Pyroklast

Pyroklasten, Singular Pyroklast (von altgriechisch πῦρ pyr „Feuer“ und κλαστός klastós „zerbrochen“), sind (Gesteins-)Fragmente, die durch Zerreißen oder Zerbrechen (Fragmentierung) oder durch direkte Kristallisierung infolge vulkanischer Aktivität aus einem festen oder flüssigen vulkanischen Ausgangsmaterial entstanden sind. Die Korngröße, die interne Struktur und die chemisch-mineralogische Zusammensetzung sind variabel. Die individuelle Form spielt lediglich bei der Bezeichnung von einigen Pyroklastentypen eine Rolle. Pyroklasten werden durch ballistischen Auswurf (mit eventueller folgender Verdriftung durch Wind und Luftströmungen) oder durch Fließen am Boden in Dichteströmen (Gas-Partikel-Gemische) transportiert, im Gegensatz zur Entstehung von vulkanischen Gesteinen aus Lavaströmen. Pyroklasten bilden per definitionem den Hauptanteil (> 75 %) der pyroklastischen Ablagerungen.

Pyroklasten: Asche, Lapilli und Bomben am Vulcão dos Capelinhos, Faial, Azoren.

Vulkanische Ablagerungen

Zusammen- setzung                                         Anteil an Pyroklasten                                                           Pyroklastika > 75%   Tuffite 75–25%   Epiklasten < 25%                                             Verfestigt?         Ja                 Nein                 pyroklast. Gestein   Tephra         Tuff, Lapillistein, pyroklast. Brekzie, Agglomerat   Asche, Lapilli, Blöcke und Bomben                                   Transport- weg                                                                             pyroklast. Fließ- Ablagerung   pyroklast. Fall- Ablagerung

Definition

Pyroklasten sind Einzelkristalle, Kristallbruchstücke, Glas oder Gesteinsfragmente, die bei einem explosiven Ausbruch eines Vulkans entstanden sind. Dabei können die Pyroklasten beim Ausbruch bereits fest oder noch flüssig gewesen sein. Die interne Struktur (siehe aber unten) und die mineralogisch-chemische Zusammensetzung spielen bei der Definition keine Rolle. Die individuelle Form ist dagegen zur Klassifizierung einzelner Pyroklastentypen wichtig.

Pyroklasten im engeren Sinne dürfen keine Anzeichen aufweisen, dass sie wiederaufgearbeitet worden sind, d. h. die äußere Gestalt, die diese Fragmente während der Entstehung oder des Transports (ballistischer Transport oder Transport in pyroklastischen Dichteströmen) angenommen haben, darf keine Anzeichen auf Wiederaufarbeitung aufweisen. Sie können jedoch bei oder kurz nach der Ablagerung in ihrer Gestalt verändert werden, etwa durch partielle Aufschmelzung und Verformung durch die Auflast überlagernder Pyroklasten oder durch interne Korn/Korn-Bewegungen in den Ablagerungen.

Umgelagerte Pyroklasten, also schon einmal abgelagerte und erneut transportierte Pyroklasten, werden auch „wiederaufgearbeitete Pyroklasten“ genannt, Klasten unsicherer Herkunft werden als „Epiklasten“ bezeichnet.

Klassifikation

Pyroklasten werden anhand der Korngröße klassifiziert. Die IUGS (International Union of Geological Sciences) empfiehlt folgende Einteilung:

• Bomben (> 6,4 cm). Die äußere Form und Oberfläche weisen Anzeichen auf, dass der Pyroklast während Entstehung und Transport geschmolzen war
• Blöcke (> 6,4 cm). Die eckige oder gerundet-eckige Form weist darauf hin, dass der Pyroklast zum Zeitpunkt der Entstehung fest war
• Lapilli (0,2 bis 6,4 cm), kleine Pyroklasten beliebiger Form
• Asche (< 0,2 cm), sehr kleine Pyroklasten beliebiger Form. Sie können weiter in grobe Aschenkörner (0,2 mm bis ¹⁄₁₆ mm) und feine Aschenkörner oder Aschenstaub (< ¹⁄₁₆ mm) unterteilt werden.

Daneben existiert auch noch eine ältere Einteilung von Sohn & Cough (1989), die heute gelegentlich immer noch angewendet wird:

• feine Asche (feiner als ¹⁄₁₆ mm)
• mittlere Asche (¹⁄₁₆–¹⁄₂ mm)
• grobe Asche (¹⁄₂–2 mm)
• feine Lapilli (2–4 mm)
• mittlere Lapilli (4–16 mm)
• grobe Lapilli (16–64 mm)
• feine Blöcke (64–256 mm)
• grobe Blöcke (größer 256 mm)

Blasigkeit und Fragmentierung

Die meisten Pyroklasten sind mehr oder weniger blasig (vesikulär). Blasenkeime bilden sich, wenn ein gasreiches Magma aufsteigt und es zur Druckentlastung kommt. Das Magma kann für eine oder mehrere Gasphasen übersättigt werden und die Blasenkeime werden durch Diffusion und Dekompression rasch größer. Dies führt nahe der Erdoberfläche zur Bildung eines Magmaschaumes, der beim Austritt explosiv fragmentieren und Pyroklasten bilden kann.

Phreatomagmatische Vorgänge fragmentieren das aufdringende Magma ebenfalls sehr stark. Im Gegensatz zur explosiven Entgasung von Magma sind diese Partikel deutlich weniger blasig und damit ein wichtiger Hinweis auf diesen Entstehungsprozess.

Pyroklastische Ablagerungen

→ Hauptartikel: Pyroklastisches Sediment

Pyroklastische Ablagerungen oder Pyroklastika werden so bezeichnet, wenn sie zu mehr als 75 % aus Pyroklasten bestehen. Der Rest kann aus Epiklasten, chemischen, biogenen oder anderen Sedimentgesteinen bestehen. Ein Vulkantyp, bei dem überwiegend oder fast ausschließlich pyroklastische Lockerprodukte gefördert werden, ist der Tuffvulkan. Dagegen fördern Schildvulkane überwiegend Lava und nur wenige Pyroklasten.

Pyroklastische Ablagerungen werden einerseits nach der Korngröße der Pyroklasten, anderseits nach der Art des Transports in pyroklastische Fließ- und Fallablagerungen unterschieden.

Lockere, noch unverfestigte pyroklastische Ablagerungen (Sedimente) werden auch als Tephra bezeichnet. Werden pyroklastische Lockersedimente verfestigt, spricht man von pyroklastischen Gesteinen.

Quellen

Literatur

• Roger Walter Le Maitre: Igneous rocks: IUGS classification and glossary; recommendations of the International Union of Geological Sciences, Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks. 2. Aufl., 236 S., New York, Cambridge University Press 2002, ISBN 0-521-66215-X
• Hans-Ulrich Schmincke: Pyroklastische Gesteine: In: Hans Füchtbauer (Hrsg.), Sediment-Petrologie, Teil 2, Sedimente und Sedimentgesteine. 4. Aufl., S. 731–778, E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1988, ISBN 3-510-65138-3.