Gesteinsbestimmung - Gefüge erkennen

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Gesteinsbestimmung: Gefüge beurteilen.
(Teil 2)

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Das Gefüge magmatischer Gesteine:

Magmatische Gesteine entstehen bei der Abkühlung von Gesteinsschmelzen.
Das Gefüge ist massig, richtungslos und körnig.
Die Probe sieht aus allen Richtungen gleich aus, egal, wie ich sie halte.
Das Gestein baut sich aus meist unterschiedlich gefärbten Mineralkörnern auf.
Die Umrisse der Minerale sind unregelmäßig eckig, teilweise haben sie gerade Kanten, manchmal sind einige, aber nicht alle, rund. Das Gestein enthält nur selten Hohlräume und niemals Fossilien.
Die Korngröße reicht von extrem klein (auch mit der Lupe nicht erkennbar) bis viele Zentimeter groß. Entscheidend für die Größe der Minerale ist die Abkühlungszeit der Schmelze.
Viel Zeit = große Kristalle, wenig Zeit = kleine Kristalle.

Aus der Korngröße leitet sich die Gliederung der magmatischen Gesteine in drei Untergruppen ab:

Tiefengesteine (Plutonite) hatten Zeit zum Abkühlen. Sie zeigen deshalb große, gut entwickelte Mineralkörner (Kristalle). Mindestens einige der Körner haben gerade Kanten.
Vulkanische Gesteine (Vulkanite) treten an der Erdoberfläche aus und haben keine Zeit für ein Kristallwachstum. Ihr Gefüge ist dicht, d.h. es sind in der Regel keine Minerale erkennbar.
Ganggesteine stehen zwischen den beiden ersten Gruppen. Sie haben einige gut entwickelte Kristalle, die in einer feinkörnigen Grundmasse sitzen. Die Kristallisation hatte begonnen, wurde aber abgebrochen. Solche Gesteine heißen Porphyre.

Dazu Beispiele:

A.) Gefüge eines Tiefengesteins (Plutonit): Körnig und richtungslos, das Gestein sieht aus allen Richtungen gleich aus.
Welche Minerale hier vorhanden sind, ist bei der Gefügebeurteilung noch nicht wichtig.
Allerdings sollte die Gesamtfarbe eines Gesteins immer beachtet werden. Gesteine, die so dunkel sind wie dieses hier, sind meist mafische Gesteine. (Gabbro/Diorit und verwandte Gesteine)

Auch das nächste Gestein ist körnig und richtungslos, allerdings mit anderen Mineralen, die eine helle Gesamtfarbe machen. So helle Gesteine wie dieses hier lassen fast immer Quarz und Feldspäte erwarten.

Zählen Sie in solchen Gesteinen die Minerale.
Dieses hier ist typisch (4 Minerale).

Tiefengesteine zeigen zwei Merkmale. Zum einen das gut entwickelte Gefüge mit sichtbaren Kristallen, das auf eine langsame Abkühlung schließen läßt.
Zum zweiten haben beide Proben ein richtungsloses Gefüge. Egal ist, wie ich den Stein anschaue: er hat keine bevorzugte Richtung, keine Streifen oder Schichten.

B.) Gefüge eines Vulkanits (schnell erkaltete Lava):
Vulkanite haben meist ein richtungsloses, aber sehr feinkörniges Gefüge.
Damit ist das entscheidende Problem genannt: Sie erkennen nicht, welche Minerale vorhanden sind, da diese viel zu klein sind. Vulkanite sind von Hand kaum bestimmbar - ansatzweise ist die Gesamtfarbe ein Indiz. Helle oder graue Vulkanite haben meist einen hohen Anteil an Quarz / Feldspäten (solche Gesteine sind z. B. Latit, Trachyt, Andesit). Sehr dunkle Vulkanite gehören meist zur Gruppe der Basalte.
Einzelne Gesteine sind manchmal trotzdem bestimmbar, wenn sich Einsprenglinge finden, die etwas über das Gestein verraten. In Basalten sind gelegentlich grünlichgelbe Klümpchen enthalten: Olivin. Auf dem Foto unterhalb ist er am unteren Bildrand zu sehen.
Mehr zum Olivin in einem späteren Abschnitt über gesteinsbildende Minerale. Fotos finden Sie jetzt schon beim Schonenbasalt.
Beachten Sie das Gefüge auf dem Bild: feinkörnig, dazu scherbiger Bruch (=sehr festes Gestein). Die dunkle Farbe weist auf ein mafisches Gestein.

Wenn Einsprenglinge vorhanden sind: Form und Farbe beachten:
Schlanke, helle Einsprenglinge in sehr dunklen Gesteinen sind fast immer Plagioklase. Farbige Einsprenglinge in hellen oder grauen oder bunten Vulkaniten sind oft Alkalifeldspäte.

C.) Das Gefüge der Ganggesteine (auch "Subvulkanite" genannt):

Ihr charakteristisches Gefüge enthält Merkmale beider obiger Gruppen: Die gut entwickelten Kristalle der Magmatite und die dichte/feinkörnige Grundmasse der Vulkanite.
Solche Gesteine bezeichnet man als "Porphyre".
"Porphyr" bedeutet, daß sich gut entwickelte, größere Kristalle ("Einsprenglinge") in einer feinkörnigen/dichten Grundmasse befinden.
Solche porphyrischen Gefüge entstehen unter anderem, wenn die Kristallisation plötzlich abgebrochen wird. Ursache kann der Aufstieg eines kristallhaltigen Magmas sein, das an der Erdoberfläche oder in kalter Umgebung beschleunigt abkühlt. Als Ergebnis bildet sich ein feinkörniges Gestein, das die bereits gebildeten Kristalle in einer feinkörnigen Grundmasse zeigt.

Beachten Sie im nachfolgenden Beispiel, daß einige der Einsprenglinge, es sind Feldspäte, eckige Umrisse haben. Die Kristalle sind idiomorph (= eigengestaltig). Ein Detail, daß Ihnen nicht entgehen darf.

Im Geschiebe sind solche Porphyre häufig. Es gibt ziemlich viele verschiedene Varianten. Etliche sind als Leitgeschiebe charakteristisch für ein bestimmtes Herkunftsgebiet.

Das Gefüge der Sedimentite (Ablagerungsgesteine):

Sedimentite entstehen durch Ablagerung der Reste von zersetzten Gesteinen.
Diese Ablagerung geschieht meist über sehr lange Zeiträume, dabei werden die einzelnen Bestandteile in Schichten abgelagert.
Ein jedem bekanntes Beispiel ist Sandstein.
Sand (= Quarzkörner) ist das, was von völlig verwitterten Gesteinen in unseren Breitengraden übrigbleibt. Er wird vom Wasser oder Wind transportiert und abgelagert und unter günstigen Umständen verfestigt.
Beim Ablagern bildet sich die charakteristische Schichtung. Sie entsteht zum Beispiel durch verschieden große Körner. Eine Lage feinen Sandes wird von einer Lage grober Körner bedeckt, dann folgt wieder feiner Sand. Es bilden sich Schichten.
Wechselt die Färbung der einzelnen Sandkörner, bilden sich farblich abgesetzte Schichten. Sedimentgesteine sehen deswegen oft gestreift aus.

Das abgebildete Gestein ist ein Sandstein aus dem nordischen Geschiebe.
Seine Schichtung ist hier durch den Farb- und Korngrößenwechsel besonders gut zu erkennen.
Schichtungen können in einfarbigen und feinkörnigen Gesteinen schwer zu sehen sein.
Sie sollten das Gefüge deshalb immer mit der Lupe kontrollieren. Sedimentgesteine bestehen aus Massen kleiner, gerundeter Bruchstücke, die dicht gepackt liegen und durch ein Bindemittel zusammengehalten werden.
Kalkgesteine können feinkörnigen Sandsteinen ähneln. Es ist immer sinnvoll, mit einem Tropfen Salzsäure zu testen, wenn man mit der Lupe nicht sicher ist. Der Gebrauch von Salzsäure ist nicht amateurhaft - im Gegenteil. Es gibt immer wieder schwierige Fälle oder so empfindliche Proben, daß man mit dem Hammer nicht hantieren kann. Dann ist Salzsäure hilfreich - auch um bei kleinen hellen Einsprenglingen die Quarze von den Kalziten zu unterscheiden. Das Schäumen von Kalk unter Salzsäure ist auch bei winzigsten Einsprenglingen gut zu sehen.

Nahaufnahme eines Sandsteins. Sie sehen die dicht gepackten Körner.
Bei einem Sandstein sind es immer kleine Quarze.

Viele Sedimentite sind nicht sehr hart. Man kann sie mit einem Stahlnagel leicht ritzen.

Besteht ein Sedimentgestein aus groben, gerundeten Stücken, wird es als Konglomerat bezeichnet (linkes Bild). Sind die Bestandteile eher eckig, nennt man es Brekzie (rechtes Bild). Konglomerate sind weitaus häufiger zu finden als schöne Brekzien.

Das Gefüge metamorpher Gesteine:

Metamorphite entstehen immer aus bereits vorhandenen Gesteinen.
Die Umwandlung wird durch Druck und erhöhte Temperaturen verursacht und findet im festen Zustand statt, es kommt nicht zu einer Aufschmelzung. (Gesteine, bei denen die Aufschmelzung einsetzt, heißen Migmatite und bilden eine eigene Gruppe)

Ein wichtiges Kennzeichen vieler metamorpher Gesteine ist ihr deformiertes Gefüge.
Zu erkennen ist es an den eingeregelten, parallel liegenden und verformten Mineralkörnern.
Das ganze Gestein wirkt gestreift oder lagig, wobei dieses lagige Gefüge nicht mit der Schichtung in Sedimentiten verwechselt werden darf. Hier handelt es sich um eine Einregelung der Minerale oder, wenn die Verformung stark genug war, um Schieferung.
Schieferung bedeutet, daß sich das Gestein plattig spalten läßt.

Metamorphe Gesteine entstehen unter anderem bei Gebirgsbildungen. Man bezeichnet solche Überprägungen als Regionalmetamorphosen, weil sie ganze Regionen betreffen, also sehr weiträumig angelegt sind.
Die Feldspäte werden dabei zu "Augen" verformt und gelängt, Quarze plattgedrückt.
Außerdem können sich neue Minerale bilden. Ein solches metamorphes Mineral ist Granat.
Die meisten Granate in unseren Gesteinen sind bei Metamorphosen entstanden.
Sie sehen überwiegend rötlich, violett oder bräunlich aus. Oft erscheinen sie rundlich, gelegentlich zeigen sie schöne Kristallflächen. Granatführende Gesteine sind im Geschiebe häufig.
Im abgebildeten Gestein sind es die dunkelrotbraunen Einsprenglinge.

	Das entscheidende Merkmal im Bild ist das horizontal deformierte Gefüge.. Die horizontale Einregelung spiegelt eine gerichtete Belastung wieder, die hier geherrscht hat: Die Mineralkörner haben sich in Lagen angeordnet und sind verformt worden. Es gibt eine deutliche Vorzugsrichtung, die man erkennt, wenn das Gestein gedreht wird. Es sieht nicht mehr aus allen Richtungen gleich aus! Der Unterschied zur Schichtung in den oben beschriebenen Sedimentgesteinen besteht darin, daß metamorphe Gesteine nicht aus Bruchstücken aufgebaut sind, sondern eher den magmatischen Gesteinen gleichen. Sie bestehen aus einem Verband von Mineralkörnern. Diese Minerale zeigen oft Spuren von Deformationen, teils mit dem bloßen Auge erkennbar, teils nur mikroskopisch nachweisbar. Ein zweiter deutlicher Hinweis neben der Deformation des Gefüges ist das Auftreten typischer Minerale. Insbesondere Granat ist ein leicht zu erkennendes Minerale, das fast immer einen auf eine Metamorphose zurückgeht. Andere Minerale, die sich ebenfalls regelmäßig in metamorphen Gesteinen finden, sind Cordierit, Sillimanit und Disthen (Kyanit). Für die makroskopische Bestimmung von Geschieben ist es wichtig, immer auf eingeregelte (gestreckte) Gefüge der Gesteine zu achten und das Auftreten von Granat bewußt wahrzunehmen. Eine präzise Bestimmung metamorpher Gesteine ist meist nur mit Dünnschliffen und weiteren Untersuchungen zu leisten. Das Gebiet der metamorphen Gesteine ist weit gespannt. Eine gründliche Behandlung ist in diesem Rahmen hier nicht möglich. Für mehr Informationen zu diesem komplexen Thema sei hier auf ein Standartwerk verwiesen: Wimmenauer: Petrographie magmatischer und metamorpher Gesteine, Enke-Verlag. Auf der nächsten Seite geht es mit der Bestimmung der hellen Minerale weiter.