ultrakalihaltig

Ein ultrakalisches Gestein enthält Kaliumoxid (K2O) mit einem Massenanteil über 3 Prozent, und entscheidend ist das ungewöhnlich hohe Verhältnis von Kalium zu Natrium. Das bedeutet, das Gestein ist nicht nur in Kalium angereichert, sondern in Kalium im Verhältnis zu dem Natrium, das normalerweise die Feldspat-Fraktion von Silikatmineralen dominiert. Ultrakalische Zusammensetzungen treten in magmatischen Gesteinen auf, am häufigsten in vulkanischen und subvulkanischen Umgebungen, wo Magma schnell durch die Erdkruste aufsteigt.

Die Minerale, die ultrakalische Gesteine kennzeichnen, sind kaliumreiche Feldspäte wie Orthoklas oder Sanidin, zusammen mit Glimmern (besonders Biotit und Phlogopit) und oft Leuzit, ein Kalium-Aluminium-Silikat (KAlSi2O6), das als rundliche Kristalle in der Grundmasse auftritt. Kaliumreiche Klinopyroxene, wie sie in der K-reichen Lamprophyr-Serie vorkommen, treten ebenfalls auf. Olivin kann neben diesen Phasen vorhanden sein und gibt ultrakalischen Gesteinen eine charakteristisch ungewöhnliche Mineralvergesellschaftung, die chemisch unausgeglichen wirkt.

Ultrakalische Magmen sind geologisch selten und treten in spezifischen tektonischen Umgebungen auf: Kollisionszonen, wo Kontinentalplatten die Kruste verdickt haben, Subduktionszonen mit starkem Mantel-Input oder intraplattenvulkanische Felder. Die Kaliumanreicherung spiegelt das Quellenmaterial tief im Mantel oder aus metasomatisierten (chemisch alterierten) Krustengesteinen. Klassische ultrakalische Gesteinstypen sind Shoshonite, Lamproite und Trachyte. Da die Schmelze an der Oberfläche schnell erstarrt, sind ultrakalische Vulkanite meist feinkörnig oder glasig, mit großen Kaliumfeldspat-Kristallen (Phänokristen) in einer dichten Grundmasse.

Warum das für Bergleute und Explorationsfachleute wichtig ist

Ultrakalische Gesteine sind für die Mineralexploration bedeutsam, weil sie oft Erzminerale führen. Lamprohit-Intrusionen zum Beispiel enthalten Diamanten und sind Explorationsziele; ultrakalische Vulkanite in Kollisionszonen können mit epitermalen Edelmetall-Lagerstätten verbunden sein. Die ungewöhnliche Chemie macht diese Gesteine auch für radiometrische Datierung nützlich, da Kalium-40 in Kalium-Argon-Methoden verwendet wird.

Bei Gewinnung und Verarbeitung stellen ultrakalische Gesteine Herausforderungen dar. Der hohe Kaliumgehalt kann zu störender Alteration (Tonbildung) führen, wenn das Gestein Verwitterung oder hydrothermalen Fluiden ausgesetzt ist, was das Gestein brüchig und chemisch reaktiv macht. Bei Zerkleinerung und Vermahlung ist diese Weichheit manchmal vorteilhaft, aber in situ kann es Bohr- und Sprengverhalten erschweren. Der Name folgt gerader geochemischer Namensgebung: ultra plus kalisch und zeigt einen Extremzustand in der Klassifizierungssystematik vulkanischer Gesteine.