Ultramafische (oder ultrabasische) Gesteine sind dunkel gefärbte magmatische und meta-magmatische Gesteine, die reich an magnesium- und eisenhaltigen Mineralien („mafische“ Mineralien) sind und einen relativ geringen Gehalt an Kieselsäure aufweisen. Es wird angenommen, dass der Erdmantel aus ultramafischen Gesteinen besteht. Die meisten exponierten ultramafischen Gesteine wurden in orogenen (gebirgsbildenden) Gürteln gefunden. Die wissenschaftliche Untersuchung von ultramafischen Gesteinen hat einige der geologischen Prozesse in der Erdgeschichte aufgedeckt.

Zusammensetzung

Ultramafische Gesteine bestehen im Allgemeinen aus mehr als 90 Prozent mafischen Mineralien — das heißt, sie haben einen hohen Gehalt an Magnesiumoxid (mehr als 18 Prozent MgO) und Eisenoxid (FeO). Ihr Kieselsäuregehalt beträgt weniger als 45 Prozent und ihr Kaliumgehalt ist niedrig.

Intrusive ultramafische Gesteine

Intrusive ultramafische Gesteine werden oft in großen, geschichteten Intrusionen gefunden, wo differenzierte Gesteinsarten oft in Schichten auftreten. Diese Gesteinsarten repräsentieren nicht die Chemie des Magmas, aus dem sie kristallisierten. Beispiele sind unten aufgeführt.

• Troktolith-Gabbro-Norit
• Dunit-Peridotit
• Anorthosit
• Hornblendit und selten Phlogopitit
• Pyroxenit

Vulkanische ultramafische Gesteine

Vulkanische ultramafische Gesteine sind außerhalb des Archaikums selten und im Wesentlichen auf das Neoproterozoikum beschränkt oder frühere Perioden. Es gibt jedoch einige kürzlich ausgebrochene Boninit-Laven (wie in Manus Trough, Philippinen), die kurz davor stehen, ultramafisch zu sein. Subvulkanische ultramafische Gesteine und Deiche bestehen länger, sind aber selten. Viele der Laven, die auf Jupiters Mond Io produziert werden, sind möglicherweise ultramafisch, da ihre Temperaturen höher sind als bei terrestrischen mafischen Eruptionen.Es ist bekannt, dass ultrapotente, ultramafische magmatische Gesteine wie Lamprophyr, Lamproit und Kimberlit die Erdoberfläche erreicht haben. Obwohl keine modernen Eruptionen beobachtet wurden, sind Analoga erhalten. Bekannt sind die Vorkommen von proterozoischem Lamproit (Argyle Diamond Mine) und känozoischem Lamproit (Gaussberg, Antarktis) sowie von devonischem Lamprophyr (Schottland). Kimberlitrohre in Kanada, Russland und Südafrika haben unvollständig erhaltene Tephra- und Agglomeratfazies.

Dies sind im Allgemeinen diatreme Ereignisse und als solche keine Lavaströme, obwohl Tephra- und Ascheablagerungen teilweise erhalten sind. Sie stellen flüchtige Schmelzen mit geringem Volumen dar und erreichen ihre ultramafische Chemie durch einen Prozess, der sich von dem unterscheidet, der typische ultramafische Gesteine erzeugt.

• Komatiit
• Pikritischer Basalt
• Lamprophyre
• Kimberlit
• Lamproit

Ultrapotassische ultramafische Gesteine

Technisch gesehen werden ultrapotassische Gesteine und melilitische Gesteine als separate Gruppe betrachtet, basierend auf Schmelzmodellkriterien, aber es gibt ultrapotassische und stark kieselsäureuntersättigte Gesteine mit mehr als 18 Prozent MgO, und sie können als „ultramafic.“ Die meisten dieser Gesteine treten als Deiche, Diatremen, Lopolithen oder Laccolithen und sehr selten als Intrusionen auf. Die meisten Kimberlit- und Lamproitvorkommen sind vulkanische und subvulkanische Diatreme und Maare; Laven sind praktisch unbekannt.

• Kimberlit
• Lamproit
• Lamprophyre
• Carbonatit

Metamorphe ultramafische Gesteine

Metamorphe ultramafische Gesteine werden typischerweise aus ultramafischen magmatischen Protolithen gebildet. Beispiele hierfür sind:

• Serpentinit
• Speckstein

Verteilung in Raum und Zeit

Die Mehrheit der ultramafischen Gesteine ist in orogenen (gebirgsbildenden) Gürteln freigelegt und überwiegt in archaischen und proterozoischen Terranen. Ultramafische Magmen im Phanerozoikum sind seltener, und nur wenige echte ultramafische Laven im Phanerozoikum wurden erkannt.

Viele Oberflächenexpositionen von ultramafischen Gesteinen treten in Ophiolithkomplexen auf, in denen tiefe, vom Mantel abgeleitete Gesteine entlang und über Subduktionszonen auf die kontinentale Kruste geleitet wurden.

Ultramafische Gesteine und der Regolith

Wo ultramafische Gesteine (insbesondere die Arten, die geringe Mengen an Nährstoffen wie Kalzium, Kalium und Phosphor enthalten) an der Oberfläche freigelegt werden, erzeugt der hohe Metallgehalt der Gesteine eine einzigartige Vegetation. Beispiele sind die ultramafischen Wälder und ultramafischen Brachflächen der Appalachen und des Piemonts, die „nasse Macchia“ der neukaledonischen Regenwälder und die ultramafischen Wälder des Mount Kinabalu und anderer Gipfel in Sabah, Malaysia. Die Vegetation ist typischerweise verkümmert und beherbergt manchmal endemische Arten, die an die metallischen Böden angepasst sind.

Über ultramafischen Gesteinen in tropischen und subtropischen Umgebungen bildet sich häufig dickes Magnesit-Kalkret-Kapgestein, toniger Laterit und Durikrust. Besondere florale Assemblagen, die mit stark nickelhaltigen ultramafischen Gesteinen verbunden sind, sind Indikatoren für die Mineralexploration.

Siehe auch

• Magmatisches Gestein
• Metamorphes Gestein
• Gestein (Geologie)

Anmerkungen