Plutonismus

Plutonismus, in der Geologie eine zusammenfassende Bezeichnung für alle Vorgänge und Erscheinungen, die mit der Bildung von Plutoniten oder Tiefengesteinen zusammenhängen. Die dabei entstehenden Gesteinskörper werden Plutone oder Intrusionen genannt. Plutonite (z. B. Granit, Gabbro) bilden mit den Vulkaniten oder Eruptivgesteinen die Gruppe der Magmatite, der Gesteine, die sich aus einem glutflüssigen Magma gebildet haben. In ihrer chemischen Zusammensetzung decken sich Magmatite und Vulkanite weitgehend. Zu jedem Plutonit gibt es ein chemisch gleiches Äquivalent aus der Gruppe der Vulkanite und umgekehrt. Während aber Magmatite in größeren Tiefen (wenige bis 20 Kilometer) der Erdkruste erstarren (daher die Bezeichnung „Tiefengesteine”), gelangen vulkanische Magmen in höhere Niveaus und erstarren auf oder knapp unter der Erdoberfläche als Laven.

Plutone sind nur sichtbar, wenn das überlagernde Deckgebirge durch spätere Erosion abgetragen wurde, was eine Hebung durch gebirgsbildende Vorgänge voraussetzt. Die Umrisse der Plutone, wie sie an der heutigen Erdoberfläche erscheinen, sind sehr vielgestaltig: unregelmäßig gelappt und verzweigt, kreisförmig, oval oder bogenförmig. Die dreidimensionale Form der Plutone kann nur rekonstruiert werden. Sie ist das Resultat der Platznahme des Magmas im Nebengestein. Man unterscheidet nach ihrer Form verschiedene Typen der Plutone: Bei Batholiten streben die Grenzflächen nach unten auseinander, ihre Tiefenfortsetzung ist nicht erkennbar. Batholite sind große Plutone mit Durchmessern von hundert bis zu mehreren hundert Kilometern, ein Beispiel ist der Adamello-Pluton in den Südalpen. Bei kleineren Intrusionen mit mehr oder weniger senkrechten Grenzflächen zum Nebengestein spricht man von Stöcken. Sie besitzen Durchmesser bis 1 000 Meter. Die Grenzflächen von Batholithen und Stöcken verlaufen meist diskordant (quer) zu den älteren Strukturen, z. B. der Schichtung des Nebengesteins. Lagergänge oder Sills verlaufen dagegen mehr oder weniger waagerecht und parallel zur Schichtung (konkordant) von Sedimentgesteinen. Auch bei den Lakkolithen ist das Magma entlang von Schichtfugen oder Spalten konkordant in das Nebengestein eingedrungen, hat aber noch zusätzlich das Deckgebirge aufgewölbt. So entstehen Intrusionen, die im senkrechten Schnitt pilz- oder baumförmige Formen zeigen. Beispiele sind die Plutone des Schneebergs und des Ochsenkopfs im Fichtelgebirge, die Intrusion von Sudbury in Kanada, die 60 Kilometer lang und 30 Kilometer breit ist, oder der Bushveld-Pluton in Südafrika.

Die Größe der Plutone umfasst einen großen Bereich. Der Pluton des Brocken im Harz nimmt heute eine Oberfläche von 135 Quadratkilometern ein, der südafrikanische Bushveld-Pluton umfasst 95 000 Quadratkilometer, der weltweit größte Pluton, der ostafrikanische Zentralgranit, ein Batholit, 250 000 Quadratkilometer.

Von Plutonen aus erstrecken sich Gänge ins Nebengestein. Sie werden von Gesteinen gebildet, den so genannten Ganggesteinen, die eine Stellung zwischen Plutoniten und Vulkaniten einnehmen. Diese Gänge sind oft wichtige Erzlagerstätten und Mineralfundstellen, z. B. für Zinn, Wolfram, Molybdän, Titan, Uran und Gold sowie Beryll, Fluorit, Turmalin und Topas. Zum Teil durchschlagen auch jüngere Gänge den Pluton selbst, das sind Anzeichen für tektonische Aktivitäten nach der Bildung des Plutons.

Die Entstehung von Plutonen ist mit gebirgsbildenden Vorgängen verbunden. Ursache für diese Gebirgsbildungen sind kollidierende Platten und Subduktionen (siehe Plattentektonik). Durch Aufschmelzungsvorgänge entstehen an den abtauchenden Platten Magmen, die aufsteigen und durch Differentiation die verschiedenen Plutonite und Vulkanite bilden. Beim Aufstieg schmelzen sie zum Teil auch das Nebengestein auf, wodurch sich die Zusammensetzung des Magmas wiederum ändert. Aus der Zusammensetzung der plutonischen Gesteine lassen sich Tiefenlage und Zusammensetzung der subduzierten Platte abschätzen. Die Intrusionen erfolgen während oder nach der Gebirgsbildung und bilden den Kern des Gebirges.

Eine Mischform von Vulkanismus und Plutonismus stellen die Ring-Dykes dar, wie sie die begleitende Abbildung im Schema zeigt. Meist sind diese Formen noch mit konzentrisch-konischen Dehnungsrissen, den so genannten Cone-Sheets kombiniert. Diese Strukturen wurden in Norwegen, Schottland und Südafrika gefunden. Plutone sind meist von Kontakthöfen umgeben, in denen das Nebengestein durch die Hitze des Magmas umgewandelt („kontaktmetamorph” überprägt) ist.

Als „Plutonismus” wird ferner eine geologische Theorie des 18. Jahrhunderts bezeichnet, die Gesteine und geologische Erscheinungen vorwiegend mit magmatischer Entstehung und erdinneren Kräften erklären wollte. Hauptvertreter war James Hutton (1726-1797). Den Plutonisten standen die Neptunisten gegenüber, die entsprechende Erklärungen ausschließlich in dem Wirken des Wassers suchten.