Der Magmenaufstieg in rotierenden Systemen
ZusammenfassungAls Ausgangspunkt einer Diskussion magmatischer Vorgänge wird hier die vonHans Cloos (1922) gegründete Granittektonik gewählt. Die Kinematik und Dynamik der Flie\vorgänge eines aufsteigenden Magmas sind Ausdruck der archimedischen Auftriebskraft. Diese Kraft gleicht alle thermisch verursachten Ungleichgewichte der irdischen Dichteverteilung wieder aus.Der Magmenaufstieg ist jedoch kein rein archimedischer Vorgang, sondern wird durch Nebenkräfte, die sich aus der Rotation der Erde ergeben, verzerrt, deformiert, abgelenkt und in Eigenrotation versetzt. Die gleichzeitig vor sich gehende stufenweise Erstarrung des Magmas bewirkt eine gravitative Differentiation, die von einer lateralen Differentiation überlagert wird. So erstarrt das Magma schlie\lich in Asymmetrie, Fraktionierung und azimutaler Ausrichtung. Diese Effekte können sowohl im individuellen Magmakörper, als auch in einer petrographischen Provinz zum Ausdruck gelangen. Die Schlu\folgerung besagt, da\ kein Magma homogen und vertikal emporsteigen kann. Der gesamte Vorgang des Aufstieges, das sich daraus ergebende innere Gefüge und die äu\ere Formgebung eines magmatischen Körpers unterstehen den Gesetzen von Archimedes, Coriolis und Cloos.AbstractThe present discussion about magmatic processes develops out of granite tectonics which goes back toHans Cloos (1922). Kinematics and dynamics of the flow within an uprising magma result from archimedean buoyancy. This force equilibrates all disequilibria of the terrestrial density distribution caused by thermal actions.Magmatic uprising, however, is not a strictly archimedean process, but suffers from distortion, deformation, deviation, and self-rotations caused by secondary forces which originate from the rotation of the earth. Simultaneous step wise crystallization of the magma leads to gravitational differentiation which is accompanied by lateral differentiation. Thus, in the end the magma solidifies asymmetrically, fractionated, and exhibiting an azimuthal tendency. These features may be expressed either by an individual magmatic body, or by a whole petrographic province. Apparently, no magma is able to rise homogeneously and vertically upwards. The entire process of magmatic uprising as well as the resulting inner fabric and outer shape appear to be controlled by the laws of Archimedes, Coriolis, and Cloos.RésuméLa présente note est une discussion relative aux procesus magmatiques, avec comme point de départ la tectonique du granite, telle qu'elle a été établie par HansCloos (1922). La cinématique et la dynamique d'un flux ascendant de magma sont des expressions de la force d'Archimède. Celle-ci tend à aplanir tous les déséquilibres provoqués par les actions thermiques dans la distribution des densités au sein de la Terre.Toutefois, la montée d'un magma n'est pas un processus strictement archimédien: elle comporte des distorsions, des déformations, des déviations et des rotations internes, provoquées par les force secondaires dues à la rotation de la Terre. Simultanément la cristallisation fractionnée du magma conduit à une différenciation par gravité accompagnée d'une différenciation latérale. De la sorte, le magma se solidifie finalement de manière asymétrique, fractionée et avec une orientation azimuthale. Ces caractères peuvent s'exprimer soit dans un pluton unique, soit dans toute une province pétrographique. Apparemment, aucun magma n'est capable de s'élever verticalement de manière homogène. L'ensemble du processus de montée, les fabriques internes qui en résultent et la forme extérieure d'un corps magmatique sont déterminés par les lois d'Archimède, de Coriolis et de Cloos.кРАткОЕ сОДЕРжАНИЕИсхОДНОИ тОЧкИ Дль ДИ скУссИИ О МАгМАтИЧЕс кИх пРОцЕссАх В ДАННОМ Оп УБлИкОВАНИИ ьВльЕтс ь тЕктОНИкА гРАНИтОВ, ОсНОВАННАь г. клООсОМ (1922 г). кИНЕМА гИкА И ДИНАМИкА пРОцЕ ссОВ, пРОИсхОДьЩИх В пОДНИМАУЩЕИсь МАгМЕ ьВльЕтсь ВыРАж ЕНИЕМ жАкОНА АРхИМЕДА. сИлы, ДЕИстВ УУЩИЕ пО ЁтОМУ жАкОНУ, ВыРАВНИВАУт ВсЕ НЕРА ВНОМЕРНОстИ В РАспРЕ ДЕлЕНИИ плОтНОстЕИ НА жЕМлЕ, В ыжВАННыЕ тЕРМИЧЕскИ МИ пРОцЕссАМИ.пОДЩЕМ МАгМы НЕ ьВльЕтсь пРО цЕссОМ, пРОтЕкАУЩИМ тОЧНО пО жАкОНУ АРхИМ ЕДА, НО РЕжУльтИРУЕтс ь Иж ВжАИМОДЕИстВИь МН ОгИх ДРУгИх пОБОЧНых сИл, кОтОРыЕ ВОжНИкАУ т В РЕжУльтАтЕ ВРАЩЕН Иь жЕМлИ И сОжДАУт ДЕФОРМАцИИ, РАстьжЕНИь, ОтклОНЕН Иь И ДАжЕ сОБстВЕННыЕ ВР АЩЕНИь. ОхлОжДЕНИЕ МА гМы, пРОтЕкАУЩЕЕ ЁтАпАМИ, сОжДАЕт ДИФФЕРЕНцИА цИУ ЕЕ В РЕжУльтАтЕ сИлы тьж ЕстИ, НА кОтОРУУ НАклА ДыВАЕтсь ЕЩЕ И кРАЕВАь ДИФФЕРЕ НцИАцИь. пОЁтОМУ пРИ ОхлАжДЕНИИ МАгМы пОь ВльЕтсь АсИММЕтРИь, ФРАкцИОНИРОВАНИЕ И пРОстИРАНИЕ В НАпРА ВлЕНИИ АжИМУгА. ЁтИ ЁФФЕкты ОтМЕЧЕНы, кАк В ОтДЕльНых МАгМА тИЧЕскИх тЕлАх, тАк И В цЕлых пРО ВИНцИьх. В кОНцЕ стАтьИ УкАжыВАЕтсь Н А тО, ЧтО НИкАкАь МАгМА НЕ МОжЕт ьВльтсь гОМОгЕ ННОИ И пОДНИМАтьсь ст РОгО ВЕРтИкАльНО. ВЕсь пРО цЕсс пОДЩЕМА МАгМы, ЕЕ ВНУI РЕННЕЕ стРОЕНИЕ И ВНЕ шНИЕ ФОРМы МАгМАтИЧЕ скОгО гЕлА пОДЧИНьУтсь жАк ОНАМ АРхИМЕДА, кОРИОл ИсА И клООсА.