CAU - IfG - Metamorphe und Magmatische Petrologie: Lehre

Eine Liste mit Informationen zu aktuellen Lehrveranstaltungen der Arbeitsgruppenmitglieder findet sich hier.

Zur aktuellen Studienordnung geht es hier.

Petrologische Lehrveranstaltungen:

Petrologische Lehrveranstaltungen (Vorlesungen, Übungen, Seminare) sind im Grundstudium und im Hauptstudium enthalten. Geländeübungen sind wesentlicher Bestandteil der petrologischen Ausbildung und werden sowohl im Grund- als auch im Hauptstudium angeboten.

Grundstudium:

Einführung in die Allgemeinen Geowissenschaften I

Dozenten: H.-J- Götze, V. Schenk, P. Stoffers

1.)	Kosmochemie und Entstehung des Planetensystems (Schenk) Meteorite (Schenk) Reise durch das Planetensystem (Götze)
2.)	Schalen-Aufbau der Erde: Seismik und Gravimetrie (Götze) Stofflicher Aufbau des Mantels: Minerale und Gesteine (Schenk)
3.)	Aufbau der Erdkruste und Plattentektonik (Schenk) Magnetfeld und Plattentektonik (Götze) Tektonik-Strukturen der Erdkruste (Stoffers)
4.)	Atmosphäre und Hydrosphäre (Stoffers)
5.)	Exodynamische Prozesse (Stoffers)

Einführung in die Allgemeinen GeowissenschaftenII

Dozenten: H.-J- Götze, V. Schenk, P. Stoffers

6.)	Gezeiten und Erdrotation (Götze)
7.)	Petrologie der magmatischen Gesteine (Schenk) (parallel dazu "Gesteinspraktikum 2")
8.)	Petrologie der metamorphen Gesteine (Schenk) (parallel dazu "Gesteinspraktikum 2")
9.)	Petrologie der sedimentären Gesteine (Stoffers)

Polarisationsmikroskopie (WS) und Mineraloptik (SS)

Dozenten: P. Herms, P. Appel, S. Brandt

Ziel der beiden Kurse ist es, die Minerale in Gesteinsdünnschliffen mithilfe des Polarisationsmikroskops identifizieren zu lernen. Im Kurs Polarisationsmikroskopie (im WS) werden die kristalloptischen Grundlagen vermittelt, um die Minerale in den Gesteinen anhand ihrer optischen Eigenschaften selbständig bestimmen zu können. Es werden elementare kristalloptische Eigenschaften wie Lichtbrechung, Doppelbrechung und Pleochroismus anhand von Indikatrix-Modellen erarbeitet. Interferenzerscheinungen zwischen gekreuzten Polarisatoren werden im orthoskopischen und im konoskopischen Strahlengang untersucht. Die kristalloptischen Daten liefern Informationen sowohl zur Identifizierung eines Minerals als auch über dessen chemische Zusamensetzung. Dieser Kurs ist Voraussetzung für die Teilnahme an dem Kurs Mineraloptik (im SS).

Im Kurs Mineraloptik im SS werden die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale mit ihren charakteristischen optischen Eigenschaften systematisch abgehandelt. In unterschiedlichen metamorphen und magmatischen Gesteinen können die gleichen Minerale sowohl in ihren optischen Eigenschaften (aufgrund von unterschiedlichem Chemismus) als auch in ihrer morphologischen Ausbildung (aufgrund unterschiedlicher Wachstumsbedingungen) erheblich unterschiedlich aussehen. Dabei spielen häufig auch sekundäre Prozesse eine Rolle, die z. B. zur Entmischung oder zu pseudomorpher Umwandlung eines Minerals führen können.

Als Anleitung zur polarisationsmikroskopischen Untersuchung der Minerale und Gesteine wird der „Leitfaden zur Dünnschliffmikroskopie“ von Michael M. Raith, Peter Raase und Jürgen Reinhardt als PDF file empfohlen. Der Leitfaden soll helfen, die gesteinsbildenden Minerale aufgrund ihrer optischen Eigenschaften (Lichtbrechung, Doppelbrechung, Farbe, Pleochroismus, optischer Charakter, Auslöschungswinkel) wie auch aufgrund morphologischer Kriterien (Kornform, Habitus, Spaltbarkeit, Zwillinge, Entmischungslamellen, Zonarbau, Einschlüsse, Verwachsungen, sekundäre Umwandlungen) identifizieren zu lernen. Die optischen Eigenschaften der Kristalle werden durch zahlreiche Abbildungen erläutert. Die morphologischen Eigenschaften der Minerale werden durch viele Mikrofotos charakteristischer Kristallschnitte illustriert.

Gesteinspraktikum 2 (Petrologie)

Hier wird die Bestimmung magmatischer und metamorpher Gesteine im Handstück geübt. Der makroskopisch sichtbare Mineralbestand wird ermittelt und die Entstehungsgeschichte und Klassifikation der Gesteine erläutert.

Hauptstudium:

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Metamorphose und Gebirgsbildung mit Übungen

Folgende Themen werden behandelt:

Entstehung wichtiger Typen metamorpher Gesteine
Phasenbeziehung in metamorphen Gesteinen
Diskussion der geodynamischen Bildungsmilieus der Gesteine
Gesteinsgenese unter Betrachtung physiko-chemischer Parameter

Magmatismus der Erde mit mikroskopischen Übungen

Folgende Themen werden behandelt:

Petrologische und geochemische Charakterisierung wichtiger Typen magmatischer Gesteine
Ableitung der Bildungsbedingungen aus experimentellen Daten
Prozesse der Magmengenese

Petrologie metamorpher Gesteine mit Übungen (Gesteinsmikroskopie)

Es werden Dünnschliffpräparate verschiedener metamorpher Gesteine mit dem Polarisationsmikroskop untersucht. Die Reaktionsgefüge der Proben werden gedeutet und die Phasenbeziehungen ausgewertet, um letztendlich die Druck- und Temperaturgeschichte sowie das geodynamische Umfeld der Metamorphose zu ermitteln.

Petrologie magmatischer Gesteine mit Übungen (Gesteinsmikroskopie)

Verschiedene magmatische Gesteine werden mit Hilfe des Polarisationsmikroskopes untersucht und charakterisiert. Die Mineralogie, chemische Zusammensetzung und die Gesteinsgefüge werden genutzt, um die Prozesse der Gesteinsbildung herzuleiten und geodynamisch zu deuten.

Isotopengeochemie und Altersbestimmung

Zunächst werden die physikalischen Grundlagen radioaktiven Zerfalls behandelt, schließlich verschiedene Isotopensysteme vorgestellt, die zur radiometrischen Altersdatierung verwendet werden können. Besondere Beachtung gilt den Möglichkeiten der Interpretation von Altersdaten in Bezug auf Gesteinsbildung und -metamorphose.

Analytische Methoden: Elektronenstrahl-Röntgenmikroanalyse und Röntgenfluoreszenzanalyse (Mikrosonde)

Es werden die Grundlagen folgender Themen behandelt:

Vakuumtechnik
Erzeugung von Röntgenstrahlung
Braggsche Kristallspektrometer
Energiedispersive Systeme
Detektorsysteme
Matrixkorrekturverfahren (Umrechnung von Zählraten in Elementkonzentrationen)
Zählstatistik und Nachweisgrenzen
Standards und Homogenitätskriterien
Berechnung von Mineralformeln aus Analysen
Bewertung des Datenmaterials

Die Teilnahme an dieser Veranstaltungen ist eine Voraussetzung für das selbständige Arbeiten an der Mikrosonde für Diplomanden.

Praktikum zur Vorlesung: Elektronenstrahl-Röntgenmikroanalyse und Röntgenfluoreszenzanalyse (Mikrosondenpraktikum)

Aufbauend auf der Vorlesung "Elektronenstrahl-Röntgenmikroanalyse und Röntgenfluoreszenzanalyse (Mikrosonde)" wird der Umgang mit der Röntgenfluoreszenz und der Mikrosonde in kleinen Gruppen geübt. Jede Gruppe soll in dieser Zeit mit verschiedenen Techniken eine eigene Probe bearbeiten.

Die Teilnahme an dieser Veranstaltungen ist eine Voraussetzung für das selbständige Arbeiten an der Mikrosonde für Diplomanden.

Aktuelle Forschungsprobleme der Petrologie

Aktuelle Probleme und Publikationen aus dem Gebiet der petrologischen Forschung werden vorgestellt und diskutiert.

Thermobarometrische Berechnungen am Computer

Der Kurs richtet sich an Studenten der Geowissenschaften mit Arbeitsrichtung metamorpher Petrologie. Es werden die wichtigsten Programmpakete zur Erstellung petrologischer Phasendiagramme und der Thermobarometrie metamorpher Gesteine vorgestellt. Der Schwerpunkt des Kurses soll auf den praktischen Übungen am Rechner liegen, es wird aber auch der theoretische Hintergrund der Programme diskutiert. Im einzelnen beinhaltet der Kurs die folgenden Programme und Themen:

Petrologische Berechnungen mit Excel

Berechnung von Mineralformeln und einfache thermobarometrische Berechnungen
Berechnung von linear unabhängigen Mineralendgliedern mit Matrixverfahren
Projektion von Mineralzusammensetzungen durch Koordinatentransformation mit Matrixverfahren

Gibbs, Thermobarometry und Tetplot (Spear)

Theorie und Anwendung der Gibbs-Methode zur Bestimmung von P-T Pfaden aus zonierten Granaten
Anwendung der Programme Tetplot und Thermobarometry

THERMOCALC (Holland & Powell)

Definition von Mischungsmodellen in Matrixnotation, Verwendung der Scriptkommandos
Thermobarometrie mit THERMOCALC
Konstruktion von petrogenetischen Grids, Konstruktion pseudobinärer Schnitte f¸r bestimmte Gesteinszusammensetzungen/Drücke/Temperaturen, Erkennen und Bedeutung von singulären Reaktionen, Erstellung von ternären Kompatibilitätsdiagrammen (AFM-Projektionen).
Erstellung der Diagramme mit Hilfe des Programmpaketes Mathematica und die Überarbeitung der Diagramme mit Standard-Graphiksoftware (Adobe Illustrator)

Vorkenntnisse

Petrologie der Metamorphite und Kenntnisse spez. Mineralogie
Kenntnisse der Phasenlehre (Phasenregel, Schreinemakers Methode) und der Thermodynamik können nicht schaden
Computer-Grundkenntnisse
Kenntnisse der linearen Algebra (lineare Gleichungssysteme, Matrix- und Vektorrechnung)

Ziel der Lehrveranstaltung

Das Ziel der Lehrveranstaltung besteht darin, den Teilnehmern einen Überblick über die am häufigsten verwendeten Programme und ihre Möglichkeiten zu geben sowie sie in die Lage zu versetzen, mit Hilfe der allgemein verfügbaren Anleitungen und Literatur selbständig petrologische Probleme zu bearbeiten.

Geländeübungen:

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Petrologische Geländeübungen + Seminar

Exkursionen sind ein wichtiger Bestandteil der petrologischen Ausbildung. Es wird daher jährlich eine zwei- bis dreiwöchige Exkursion durchgeführt, um die in den Vorlesungen erlernten Sachverhalte auch im Gelände zu studieren. Im vorbereitenden Seminar hält jeder Teilnehmer einen circa halbstündigen Vortrag.
Informationen und Bilder zu den Exkursionen der vergangenen Jahre gibt es auf unserer Exkursions-Seite.