Mit diesem Earthcache werden wir das Phänomen der Mafic Multigranular Enclaves (MMEs) erforschen, mehr über den Prozess der Magma Mixing und Mingling erfahren und die Ergebnisse dieser Prozesse auf dem Gestein am Earthcache-Standort beobachten.

Bitte beachte, dass je nach Wasserstand im See möglicherweise ein Betreten des Wassers erforderlich ist. Es sollte jedoch flach sein und nicht tiefer als bis zum Knie

Fragen:

1. Betrachte den Stein aus allen möglichen Richtungen genau. Wie groß und welche Form haben die dunkelsten MMEs, die Du gefunden hast?

2. Wie groß und welche Form haben die hellsten MMEs, die Du gefunden hast?

3. Findest Du mehr von dunkelen oder von hellen MMEs?

4. Vergleiche die Mineralgröße zwischen den Enklaven und der Matrix des Wirtsgesteins. Welche Schlussfolgerungen kannst Du daraus ziehen?

5. Welche Beweise zeigen, dass sowohl eine Magma Mixing ls auch Magma Mingling stattgefunden hat?

Bitte beim Loggen des Caches ein Foto hochladen. Es reicht aus, dass auf dem Foto ein Gegenstand von Euch zu sehen ist, damit es klar ist, dass ihr den Earthcache besucht habt.

Quelle: Eiegene Foto

Am Ufer des Senftenberger Sees finden wir einen sehr interessanten Stein, auf dem wir interessante geologische Merkmale beobachten können. Wenn wir diesen Stein von allen Seiten betrachten, werden wir feststellen, dass er nicht einheitlich ist und wir an vielen Stellen Verfärbungen und Einschlüsse unterschiedlicher Farbintensität bemerken. Bevor wir uns diesen Stein genauer ansehen, lass uns zunächst den Gesteinstyp identifizieren und feststellen welche Strukturmerkmale für uns sichtbar sind. 

Granodiorit

Wir haben hier mit Granodiorit zu tun. Granodiorit ist ein magmatisches Tiefengestein, das eine Zusammensetzung zwischen Granit und Diorit aufweist. Es besteht hauptsächlich aus felsischen Mineralien Plagioklas-Feldspat und Quarz sowie mafischen Biotit- oder Amphibol-Mineralien. Das Verhältnis von mafischen zu felsischen Mineralien ist mehr oder weniger ausgegliechen. Diese Mineralzusammensetzung sagt uns dass das Magma vor seiner Erstarrung eine nahezu mittlere Zusammensetzung zwischen felsischen und mafischen Mineralien aufwies.

Was sind mafische mikrogranulare Einschlüsse (MMEs) und wie entstehen sie?

Wenn wir die Oberfläche unseres Steins betrachten, werden wir viele Unregelmäßigkeiten, Einschlüsse, Flecken und Verfärbungen erkennen. Diese Unregelmäßigkeiten werden mafische mikrogranulare Enklaven (MME) genannt. Mafische mikrogranulare Einschlüsse (MMEs) entstehen durch die Magmenmischung von zwei Arten von Magma.  Allerdings müssen wir hier vorsichtig sein. Der deutsche Begriff „Magmenmischung“ kann eigentlich zwei verschiedene Prozesse beschreiben, die im Englischen heißen: Magma Mingling und Magma Mixing. Wissenschaftliche Studien, die den Ursprung von Grandiorit mit signifikanten Ungleichgewichtstexturen und -merkmalen wie MMEs untersuchten, legen nahe,  dass MMEs durch beide Prozesse entstehen können: Magma Mingling und Magma Mixing.

Magma Mingling

Magma Mingling findet statt, wenn sich Magma aus zwei Magmakammern mit unterschiedlichen Arten von Magma treffen und das Magma aufgrund von Druck und anderen Faktoren von einer Magmakammer in die andere eindringt. Wobei bei Magma Mingling findet keine chemische Reaktion statt. Es findet nur physischer Kontakt statt. Das umgebende felsische Magma ist kühler im Vergleich zum mafisch eindringenden Magma. Dies führt zu einer schnellen Abkühlung des mafischen Magmas, das relativ schnell erstarrt. Dadurch weisen die Enklaven eine feinkörnige Textur und eine intensivere dunkle, fast schwarze Farbe, die für mafische Mineralien typisch ist, auf.

Quelle: Eigene Arbeit

Magma Mixing

Andererseits kommt es zu einer Magma Mixing. Wenn die beiden Magmaarten aufeinandertreffen, kann es auch dazu kommen, dass aufgrund von Temperatur und Druck beide Magmaarten anfangen, chemisch miteinander zu reagieren. Insgesamt ändert sich die chemische und mineralogische Zusammensetzung des Magmas. Wenn der Magma Mixing Vorgang vollständig abgeschlossen ist, erhalten wir eine gleichmäßige Textur des Gesteins ohne Unregelmäßigkeiten, ohne Flecken oder ohne MMEs. Allerdings kann es auch vorkommen, dass der bereits begonnene Magma-Mixingvorgang nicht zu Ende geführt wird. Dies kann in unterschiedlichem Ausmaß geschehen. Der Grad des Magma-Mixingprozesses erstreckt sich über ein Kontinuum von der Mingling bis zur vollständigen Hybridisierung. Dies hängt von den Anfangs- und Randbedingungen, den Magmaeigenschaften, den Antriebskräften und der für die Vermischung (Mixing) verfügbaren Zeit ab. Das Ergebnis dieses Prozesses kann von uns beobachtet werden. Wir werden blasse, weniger unterscheidbare Kleckse oder MMEs auf der Oberfläche des Gesteins sehen.

Quelle: Eigene Arbeit

Quellen:
Frank J. Spera, Jason S. Schmidt, Wendy A. Bohrson, Guy A. Brown, 2016, Dynamics and thermodynamics of magma mixing: Insights from a simple exploratory model, American Mineralogist, Volume 101, pages 627–643

De-zi, Wang & Lei, Xie. (2008). Magma Mingling: Evidence from Enclaves. Geological Journal of China Universities. 

A. Ersoy, M.D. Waller, 1996, Textural characterisation of rocks, Engineering Geology Volume 39, Issues 3–4, June 1995, Pages 123-136

Baxter, Sadhbh & Feely, Martin. (2003). Field and petrographic evidence for magma mixing and mingling in granitoids: examples from the Galway Granite, Connemara, Ireland.. Abstracts with Programmes, Geological Society of America,NE Section.

Qi, H.; Lu, S.; Yang, X.; Deng, J.; Zhou, Y.; Zhao, L.; Li, J.; Lee, I. The Role of Magma Mixing in Generating Granodioritic Intrusions Related to Cu–W Mineralization: A Case Study from Qiaomaishan Deposit, Eastern China. Minerals 2020, 10, 171. https://doi.org/10.3390/min10020171 

https://magma.geol.ucsb.edu/papers/AM101/AM101P0627.pdf
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0024493717303067
https://opentextbooks.uregina.ca/geolmanual/chapter/overview-of-igneous-rocks/
https://geologyistheway.com/igneous/magma-mingling-and-mixing/

Vielen Dank an TrueGeo, der mich dazu inspiriert hat, diese Earthcache zu erstellen, und der mir die notwendigen Hinweise gegeben hat, wie MMEs aussehen und was sie sind.