasserhaltig

  • Konvergenzzonen-Magmatismus ist die Folge von: steiler Subduktion

  • Ursachen der Kontinente: nur Konvergenzzonen-Magmatismus

  • Akkretionskeile entstehen: im humiden Klima

Seitenverschiebungsränder

Seitenverschiebungsränder: z. B. San-Andreas-Verwerfung, mittelozeanische Rücken und Totes Meer, entstehen wegen Kugelkalotten, tiefe Löcher können entstehen bei nicht-geraden Plattengrenzen (z. B. Totes Meer, Himalaya)

Terrancollage

Terrancollage: z. B. Alaska, Akkretion von verschiedenen Kontinentalsplittern durch Seitenverschiebung

Kollisionszonen

Entstehung von Kontinentaldrifts: Back-Arc-Spreizung, Antrieb ist ein Winkelstrom

Wilson-Zyklus: Periode von 100 Ma bis 200 Ma, Spreizung eines Kontinents, Entstehung eines Ozeans, irgendwann konvergieren die Platten wieder und der Ozean verschwindet (z. B. vor dem Atlantik gab es einen Vorläufer-Atlantik), Suturzone ist die Nahtstelle, wo früher der Ozean war, Ophiolithe sind Späne von ozeanischer Kruste in Gebirgen

Kollision: bei der Kollision kommt es zu Krustenstapelung, z. B. im Himalaya (Stapelung von Krustenspänen, i. A. keine Faltung), das Tibet-Plateau hat zu einer Temperaturminderung seit 20 Ma geführt (Gebirge in Äquatornähe sind \ce{CO2}-Verbraucher)

Lithosphärenkeile: Entstehung durch Subduktion, die erhöhte Krustendicke von 70 km wird innerhalb von 150 Ma wieder auf die Durchschnittsdicke von 40 km abgetragen

  • in Gebirgen wird die Lage des verschwundenen Ozeans markiert durch:
    Ophiolithe

  • Krustendicke unter Gebirgen: 70 km

  • typische Krustenstruktur in Gebirgen: Lithosphärenkeil

Magmatische Tiefengesteine

Auf bau der ozeanischen Kruste: ganz unten ist der lithosphärische Mantel, darüber Gabbro-Stockwerk (in der Tiefe erstarrtes, basaltisches Magma), darüber Gang-in-Gang-Stockwerk, darüber Kissenbasalt-Stockwerk und ganz oben Sedimente

Rhyolith, Granit: Tiefengesteine (auch Plutonite), im Gegensatz zu Basalt und Gabbro höher chemisch und magamatisch differenziert, Entstehung von Granit in Konvergenzzonen oder in Kollisionszonen (bei der Stapelung von wasserhaltigen Krusten kommt es zur Entwässerung und zur Bildung von Kollisionszonen-Granit, z. B. im Schwarzwald)

Ganggesteine: auch Pegmatite, Seltene Erden wie Lithium etc. reichern sich in Gängen an, die durch Spreizung aufgrund von aufsteigender Magma entstehen

hydrothermale Gänge: wandparallel zonierte Kristallisation in offenen Klüften aus überhitztem (unter 407 °C) oder überkritischem (unter 650 °C) Wasser, meistens Quarzgänge, Erzlagerstätten enthalten Metalle wie Eisen und Kupfer

  • häufigstes magmatisches Tiefengestein der kontinentalen Kruste: Granit

  • häufigstes magmatisches Tiefengestein der ozeanischen Kruste: Gabbro

  • typisches Intrusionsniveau von Graniten: 10 km bis 15 km

  • granitische Tiefengesteine enthalten: keine Erzlagerstatten

  • wo konzentriert sich die Vererzung:
    im Dach des Plutons (pegmatische und hydrothermale Gänge)