Ophiolith

Ordovizischer Ophiolith im Gros Morne National Park, Neufundland

Ophiolithe sind Teile der ozeanischen Lithosphäre (ozeanische Kruste), deren basische und ultrabasische Gesteinsserien im Zuge der Subduktion des Ozeanbodens auf das Festland geschoben („obduziert“) wurden. Der Begriff (von griechisch: Ophis = Schlange) wurde 1905 aufgrund der manchmal schlangenähnlichen Textur vom deutschen Geologen Gustav Steinmann vorgeschlagen.^[1]

Aufbau und Eigenschaften

Ein Ophiolithkomplex besteht aus drei großen Gesteinseinheiten. Vom Hangenden zum Liegenden sind dies:

• Marinen Sedimentgesteine
• Magmatische Gesteine
• Gesteine des lithosphärischen Mantels

Die marinen Sedimente bestehen aus den für marine Ablagerungen typischen Gesteinen, also meist Tone oder feine Kalksteine. Die Geschwindigkeiten seismischer Wellen sind hier noch niedrig. Longitudinalwellen (p-Wellen) erreichen 1,6 bis 2,5 km/s.

Unter den Sedimenten folgen Schichten aus Kissenlaven, deren Zwischenräume mit Hyalit und Hyaloklastit, den Bruchstücken der Glashaut der einzelnen Kissen, und marinen Sedimenten gefüllt sind, wobei der Sedimentanteil zum Liegenden hin abnimmt. P-Wellen erreichen hier Geschwindigkeiten von 2,8 bis 4,5 km/s.
Darunter folgt ein Gesteinspaket aus Dykes, jenen Gängen, entlang derer das Magma an die Oberfläche stieg. Hier werden Wellengeschwindigkeiten von 4,5 bis 5,7 km/s erreicht.

Im Liegenden schließen sich dann Gabbros an, die plutonitische Variante der Basalte. Sie sind wesentlich grobkörniger, da sie aufgrund der langsameren Erstarrung mehr Zeit hatten, große Kristalle auszubilden. Die p-Wellen kommen hier auf Geschwindigkeiten von bis zu 6,7 km/s.

Mineralogisch gesehen bestehen die basischen Gesteine der Kruste aus Plagioklas und Pyroxenen.

Auf die Magmatite, die lithologisch noch zur Kruste gehören, folgen die Gesteine des Erdmantels. Die Grenze dazwischen wird als lithologische Moho bezeichnet.
Der zur Lithosphäre zählende Teil des Mantels umfasst zwei Gesteinseinheiten. Der obere Teil besteht aus, durch die tektonische Bewegung, gescherten Ultrabasiten. Diese weisen hier Mylonitisierung (durch die tektonische Beanspruchung) und sekundäre Wasseraufnahme auf, wodurch der primär magmatische Mineralbestand verändert wird. Seismische Wellen breiten sich hier mit nur geringfügig höheren Geschwindigkeiten aus. Diese nimmt aber an der seismischen Moho, die unter dem Meeresboden auf ungefähr sieben km Tiefe liegt, sprunghaft auf durchschnittlich 8,15 km/s zu. Direkt an den mittelozeanischen Rücken (MOR) kann der Wert auch auf bis 7,6 km/s zurückgehen. Die dazu gehörenden Gesteine sind unveränderte ultrabasische Mantelgesteine (Peridotit), die überwiegend aus Olivin und Pyroxenen aufgebaut sind. An der Erdoberfläche sind sie häufig in Serpentinite umgewandelt.

Vorkommen

Ophiolithe können in sogenannten Suturzonen vorkommen, soll heißen wenn bei einer abgeschlossenen Subduktion eines Kontinents bei der darauf folgenden Kollision zweier Kontinente ein Stück ozeanischer Kruste zwischen die Kontinente eingelagert wird. Diese Möglichkeit führte allerdings in der Vergangenheit im Falle der Tsangpo (auch Indus-Yarlung) Sutur zu einer groben Fehlinterpretation da es sich hier wohl nur um ein relativ kleines Meer handelte (ein sogenanntes Backarc-Becken) und nicht um die erwartete große Sutur zwischen Eurasien und Indien.^[2]

Ein berühmtes Beispiel für Ophiolithe (Samail-Ophiolith) liegen im Oman, wo die ehemalige ozeanische Platte auf die Eurasische Platte geschoben wurde.^[3] Weitere Vorkommen findet man in Zypern, Südspanien, der Schweiz, Marokko, Neu Guinea, Neufundland und in Kalifornien.^[4]

Einzelnachweise

Weblinks

• Ofioliti, eine internationale englischsprachige Zeitschrift über Ophiolithe und verwandte Themen, veröffentlicht vom Istituto di geoscienze e georisorse, Pisa