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Lexikon der Geowissenschaften: Lagenintrusion

Lagenintrusion, layered intrusion, großer (einige km bis mehrere 100 km Durchmesser und bis zu 8 km mächtiger) magmatischer Körper, in dem sich die Kristallakkumulation in einer Magmakammer studieren läßt. Lagenintrusionen können sich beim Auseinanderbrechen von Kontinenten bilden (z.B. Skaergaard in Grönland, Abb. ) oder auch als Folge von Meteoriteneinschlägen (Sudbury in Kanada). Charakteristisch ist der Aufbau aus sich vielfach wiederholenden, zentimeter- bis metermächtigen Lagen aus einem oder wenigen Kumulus- und Interkumulusmineralen (Kumulatgefüge). Zu diesen gehören insbesondere Olivin, Pyroxene, Plagioklase, Chromit und Magnetit. Mit diesem rhythmischen Lagenbau (rhythmic layering) einher geht oft ein kryptischer Lagenbau (cryptic layering), erkennbar an sich monoton ändernder chemischer Zusammensetzung der Minerale innerhalb einer Lage (bei Olivinen und Pyroxenen verringert sich mit zunehmender Differenzierung das Mg/(Mg+Fe)-Verhältnis, bei Plagioklasen das Ca/(Ca+Na)-Verhältnis) und plötzlichem Wiederanstieg dieser Verhältnisse, der durch die Zufuhr von undifferenziertem Magma verursacht wird. Wenn der Nachschub frischen Magmas endet, wird das verbleibende Magma vollständig kristallisieren. Dabei kommt es nahe des Dachs der Magmakammer zu extremer Differenzierung bis zur Bildung granitoider Schmelzen aus einem tholeiitischen Ausgangsmagma. Als Ursache des Lagenbaus wurde früher gravitative Kristallisationsdifferentiation angenommen. Neuere Modelle sind komplexer und schließen In-situ-Kristallisation, durch Diffusion und durch die Reaktionskinetik bestimmte Kristallisation und deren Verzögerung in einem turbulent konvektierenden Magma ein. [HGS]


Lagenintrusionen: schematische Darstellung des Aufbaus einer Lagenintrusion am Beispiel von Skaergaard. Im Unterschied zu den großen Lagenintrusionen wie Bushveld in Südafrika wurde der kleine Skaergaard-Körper nur von einem Magmenschub gespeist. In der Layered Series ist der Lagenbau beispielhaft entwickelt: Die Kristallisation beginnt in der unteren Zone mit den Kumulusmineralen Olivin (Mg-reich) + Plagioklas (Ca-reich), es folgen nach oben hin Augit, Pigeonit und schließlich Magnetit. In der mittleren Zone verschwindet Olivin aus der Paragenese, und in der oberen Zone erscheint er als nun Fe-reiches Mineral wieder. Parallel zur Kristallisation am Boden der Magmakammer setzt auch Kristallisation entlang der kühleren Ränder (Marginal Border Group, im Aufbau von außen nach innen ähnlich dem der Layered Series) und in einem späteren Stadium vom Dach her ein (Upper Border Group). Dadurch wird lokal an der Grenze zwischen der Layered Series und "Upper Border Group" eine extrem differenzierte Restschmelze eingeschlossen (der "Sandwich"-Horizont, mit "S" markiert), aus der Ca-arme Plagioklase und sehr Fe-reiche Olivine und Klinopyroxene kristallisieren. Lagenintrusionen:
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