Der Cornubische Batholith ist ein Batholith aus Granit, der vor rund 280 Millionen Jahren im Unterperm entstanden war. Er unterlagert einen Großteil der südwestlichen Halbinsel Großbritanniens und tritt in Dartmoor, Bodmin Moor, um St Austell, Carnmenellis, am Land’s End und auf den Isles of Scilly zu Tage. Im engen Zusammenhang mit der Intrusion stehen sehr bedeutende Mineralvorkommen, insbesondere das Zinnerz Cassiterit, das bereits seit 2000 v. Chr. hier abgebaut wird. Ebenfalls zugegen sind Erze von Kupfer, Blei, Zink und Wolfram. Von Bedeutung ist auch der Abbau von Kaolin für die Porzellanmanufaktur.
Etymologie mini|300px|Lagekarte des Cornubischen Batholiten in Südwest-England
Die Bezeichnung Cornubischer Batholith leitet sich von Cornubia ab – im Mittellatein der Name für Cornwall.
Geographie mini|300px|Bouguer-Schwereanomaliekarte vom Südwesten Großbritanniens – deutlich zu erkennen die negativen Schweretröge des Cornubischen Batholithen und des Granits von Haig Fras
Der Cornubische Batholith entstand als Kristallisationsprodukt einer Schmelze (Magma) unterhalb der Erdoberfläche. Schweremessungen und geomagnetische Untersuchungen belegen, dass sich die 250 Kilometer lange und 40 bis 60 Kilometer breite Intrusion von etwa 8° W (rund 100 Kilometer südwestlich der Isles of Scilly) bis an den Ostrand von Dartmoor erstreckt. Da Granit gegenüber durchschnittlicher kontinentaler Kruste leichter ist, kann die Intrusion an einer negativen Schwereanomalie erkannt werden. Diese verläuft in etwa geradlinig von Westsüdwest nach Ostnordost. Der etwas weiter nördlich in der Keltischen See gelegene Haig Fras Granite verfolgt dieselbe Richtung.
Bis zum Einsatz von Schweremessungen, die erst Modelle für Mächtigkeit und räumliche Ausdehnung des Batholithen ermöglichten, waren die Umrisse des Batholiten als auch die Anordnung seiner ihn aufbauenden granitischen Einzelplutone vollkommen spekulativer Natur. Die ursprüngliche Arbeit von Martin Bott legte nahe, dass der Batholith in etwa die Form eines Trapezoids hatte, dessen Basis 10 bis 12 Kilometer breit war. Mittlerweile wird jedoch eher die Gestalt eines Lakkolithen bzw. eines Lopolithen für wahrscheinlicher gehalten. Aufgrund von Vergleichen mit anderen Intrusionsbeispielen darf unter Zuhilfenahme der Ausstrichsbreite angenommen werden, dass die Einzelplutone zwischen 3 und 5 Kilometer mächtig sind. Das Gesamtvolumen des Batholithen wurde im Jahr 1989 auf rund 68.000 Kubikkilometer geschätzt.
Entstehung mini|300px|Hound Tor in Dartmoor mit schönen horizontalen und vertikalen Kluftscharen
Der zum Rhenoherzynikum gehörende Cornubische Batholith ist ein zusammengesetzter Batholith, der sich über einen Zeitraum von 25 Millionen Jahren zwischen 300 und 275 Millionen Jahren im Unterperm gebildet hatte. Insofern stellen seine Granite eine Spätphase innerhalb der Variszischen Orogenese dar. Es wird davon ausgegangen, dass nach erfolgter Kollision Krustendehnung im orogenen Endstadium den Aufstieg der Magmen in höhere Krustenbereiche ermöglicht hatte. Neodym- und Strontiumisotopen legen nahe, dass die konstituierenden Magmen einem partiellen Aufschmelzen der Unterkruste zu verdanken sind, in welche zusätzlich mengenmäßig untergeordnete, aus dem Erdmantel stammende Basaltschmelzen und Lamprophyre eingedrungen waren. Die Unterkruste dürfte aus proterozoischen Metasedimenten und Metavulkaniten bestanden haben.
Die granitischen Schmelzen waren vor allem an flüchtigen Elementen, aber auch an Seltenen Erden angereichert. Ihr Aufstieg dürfte als zäher Kristallbrei erfolgt sein. Nachdem sich die zirka 800 °C warmen und unter einem Druck von 0,5 GPa stehenden anatektischen Schmelzen schließlich auf rund 700 Grad Celsius abgekühlt hatten, verfestigte sich der Kristallbrei allmählich und erstarrte. Bedingt durch einen hohen Gehalt an radioaktiven Elementen und der dadurch intern erzeugten Wärme kam es aber zu einem erneuten punktuellen Aufschmelzen des Breis und somit zu weiteren magmatischen Pulsen – weswegen der Batholith jetzt aus mehreren Einzelintrusionen zusammengesetzt ist, deren Kontakte oft durch pegmatitische Stockscheider voneinander abgetrennt sind.
Im tiefer temperierten Bereich erfolgte dann später spröde Deformation mit Bildung von insbesondere senkrecht stehenden und auch horizontal liegenden Kluftscharen. Die horizontal liegenden Klüfte werden hierbei auf die Ausdehnung des Batholithen durch Druckentlastung zurückgeführt. Sie sind sehr schön an den so genannten Tors im Dartmoor und im Bodmin Moor zu sehen.
Das Deckgebirge aus nur schwach metamorphen Schiefern und Sandsteinen des Devons und Karbons (Metasedimente und Metavulkanite eines passiven Kontinentalrandes) wurde dann ganz langsam abgetragen, so dass die Granite in Gebieten wie in Dartmoor und Bodmin Moor schließlich an der Oberfläche austraten. Fortgesetzte Erosion setzte den Graniten stark zu, so dass diese jetzt oft nur noch als lose Einzelblöcke – so genannter clitter – erhalten sind.
Platznahme Der Platznahmemechanismus des Batholithen mit seinen Einzelplutonen wird nach wie vor kontrovers diskutiert – nicht zuletzt wegen des Raumproblems derartig massiver Intrusionen innerhalb der Oberkruste. Vier Mechanismen werden bisher in Erwägung gezogen: aktives Auskolken des Wirtsgesteins (Englisch stoping), Diapirismus, Ausdehnungstektonik (Grabenbildung) und Anhebung des überlagernden Gesteinspakets durch einen lakkolithischen Lagergang mit relativ kurzem, steilstehenden Förderbereich.
Für Stoping gibt es Anzeichen am Rand der Tregonning-Intrusion, wo mehrere Intrusivlagen vom Dach der Intrusion in das Nachbargestein eindringen. Der Land’s End Granite wurde früher noch als Diapir angesehen, sein Aufdringen wird neuerdings jedoch an Verwerfungen geknüpft, welche sich in einem regionalen Dehnungsfeld gebildet hatten. Die Hauptrichtung der Verwerfungen im Cornubischen Batholithen verläuft generell Nordwest-Südost.
Regionale Petrologie Die Einzelplutone des Cornubischen Batholithen geben laut Simons und Kollegen (2016) fünf unterschiedliche Lithologien, benannt nach den vorherrschenden Mineralien, zu erkennen: Zweiglimmer- (G 1), Muskowit- (G 2), Biotit- (G 3), Turmalin- (G 4) und Topasgranit (G 5). Die Zweiglimmer- und Muskowitgranite sind älter, sie treten in Carnmenellis, im Bodmin Moor und in den Isles of Silly zu Tage. Die jüngeren Biotit- und Turmalingranite erscheinen am Land’s End, in St Austell und in Dartmoor. Topasgranite finden sich in den Plutonen von Tregonning, Land’s End und St Austell.
Der volumenmäßig mit mehr als 90 Prozent bei weitem vorherrschende mittel- bis grobkörnige Zweiglimmergranit G 1 besteht modal zu 34 % aus Quarz, 32 % Alkalifeldspat, 22 % Plagioklas, 6 % Biotit, 4 % Muskowit, 1 % Turmalin und zu 1 % aus anderen Mineralen – mit teils leichten Variationen in diesen Verhältnissen. Er stellt somit einen entwickelten S-Typus dar. Neben den genannten Hauptmineralen erscheinen akzessorisch Allanit, Almandin, Andalusit, Apatit, Cordierit, Fluorit, Ilmenit, Topas und Zirkon, die radioaktiven Minerale Monazit, Xenotim und Uraninit sowie die Subsolidusbildungen Chlorit, Rutil und Titanit.
Der G 2-Granit ist dem G 1-Granit recht ähnlich, besitzt jedoch mehr Muskovit. Er tritt nur in kleinen Vorkommen auf.
Es wird vermutet, dass der G 1-Granit aus einer Metagrauwacke durch Aufschmelzen von 20 Prozent Muskovit und nur wenig Biotit entstanden war, wobei die physikalischen Bedingungen bei 731 bis 806 °C und mehr als 0,5 GPa lagen. Bei den jüngeren G 3-Graniten war bei gleicher Quelle das Aufschmelzen von Biotit ausschlaggebend, der Vorgang war mit 768 bis 847 °C höher temperiert, die Drucke lagen jedoch mit rund 0,4 GPa etwas niedriger. Anhand der geochemischen Daten lassen sich zwei Fraktionierungsreihen erkennen – G 1 → G 2 und G 3 → G 4. Die höher entwickelten G 2- und G 4-Granite entstanden durch 10- bis 30-prozentige Fraktionierung eines Mineralgemisches aus Plagioklas, Alkalifeldspat und Biotit - was sich anhand der Hauptelemente, sowie Barium, Strontium und Rubidium ableiten lässt. Metasomatische Umwandlungen in den G 2- und G 4-Graniten lassen sich durch Sekundärbildungen von Muskovit und Turmalin erkennen, aber auch durch eine Trendänderung in den Haupt- und Spurenelementen, insbesondere bei P2O5 und bei Rubidium. Der G 5-Granit stellt einen vollkommen eigenen Magmentyp dar. Als Erklärung wird mittlerweile das partielle Aufschmelzen eines Biotit-reichen Restits herangezogen, welcher in den Magmen von G 1 und/oder G3 zurückgeblieben war. Erleichtert wurde dessen Aufschmelzen durch granulitfazielle Fluida der Unterkruste.
Dartmoor mini|300px|Granitvorkommen am Haytor in Dartmoor
Der Dartmoor Granite bildet mit 650 Quadratkilometer die größte und am weitesten nach Osten reichende Einzelintrusion. Er besteht aus zwei Hauptfazies, einem grobkörnigen Granit mit vielen Alkalifeldspat-Megakristallen (Fazies G 3a) und einem grobkörnigen Granit, der recht arm an Megakristallen ist (G 3b). Im Südwesten führt der grobkörnige Granit etwas kleinere Megakristalle und stellenweise treten auch mittelkörnige und kleinkörnige Granite auf (G 3c und G 3d). Auch Turmalingranite mit globularem Quarz (G 4b) finden sich punktuell. Schweremessungen am Dartmoor-Pluton lassen auf ein schichtartiges Vorkommen schließen, das nahezu 10 Kilometer mächtig wird. Die im Süden gelegene Wurzel fußt bei 17 Kilometer Tiefe. Möglicherweise handelt es sich hier um einen Fördergang, in dem das Magma in seichtere Krustenbereiche aufgedrungen war. Es hat den Anschein, als sei der Schichtkörper an der Grenze zwischen Devon und Karbon intrudiert. Altersbestimmungen an Monazit mittels der Uran-Blei-Methode erbrachten 278,2 ± 0,8 und 280,4 ± 1,2 Millionen Jahre. Geochemisch unterscheidet sich der Dartmoor Granite deutlich von den anderen Graniten im Batholith und stellt daher einen eigenen, separaten, magmatischen Puls dar.
Bodmin Moor mini|300px|Der Bodmin Moor Granite am Rough Tor
Der Bodmin Moor Granite (220 Quadratkilometer) besteht vorwiegend aus einem grobkörnigen Granit, der sehr reich an kleineren Megakristallen ist (G 1a). Im Zentralteil erscheint ein mittelkörniger Granit mit Phänokristallen variabler Größe (G 1b). Der Pluton weist an seinem Westrand und in seinem Zentrum noch kleinere Körper eines feinkörnigen Granits auf (G 1c). Schweremessungen zeigen, dass der Pluton eine keilförmige Gestalt besitzt, welche sich nach Südsüdosten verdickt und dort eine maximale Dicke von zirka 7 Kilometer erreicht. Altersmessungen an Monazit ergaben 291,4 ± 0,8 Millionen Jahre.
St Austell Der 85 Quadratkilometer umfassende St Austell Granite besteht auf seiner Osthälfte aus einem grobkörnigen, Megakristall-führenden Granit (Fazies G 3a). Der West- und Ostrand der Intrusion kennzeichnen sich durch sehr große Megakristalle aus, wohingegen diese im Zentrum fehlen. Zwischen dem Westende und dem Zentrum hat sich ein mittelkörniger Granit gebildet, dessen Glimmer lithiumhaltig sind (G 5a). Kleine Körper aus feinkörnigem Granit erscheinen im Zentrum und am Westrand (G 3d). Den westlichen Zentralabschnitt bilden Topasgranite (G 4) Der Pluton von St Austell ist ebenfalls keilförmig. Monazitalter ergeben 281,8 ± 0,4 Millionen Jahre.
Carnmenellis