Schwelle (Sill) – Flache magmatische Intrusionen einfach erklärt
Schwelle (Sill) einfach erklärt: Flache magmatische Intrusionen, Entstehung, Aufbau und Unterschiede zu Deichen anschaulich verständlich.
In der Geologie ist eine Schwelle (engl. Sill) eine flache, plattenförmige Intrusion. Als geschmolzenes Magma schob sie sich zwischen ältere Gesteinsschichten. Das ältere Gestein kann Sedimentgestein, vulkanische Lava- oder Tufflager oder metamorphes Gestein sein.
Im Gegensatz zu Deichen schneidet die Schwelle nicht über bereits existierende Felsen. Die Schwellen werden von Deichen gespeist, da sie sich aus einer niedrigeren Magmaquelle bilden. Das vorhandene Gestein muss sich spalten, um die Ebenen zu schaffen, entlang derer das Magma eindringt. Diese Ebenen oder geschwächten Bereiche ermöglichen das Eindringen eines dünnen, folienartigen Magmakörpers, der parallel zu den bestehenden Schichten verläuft. Wenn es abkühlt und kristallisiert, ist es dann eine Schwelle.
Entstehung und Aufbau
Schwellen entstehen, wenn sich Magma entlang bereits vorhandener Schichtflächen oder Schwächezonen zwischen Gesteinsschichten ausbreitet. Das Eindringen kann passiv erfolgen, wenn das Magma sich in vorhandene Spalten ergießt, oder mit gewissem Druck, der die Schichten aufspreizt. Sills sind meist konzordant, das heißt, sie verlaufen parallel zu den umgebenden Schichten, können aber auch als sogenannte transgressive Schwellen auftreten, die in Stufen durch Schichten hindurchtreten und dabei „treppenförmig“ angelegt sind.
Typische Merkmale
- Dicke und Ausdehnung: Schwellen reichen von wenigen Zentimetern bis zu mehreren hundert Metern Dicke und können lateral über viele Kilometer hinweg verfolgt werden.
- Gesteinsarten: Häufig bestehen Schwellen aus mafischen Gesteinen wie Dolerit (Diabas), Gabbro oder basaltischem Material; es kommen aber auch intermediäre oder felsische Zusammensetzungen vor.
- Kontaktzonen: An den Rändern zeigen Schwellen oft eine sogenannte „chilled margin“ (feinporiger Rand), weil das Magma an den kühleren Wänden schnell erstarrt. In der Kontaktzone kommt es zu einer Aufheizung und teilweisen Metamorphose des Wirtsgesteins (Backstein- oder Backzone).
- Strukturen: Innerhalb von Schwellen sind Fließmarken, Kristallorientierungen, Bänderung und manchmal säulenförmige Abkühlungsrisse (Columnar Jointing) zu beobachten. Einschaltungen von Wirtsgesteinsfragmenten (Xenolithe) sind möglich.
Zusammenhang mit anderen Intrusionen
Schwellen stehen in geologischer Hinsicht oft in einem System mit Deichen: Dikes fungieren als Zuleitungen, durch die das Magma bis zu den Ebenen vordringt, an denen es sich lateralförmig als Schwelle ausbreitet. Größere, gewölbte intrusivkörper wie Lakkolithe entstehen, wenn das eindringende Magma zusätzlich das Deckgebirge nach oben wölbt.
Erkennung und Bedeutung
Im Gelände lassen sich Schwellen durch ihre regelmäßige, dünne Lage parallel zu Schichtflächen und durch ausgeprägte Kontaktzonen identifizieren. Geophysikalische Methoden (Schwerkraft-, Magnetik- und seismische Messungen) helfen, großräumige Schwellen zu verfolgen. Geologisch sind Schwellen wichtig, weil sie lokale Metamorphosezonen schaffen, die Mineralbildung und in manchen Fällen die Bildung von Lagerstätten (z. B. magmatisch-hydrothermale Mineralisation) begünstigen können. Sie beeinflussen außerdem die Hydrologie und die Stabilität von Hängen.
Beispiele
Bekannte Beispiele für großflächige Schwellen sind der Whin Sill in Nordengland, das Palisades Sill in den USA oder die Ferrar-Schwellenprovinz in der Antarktis. Solche Vorkommen zeigen deutlich, wie weit Sills lateral ausgedehnt sein können.
Zusammenfassend sind Schwellen flache, laterale magmatische Intrusionen, die zwischen ältere Gesteinsschichten eindringen, typische Kennzeichen wie chilled margins und Fließstrukturen zeigen und sowohl geologisch als auch wirtschaftlich von Bedeutung sein können.
Salisbury Crags in Edinburgh, eine während der Eiszeiten teilweise freigelegte Schwelle
Mittelkarbonische Schwelle zwischen unterkarbonischen Schiefern und Sandsteinen: Horton Bluff, Neuschottland
Fragen und Antworten
F: Was ist eine Schwelle in der Geologie?
A: Eine Schwelle ist eine flache, plattenartige Intrusion in der Geologie.
F: Wie entsteht eine Schwelle?
A: Eine Schwelle wird durch geschmolzenes Magma gebildet, das sich zwischen ältere Gesteinsschichten schiebt und dabei Ebenen oder geschwächten Bereichen in den vorhandenen Gesteinen folgt.
F: Schneidet eine Schwelle durch bereits bestehendes Gestein?
A: Nein, eine Schwelle durchschneidet kein bestehendes Gestein, im Gegensatz zu Dykes.
F: In welcher Art von bestehendem Gestein kann eine Schwelle vorkommen?
A: Eine Schwelle kann in Sedimentgestein, in Schichten aus vulkanischer Lava oder Tuff oder in metamorphem Gestein vorkommen.
F: Wie werden Schwellen gespeist?
A: Schwellen werden durch Dykes gespeist, da sie sich aus einer tiefer liegenden Magmaquelle bilden.
F: Was bedeutet es, wenn eine Schwelle abkühlt und kristallisiert?
A: Wenn eine Schwelle abkühlt und kristallisiert, wird sie zu einer festen Gesteinsformation.
F: Hat eine Schwelle eine ähnliche Form wie ein Deich?
A: Nein, eine Schwelle hat eine flache, plattenartige Form, während Deiche eher zylindrisch sind.
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