QAPF
Mit Hilfe des QAPF-Diagrammes, auch Streckeisendiagramm genannt, können magmatische Gesteine bereits im Gelände anhand ihres Modalbestands (angegeben im Vol.-%) bestimmt werden. Eine wichtige Grundvorraussetzung ist, dass das magmatische Gestein weniger als 90 % mafische Minerale (= M) enthält; hierzu werden aber auch verwandte Minerale inkl. Muskovit gezählt. Die Nutzung von QAPF-Diagrammen eignet sich besonders direkt im Gelände.
Das Diagramm ist unterteilt in zwei Dreiecke: das obere spannt ein Feld zwischen Quarz (Q), Alkalifeldspat (A) und Plagioklas (P) auf, das untere zwischen Alkalifeldspat (A), Plagioklas (P) und Foiden (F). Die Foide umfassen neben Nephelin, Leucit und Sodalith auch Kalsilit, Analcim (primär), Nosean, Hauyn, Cancrinit und Pseudoleucit.
Die Felder des Diagramms sind anhand des Modalbestands von QAPF definiert, wobei die Bezeichnungen für Plutonite und Vulkanite abweichen.
| Beachte: |
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Das QAPF-Diagramm für Vulkanite geht nur, wenn sich der Modalbestand bestimmen lässt (Einsprenglinge, Dünnschliff). Vulkanite sind aber oft zu feinkörnig oder glasig, um den Modalbestand zu bestimmen. Die IUGS empfiehlt dann die chemische TAS-Klassifikation. Die Geländebestimmung ist bei Vulkaniten meist nur vorläufig |
Für die Geländearbeit empfiehlt es sich, dass man die beiden QAPF-Diagramme für Vulkanite und Plutonite in seinem Geländebuch eingeklebt hat. Eine Lupe für die Bestimmung der Minerale ist hierbei sehr hilfreich.
Vorraussetzungen zur Anwendung des QAPF-Diagramms
Wie bereits erwähnt darf der Anteil der mafischen Minerale (hierzu werden in diesem speziellen Kontext aber auch verwandte Minerale, wie z.B. Muskovit gezählt) weniger als 90% des Gesteins ausmachen. Hierbei ist zu beachten, dass das QAPF den Modalbestand in Vol.-% (nicht Gew.-%) nutzt. Ebenso nicht anwendbar ist es auf Karbonatite, Lamprophyre, melilithische und pyroklastische Gesteine, die eigene Schemata haben. Nach IUGS zählen Albit (An 0–5) und Perthit zum Alkalifeldspat (A). Wichtig ist zu beachten, dass das QAPF allein Diorit, Gabbro und Anorthosit nicht trennt. Dafür braucht es den An-Gehalt des Plagioklases und den M-Anteil, danach eigene Diagramme (Gabbro, Norit, Troktolith).
Rechenbeispiel zur Klassifikation
Voraussetzung: Das QAPF-Diagramm gilt nur für magmatische Gesteine mit weniger als 90 % mafischen Mineralen (M < 90 %). Für Plutonite und Vulkanite gibt es jeweils ein eigenes Diagramm; das folgende Beispiel bezieht sich auf Plutonite.
Für die Benennung werden nur die vier Mineralgruppen Quarz (Q), Alkalifeldspat (A), Plagioklas (P) und Foide (F) berücksichtigt und auf 100 % normiert. Alle anderen Minerale (z. B. Biotit, Muskovit, Hornblende) werden zunächst herausgerechnet. Da sich Quarz und Foide gegenseitig ausschließen, enthält ein Gestein entweder Quarz, Alkalifeldspat und Plagioklas (oberes Dreieck) oder Foide, Alkalifeldspat und Plagioklas (unteres Dreieck).
Beispiel 1: Gestein nur aus Q, A und P
Ein Plutonit besteht aus 40 % Quarz, 30 % Alkalifeldspat und 30 % Plagioklas. Die Summe beträgt bereits 100 %, eine Normierung ist nicht nötig. Das Gestein liegt im Feld Granit (genauer: Monzogranit, siehe Schritt 3 unten).
Beispiel 2: Gestein mit weiteren Mineralen
Ein Plutonit hat folgende Zusammensetzung: 30 % Quarz, 35 % Alkalifeldspat, 20 % Plagioklas, 8 % Biotit und 7 % Muskovit.
Schritt 1 – Voraussetzung prüfen: Die mafischen Minerale und verwandte Minerale inkl. Muskovit machen 15 % aus (M < 90 %). Das QAPF-Diagramm darf also verwendet werden.
Schritt 2 – Normieren: Quarz, Alkalifeldspat und Plagioklas ergeben zusammen 85 %. Auf 100 % normiert ergibt sich:
| Mineral | Anteil im Gestein | Rechnung | normiert |
|---|---|---|---|
| Quarz (Q) | 30 % | 100 · 30 / 85 | 35 % |
| Alkalifeldspat (A) | 35 % | 100 · 35 / 85 | 41 % |
| Plagioklas (P) | 20 % | 100 · 20 / 85 | 24 % |
| Summe | 85 % | 100 % |
Schritt 3 – Punkt im Diagramm finden: Die Lage des Punktes ergibt sich aus zwei Werten:
- Quarzgehalt (Höhe im Dreieck): Q = 35 %, also zwischen den Linien 20 und 60.
- Plagioklasanteil am Gesamtfeldspat (Lage von links nach rechts): P / (A + P) = 100 · 20 / 55 = 36 %.
Damit liegt der Punkt im Feld Granit, und zwar im Teilfeld Monzogranit (P / (A + P) zwischen 35 und 65 %). Der Punkt liegt allerdings nur knapp neben der Grenze zum Syenogranit. Bei Schätzungen im Handstück wäre die Unterscheidung hier unsicher; erst eine genaue Auszählung im Dünnschliff erlaubt eine sichere Zuordnung.
| Tipp: |
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P / (A + P) mit den ungerundeten Werten berechnen – das Ergebnis ist mit den Ausgangswerten und den normierten Werten identisch. |
Schritt 4 – Gesteinsnamen ergänzen: Zusätzlich können die übrigen Minerale im Namen angegeben werden. Dabei gilt: Das häufigste Mineral steht direkt vor dem Gesteinsnamen, die selteneren davor. Da Biotit (8 %) häufiger ist als Muskovit (7 %), heißt das Gestein Muskovit-Biotit-Granit (bzw. Muskovit-Biotit-Monzogranit) oder kurz Zweiglimmergranit.
QAPF im Gelände
Im Gelände eignet sich diese doch eher theoretische Art der Berechnung weniger gut. Hier liegt der Fokus darauf das Gestein schnell und ohne großen Aufwand zu bestimmen. Das Vorgehen ist daher pragmatisch und ohne das gerechnet werden muss:
| Achtung: |
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Alle Anteile beziehen sich nur auf die hellen Minerale Quarz, Alkalifeldspat und Plagioklas – dunkle Minerale wie Biotit oder Hornblende lässt du bei der Schätzung weg. |
Am einfachsten und schnellsten geht es, wenn du zuerst den Quarz-Anteil in deinem Gestein anschaust. Es ist dabei gar nicht wichtig, dass du den Anteil von Quarz exakt bestimmst, sondern innerhalb zwei wichtiger Intervalle festlegst:
- Enthält das Gestein weniger als 20 % Quarz?
- Enthält das Gestein zwischen 20-60 % Quarz?
Wie du in der nachfolgenden Grafik siehst, schränkst du die Auswahl-Möglichkeiten damit schon stark ein.
Jetzt musst du im nächsten Schritt nur noch den Anteil von Alkalifeldspat und Plagioklas bestimmen. Und auch hier brauchst du nicht den exakten Prozentanteil, sondern es reicht, wenn du abschätzen kannst, in welchen Intervallen du liegst – weniger als 35 %, mehr als 65 % oder 35-65 %. Aber schauen wir uns das mal konkret an:
Quarz-Anteil < 20%
Hier unterscheiden wir vereinfacht drei Gesteinsgruppen – entscheidend ist der Anteil des Plagioklases an allen Feldspäten:
- unter 35 % Plagioklas (vor allem Alkalifeldspat): Syenit
- 35–65 % Plagioklas (beide Feldspäte etwa gleich häufig): Monzonit. Übrigens: Der Name stammt vom Monzoni-Massiv im Fassatal (Dolomiten).
- über 65 % Plagioklas (vor allem Plagioklas): Diorit bzw. Gabbro
Bei etwas Quarz (5–20 %) steht die Vorsilbe „Quarz-“ davor, z. B. Quarzmonzonit.
Quarz-Anteil > 20%
Hier liegen die Granitoide:
- unter 65 % Plagioklas: Granit – ein riesengroßes Feld!
- 65–90 % Plagioklas: Granodiorit
- über 90 % Plagioklas (kaum Alkalifeldspat): Tonalit (benannt nach dem Tonale-Pass in Norditalien)
Bei mehr als 60 % Quarz spricht man von quarzreichen Granitoiden; solche Gesteine sind selten.
| Beachte: |
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Diese Einteilung ist bewusst vereinfacht und fasst benachbarte Felder zusammen (z. B. Alkalifeldspatsyenit und Syenit, Monzodiorit und Diorit/Gabbro, Alkalifeldspatgranit und Granit). Für eine genaue Benennung siehe Rechenbeispiel und das vollständige Diagramm. |
3D-Modelle
Das QAP-Modell für Plutonite in der 3D-Animation:
Das QAPF-Modell für Vulkanite als 3D-Animation
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Klassifikationsschema magmatischer Gesteine
Referenzen
Markl, Gregor (2014). Minerale und Gesteine: Mineralogie–Petrologie–Geochemie. Springer-Verlag.
Matthes, Siegfried (2013). Mineralogie: eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. Springer-Verlag.
Streckeisen, A.L. (1973) Plutonic Rocks: Classification and Nomenclature Recommended by the I.U.G.S. Sub-Commission on the Systematic of Igneous. Rocks, Geo, Times, 18, 26-30.
Autoren
- Dieser Artikel wurde geschrieben und gegengelesen von:
- Andrea Mazon, Paula Dörfler, Donjá Aßbichler
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