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Wie entstehen die räumlichen Strukturen, in die sich die Mineralisationen absetzen?  


Wenn vulkanische Schmelzen erstarren, gleich ob sie als geflossene Lava, als ignimbritische Ejektion oder subvulkanisch gefördert werden, ist damit  zwangsläufig eine Erhöhung der Dichte des Vulkanits verbunden. Dies wird besonders von Interesse, wenn bei dem Platznahmeprozess sowohl kristallisierte als auch glasige Teile entstehen. Glas und kristallines Gestein sind durch eine Dichtedifferenz charakterisiert, die bis zu 0,3  g/ccm betragen kann. Im Glasstadium können darüber hinaus Kristallisationsvorgänge ablaufen, das heißt, die bereits quasifeste Masse verdichtet sich weiter. Es können dabei Hohlräume entstehen, wen dem nicht  der Überlastungsdruck und eine Entwicklung der Schmelze zur Holokristallinität hin entgegenstehen.  

Die Glasbildung erfolgt nicht abrupt, sondern über einen Temperaturbereich hinweg von flüssig über quasifest zu fest. Da es sich im quasifesten Zustand um eine noch nicht völlig erhärtete  Vulkanitmasse handelt, entstehen keine Blasen mit den üblichen gerundeten Formen. Orientiert an Fließstrukturen oder an lokal herrschende  Druck-Temperatur-Stoff-Bedingungen platzt die abkühlende Masse regelrecht auf. Scharfe, zackige oder andere kantige Strukturen entstehen. Typische Beispiele dafür sind die Rhyolithkugeln mit ihrem gesetzmäßigen Bau [3] oder Absonderungsspalten. Seltener lassen sich noch Stauch- oder Fließbewegungen an den Hohlräumen nachweisen, die auf den ehemals plastisch verformbaren Zustand hinweisen. Wenn der Vulkanitkörper zu einer tonigen  Masse umgebildet ist, lassen sich diese Strukturen an den in ihr erhaltenen Quarzmineralisationen nachzeichnen, indem gewissermaßen die Negativform erhalten ist.




Stück eines Achattrumes von Chemnitz-Altendorf. Das eine Salband ist stark durchwachsen (links), das andere dagegen nahezu glatt (rechts)

Im ignimbritischen Quarzporphyr-Pechstein-Körper des Erzgebirgischen Beckens (Vitrorhyodacit bis Rhyodacitglas) liegt eine Verschweißungszonalität vor, wobei im Inneren stärker kristallisierte und nach außen hin glasige bis tuffartige Gesteinsvarietäten folgen. In den inneren Bereichen sind auch die Absonderungsspalten anzutreffen, in den vitrophyrischen Teilen dagegen lediglich kleine Rhyolithkugeln von 1 bis 3 cm im Durchmesser. 

Absonderungsspalten stehen meist steil im Gestein und sind dadurch gekennzeichnet, dass ihre gegenüberliegenden Flächen im Unterschied zu tektonischen Rupturen nicht miteinander in Übereinstimmung zu bringen sind. Oft sind die Salbänder der Spaltenmineralisationen völlig verschieden ausgebildet, indem eines völlig glatt, das andere genarbt, gerillt oder anders geformt sein. 

Die Teilbarkeit des Vitrorhyodacits in diskusartige Stücke erfolgte erst im Nachgang an die Bildung der Absonderungsspalten. Daran erinnern treppenartige Abformungen an der Oberfläche der Mineralisationen. Die Klüfte dieser Teilbarkeit sind nur selten mineralisiert, ein Zeichen dafür, dass die Mineralisation zeitnah zwischen der Anlage der Absonderungsspalten und der diskusartigen Teilbarkeit erfolgte. Brekziierungen, die durch kristallisationsbedingte Volumenveränderungen erfolgten, sind dagegen oft und vielfältig mineralisert. Ebenso vielfältig ist die Oberflächenbeschaffenheit der Brekzienstücke, die von Absonderungsspalten und vulkanotektonischen Brüchen herrühren.

Wie an Schneekopfskugeln der Porphyre des Thüringer Waldes nachgewiesen werden konnte, treten die aufgeplatzten Gesteinsteile als Randfazies der als Lava geflossenen Vulkanitkörper auf [4]. Im Rhyolithvorkommen der Hartkoppe bei Sailauf nahe Aschaffenburg sind Rhyolithkugeln im Dachbereich eines wohl subvulkanisch entstandenen Schmelzendomes zusammen mit anderen sphärolithischen Bildungen, sog. Lithophysen, zu beobachten. Aus dem Chemnitzer Raum sind in erster Linie die vielgestaltigen Rhyolithkugeln aus dem Quarzporphyr-Pechstein-Körper zu nennen, deren Durchmesser in Abhängigkeit vom jeweiligen Vorkommen zwischen wenigen Zentimetern und einigen Dezimetern liegen. 

Zwiebelschalenartige Bildungen als Kontraktionsergebnis der Erstarrung oder Kugelbildungen an "Schwarten" sind unter anderem von Augustusburg bei Chemnitz bekannt, wie sie auch an der Hartkoppe in ähnlicher Ausbildung zu beobachten sind.





Rhyolith von Augustusburg. Sphärolithische Bildungen an einer "Schwarte". Augustusburg bei  Chemnitz, Nähe obere Seilbahnstation 









Der Bandporphyr von Obermühlbach bei Frankenberg/Sa., eine nach der Fließtextur sphärolithisch kristallisierte Varietät eines Rhyoliths, zeigt durch ihre ausgzeichnete Teilbarkeit in dünne Platten die Räume an, die durch die kristallisationsbedingte Verdichtung des Materials geschaffen wurden. 


Im Dachbereich des Hartkoppe-Rhyoliths finden sich in größerer Dimension Bereiche, in denen das Gestein einerseits ebenfalls zu außerordentlich dichten Gesteinspaketen (Schwarten mit Sphärolithbildungen) umgebildet ist, andererseits von einer umfangreichen Tonmineralbildung begleitet wird. Die plattige Absonderungs-klüftung in diesen Bereichen ist von der dicksäuligen des Normalgesteins deutlich zu unterscheiden, was auf eine Bildung während der Platznahme verweist. In den sphärolithischen Bereichen treten Rhyolithkugeln mit Quarz-Mineralisation auf, die in der Teufe des Rhyoliths fehlen. Sphärolithe und Rhyolithkugeln der Hartkoppe sind zudem durch Turmalin-Neubildung gekennzeichnet, die im hochthermalen oder pneumatolytischen Bereich anzusetzen ist.


Resümierend kann gesagt werden, dass die Bildung von Absatzräumen für Mineralisationen in Rhyolithen unter Bedingungen vor sich gehen, die eine hochviskose Schmelze voraussetzen, und zwar in Bereichen, wo zugleich der Druck, insbesondere der Überlastungsdruck, entsprechend gering ist. Die Entstehung solcher Freiräume bedingt nicht automatisch deren Mineralisation, wenn auch ein solcher Schluss bei der Fülle der vorliegenden Belege nahe liegt. Hierzu sind weitere stoffliche Voraussetzungen erforderlich [5]

Nachgetragen sein soll, dass Hohlraumformen, wie sie in Rhyolithkugeln vorkommen, auch anderswo in ähnlicher Form anzutreffen sind. In Toneisengeoden kann ein ähnlicher Schrumpfungsprozess beobachtet werden. Die Hohlherzigkeit bei Kartoffeln wurde an anderer Stelle benannt. Selbst in Backwaren lassen sich derartige Strukturen problemlos herstellen. Um den Mechanismus der Hohlraumentstehung modellhaft darstellen zu können, wurde dieser Vorgang in zwei Versuchen simuliert [6]. 





In einer Kugelform wurde flüssiges Paraffin zum Erstarren gebracht. Kontraktionserscheinungen führten zur Hohlraumbildung und Kristallisation der Paraffinsubstanz 





Salzteig wurde gebacken, wobei sich Hohlräume ergaben, die denen in rhyolithischen Gesteinen sehr ähnlich sind