Gesteinsansprache Magmatite: Unterschied zwischen den Versionen

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Die Gesteinsansprache dient als erstes Hilfsmittel um Gesteine im Gelände charakterisieren zu können.
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Unter Magmatiten versteht man all jene Gesteine, die durch Erstarrung von Magma gebildet werden. Je nach Lokalität und Art dieses Erstarrungsprozesses unterscheidet man zwischen Plutoniten, Vulkaniten und Ganggesteinen. Gemeinsam ist diesen Gesteinstypen, dass man sie anhand ihres Mineralbestandes in das sogenannte Streckeisendiagramm ([[QAPF]]) einordnen kann. Bei einer möglichst gründlichen Gesteinsbeschreibung werden sowohl der Mineralbestand als auch die räumliche Verteilung und das Größenverhältnis der Minerale betrachtet. Die im Folgenden detailliert erläuterten Merkmale sollten bei der Gesteinsansprache keinesfalls vergessen werden.  
 
Unter Magmatiten versteht man all jene Gesteine, die durch Erstarrung von Magma gebildet werden. Je nach Lokalität und Art dieses Erstarrungsprozesses unterscheidet man zwischen Plutoniten, Vulkaniten und Ganggesteinen. Gemeinsam ist diesen Gesteinstypen, dass man sie anhand ihres Mineralbestandes in das sogenannte Streckeisendiagramm ([[QAPF]]) einordnen kann. Bei einer möglichst gründlichen Gesteinsbeschreibung werden sowohl der Mineralbestand als auch die räumliche Verteilung und das Größenverhältnis der Minerale betrachtet. Die im Folgenden detailliert erläuterten Merkmale sollten bei der Gesteinsansprache keinesfalls vergessen werden.  
  
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Da die Gesteinsansprache i.d.R. im Gelände stattfindet sind für die Bestimmung der Gesteine einige Hilfsmittel mitzuführen. Für die erste Einschätzung ist folgende Ausrüstung nützlich:
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==Farbe und Farbzahl==
 
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Version vom 30. Oktober 2020, 20:35 Uhr

Die Gesteinsansprache dient als erstes Hilfsmittel um Gesteine im Gelände charakterisieren zu können.

Unter Magmatiten versteht man all jene Gesteine, die durch Erstarrung von Magma gebildet werden. Je nach Lokalität und Art dieses Erstarrungsprozesses unterscheidet man zwischen Plutoniten, Vulkaniten und Ganggesteinen. Gemeinsam ist diesen Gesteinstypen, dass man sie anhand ihres Mineralbestandes in das sogenannte Streckeisendiagramm (QAPF) einordnen kann. Bei einer möglichst gründlichen Gesteinsbeschreibung werden sowohl der Mineralbestand als auch die räumliche Verteilung und das Größenverhältnis der Minerale betrachtet. Die im Folgenden detailliert erläuterten Merkmale sollten bei der Gesteinsansprache keinesfalls vergessen werden.

Hier findet ihr auch noch die Seiten Gesteinsansprache Sedimentite und Gesteinsansprache Metamorphite.

Ansprache von magmatischen Gesteinen im Gelände

Ausrüstung

Da die Gesteinsansprache i.d.R. im Gelände stattfindet sind für die Bestimmung der Gesteine einige Hilfsmittel mitzuführen. Für die erste Einschätzung ist folgende Ausrüstung nützlich:

  • verd. HCl (10 %ig), für kalkhaltige Gesteine
  • Hammer, um Handstücke herauszubrechen/ für den Ritztest
  • Lupe, um Minerale genauer unterscheiden/beschreiben zu können
  • Magnet, um Minerale wie Magnetit zu bestimmten
  • Messer, Fensterglas, Fingernagel, Nagel, um die Härte zu bestimmen

Farbe und Farbzahl

Farbzahl (eng. colour index)

Ob ein Gestein felsisch (hell) oder mafisch (dunkel) ist, bzw. sich irgendwo dazwischen befindet, entscheidet sich anhand der Farbe. Wenn Gesteine eher hell gefärbt sind bzw. überwiegend helle Komponenten beinhalten, bezeichnet man sie als leukokrat, sind sie dunkel, bzw. verfügen überwiegend über dunkle Komponenten, bezeichnet man sie als melanokrat. Intermediäre, bzw. mesokrate Gesteine befinden sich dazwischen und enthalten sowohl helle als auch dunkle Bestandteile.

Magmatite weißen je nach dem Anteil an mafischen o.ä. Mineralen (Glimmer, Amphibole, Pyroxene, Olivin, opake Minerale, Akzessorien (z.B. Zirkon, Apatit, Titanit) Epidot, Allanit, Granat, Melilit, Monticellit, sowie bestimmte, magmatisch entstandene Karbonatminerale eine unterschiedliche Farbzahl auf. In der nachfolgenden Tabelle werden die Bezeichnungen nach ihrer Farbzahl M aufgelistet:

Bezeichnung Farbzahl M
Hololeukokrat 0-10
Leukokrat 10-35
Mesokrat 35-65
Melanokrat 65-90
Holomelanokrat 90-100
Tipp:
Maxl Achtung.png
Maxl Achtung.png
In der Praxis ist es nicht so einfach die genaue Farbzahl zu bestimmen, daher reicht eine ungefähre Einordnung (Leuko-, Meso-, Melanokrat).


Raumerfüllung und Dichte

Ist das Gestein massig (eng. compact, massive), also ohne Hohlräume, oder hat es Hohlräume und ist damit porös/blasig (eng. blebby, cavernous, pored, poriferous, porous)? Eine absolute Angabe der Dichte ist bei der Gesteinsansprache nicht möglich und soll daher nicht angegeben werden.

Korngröße

Im nächsten Schritt ordnet man das Gestein in eine der beiden Kategorien Plutonit bzw. Vulkanit ein. Sind die Komponenten grobkörnig genug, um mit bloßem Auge erkennbar zu sein, ist das Gestein phaneritisch und damit plutonisch (eng. deep-seated, plutonic). Sind sie hingegen zu feinkörnig, um mit bloßem Auge erkennbar zu sein, bezeichnet man dies als aphanitisch und das Gestein ist vulkanitischen (eng. extrusive [igneous] rock, volcanic rock, volcanite) Ursprungs. Dieses Merkmal hilft euch später bei der Klassifizierung des Gesteins.

Anschließend bestimmt man die genaue Korngröße des Gesteins und unterscheidet zwischen, feinkörnig (<1 mm; eng. close-grained, fine[-grained], fine-granular), mittelkörnig (1-5 mm; eng. medium-grained, medium-granular) und grobkörnig (>5 mm; eng. coarse[-grained], coarsely granular, coarse textured).


Bezeichnung Korngröße in mm
Feinkörnig < 1
Mittelkörnig 1-5
Grobkörnig > 5
Glasig Keine Kristalle

Gefüge

Struktur

Kristallinität

Sind die Minerale auskristallisiert? Falls dies bei allen der Fall ist, bezeichnet man dies als holokristallin. Sollte es sich ausschließlich um Gesteinsglas handeln, nennt man dies amorph/hyalin. Natürlich gibt es auch Zwischenstufen, sogenannte hemikristalline Gesteine, bei denen dann der ungefähre prozentuale Glasanteil notiert wird.

Größenverhältnis der Minerale

Sind die Minerale in etwa gleich groß, also gleichkörnig (eng. equant, equigranular, even-grained), oder ungleich groß und damit ungleichkörnig (eng. heterogranular, inequigranular, non-equigranular)? Gibt es größere Einsprenglinge in einer feinkörnigeren Grundmasse, ist das Gefüge porphyrisch. Ein vitrophyrisches Gefüge beschreibt eine glashaltige/glasige Grundmasse. Der Begriff phaneritisch bezeichnet Gesteine, deren Kristalle mit bloßem Augen erkennbar sind (d.h. alle Plutonite). Das Gegenstück dazu ist aphanitisch, hier sind die Kristalle der Grundmasse nur unter dem Mikroskop zu erkennen.

Textur

Verteilung der Minerale

  • homogen – Es herrscht eine gleichmäßige Verteilung der vorhandenen Minerale vor und es lassen sich keine Bereiche feststellen, in denen einzelne Minerale gehäuft auftreten.
  • inhomogen – Es herrscht eine ungleichmäßige Verteilung der vorhandenen Minerale vor und es gibt Bereiche oder Lagen, in denen bestimmte Minerale dominieren.


Sind die Minerale eingeregelt, also richten sich vor allem längliche Minerale anhand ihrer Wuchsform in eine bestimmte Richtung aus? Falls Nein, nennt man dies isotrop, die Minerale sind also richtungslos. Falls Ja, bezeichnet man dies als anisotrop.

Ein Fließgefüge (eng. flow structure, flow texture, fluidal texture) beinhaltet Minerale, welche durch Fließen des teilweise kristallisierten Magmas eingeregelt worden sind, beziehungsweise die Einregelung einer glasigen Grundmasse, von Gasbläschen oder Einschlüssen. Eine Hohlraumtextur benennt ein Gefüge, welches Hohlräume (eng. rock cavity) aufgrund von Entgasung (eng. degasification, degasifying, degassing) aufweist.

Mineralbestand

Monomineralische Gesteine (z.B.Quarzit) besetehen aus (fast) nur einem Mineral, polymineralische Gesteine (z.B. Granit) kommen weitaus häufiger vor und sind aus verschiedenen Mineralen aufgebaut.

Der Hauptgemenganteil (eng. essential constituent, main constituent, major constituent) eines Gesteins mach dessen größten Anteil aus, Nebengemenganteile (eng. accessory constituent, medium constituen) kommen dementsprechend seltener, jedoch klar erkennbar vor. Haup- sowie Nebengemenganteile werden jeweils in Prozent angegeben. Eine Tabelle die euch die prozentuale Einteilung erleichtert findet ihr bei den Downloads. Akzessorien (akzessorisch, eng. accessory, auxiliary)kommen im Gestein nur vereinzelt (bis zu einem Prozent) vor, sind jedoch mit bloßem Auge zu erkennen.

Minerale

Im Anschluss sollen die einzelnen Minerale genauer bestimmt werden, dies gelingt am besten mithilfe einer Lupe.

Hierzu helfen euch folgende Merkmale:

Ausbildung

d.h. wie gut sind die Kristallflächen zu erkennen, kann man die Form des Kristalls bestimmen?

Farbe

Welche Farbe hat das Mineral? Wie auch beim Farbeindruck des Gesteins kann ein erster Eindruck des Minerals gewonnen werden.

Glanz

Der Glanz (eng. brightness; (diamantartiger) adamantine lustre; (glasartiger) subvitreous lustre; (metall-artiger) submetallic lustre; (metallischer) metallic lustre; (perlmutt-artiger) pearly lustre, pearly sheen) wird durch das vom Mineral reflektierten Licht bestimmt und kann je nach Art des Minerals variieren:

           Metallglanz: der Anteil des reflektierten Lichts ist groß; dies betrifft vor allem undurchsichtige, opake Minerale (z.B. Pyrit, Hämatit)

           Nichtmetallglanz: hierbei handelt es sich um durchsichtige und durchscheinende Minerale, z.B. glasig (Epidot), seidig (Gips), perlmuttartig (Albit), fettig (Quarz)

           Diamantglanz: gemeint sind durchsichtige und durchscheinende Minerale mit hoher Lichtbrechung, z.B. Diamant, Zinkblende, Zirkon

Härte

Eine weitere charakteristische Eigenschaft für einzelne Minerale ist die Mossche Härte (eng. Mohs’ hardness scale, Moh’s scale), welche mithilfe verschiedener Werkzeuge bestimmt werden kann (mehr dazu unter Härtebestimmung nach Mohs)

Korn-/Kristallform (Habitus und Tracht)

Die Tracht (eng. sum of crystal faces) eines Minerals wird aus der Anordnung einer bestimmten Flächenkombination bestimmt, der Habitus (eng. habit[us]) dagegen beschreibt die Größenverhältnisse der Flächen zueinander (blättrig, nadelig, prismatisch, säulig, stängelig, tafelig, würfelig).

(Ferro-)Magnetismus

Ob ein Mineral magnetisch ist, lässt sich leicht mithilfe eines kleinen Handmagneten bestimmen, das wohl bekannteste Mineral mit dieser Eigenschaft ist Magnetit.

Prozentualer Anteil

Die Abschätzung des prozentualen Anteils eines jeden Minerals kann euch später helfen zu bestimmen um welches Gestein es sich handelt.

Spaltbarkeit/Bruch

Die Spaltbarkeit (mehr dazu unter Spaltbarkeit, eng. plitting [property]; (deutlich erkennbare) distinct cleavage, easy cleavage) gibt an ob ein Mineral bei mechanischer Einwirkung entlang bestimmter Kristallflächen bricht. Die Spaltbarkeit kann sowohl (sehr) gut, als auch (sehr) schlecht, oder gar nicht ausgebildet sein. Teilen sich einzelne Kristalle nicht entlang solcher Spaltflächen kommt es zum Bruch (eng. failure pattern, fracture pattern) eines Kristalls, dieser kann unterschiedlich ausgebildet sein (z. B. eben (eng. clean-cut fracture), hakig, muschelig (eng. conchoidal), splittrig (eng. hackly fracture)).

Strichfarbe

Sofern das zu bestimmende Mineral einzeln getestet werden kann (ausreichende Größe, Relief im Vergleich zum restlichen Gestein erhöht), kann die Strichfarbe (eng. streak colour) mithilfe einer unglasierten Porzellanplatte bestimmt werden. Diese z.T. charakteristische Farbe kann dazu beitragen, das Mineral zu bestimmen.

Transparenz

Minerale können als durchsichtig/durchscheinend, undurchsichtig oder opak (Metalle) bestimmt werden.

Zwillingsbildung

Einige Minerale sind außerdem leicht anhand ihrer Zwillingsbildung zu bestimmen. Bekannte Beispiele sind beispielsweise der Karlsbader Zwilling des Alkalifeldspats, oder polysynthetische Zwillinge des Plagioklases.

Einordnung und Gesteinsname

Nach Erstarrungsort

Die Einteilung nach dem Erstarrungsort lässt sich grob in Plutonite (eng. deep-seated, plutonic) und Vulkanite (eng. extrusive, volcanic) unterteilen. Durch ihre Entstehung als Tiefen- und Intrusivgesteine zeichnen sich Plutonite meist als dichte Gesteine mit grober Matrix aus. Vulkanite dagegen entstehen an der Erdoberfläche, kristallisieren im Vergleich zu Plutoniten schneller aus und weisen daher eine feinkörnigere Matrix auf. Typisch für Vulkanite sind außerdem Gasblasen. Gesteine können außerdem als „subvulkanische“ Gesteine klassifiziert werden. Da diese den Übergang von den Plutoniten zu den Vulkaniten darstellen, ist eine eindeutige Zuordnung jedoch schwieriger.

Nach Mineralbestand

Für die Einteilung nach dem Mineralbestand wird i.d.R. das Streckeisen-Diagramm (QAPF) verwendet. Die Klassifizierung unterscheidet sich dabei zwischen Vulkaniten und Plutoniten, wobei der Gesteinschemismus gleich bleibt (z.B. Basalt/Gabbro).

Nach Chemismus

Der Chemismus eines Handstücks bzw. eines Gesteins kann nur im Labor festgestellt werden und ist für eine erste Beschreibung nicht relevant.

Nach dem Gefüge

Abhängig von der Größe der Strukturen, wird diese Klassifikation im Gelände oder im Labor bestimmt.

Besonderheiten

Überprägung

Die Art der Überprägung kann physikalisch, chemisch, biogen, etc. sein (z.B. verwittert, alteriert, verdichtet, zerrüttet). Bei der Stärke der Überprägung können verschiedene Stärkegrade angegeben werden, besonders auffällig sind dabei Veränderungen bei der Verwitterung (z.B. angewittert, vollkommen verwittert, grusig verwittert). Dieses Merkmal kann auch bezüglich der einzelnen Komponenten unterschieden werden.

Verwitterung

Die Verwitterung tritt i.d.R. sekundär auf und spielt daher nur eine untergeordnete Rolle bei der Gesteinsbeschreibung. Äußerlich verändert sich dabei meist die Farbe (z.B. rötlich-brauner Überzug aufgrund von oxidiertem Eisen) und die Raumerfüllung bzw. die Dichte (d.h. das Gestein ist weniger Fest).

Sonstige

Weitere Auffälligkeiten, können auch im Bezug auf den Gesteinsverband betrachtet werden. Auffällig sind hier Klüfte, die Feuchte / der Wassergehalt (z.B. bergfeucht, trocken (ausgetrocknet), nass), oder ein erkennbares Ausgangsgestein (z.B. Lehm aus Mergel, Diaphthorit aus Glimmerschiefer, Greisen aus Granit).

Skizze

Zu einer vollständigen Gesteinsbeschreibung gehört auch immer eine saubere Skizze. Das Handstück sollte hierbei als Blockbild (d.h. dreidimensional) gezeichnet werden um neben den einzelnen Komponenten auch das Gefüge (z.B. Schichtung) des Gesteins anschaulich darstellen zu können. Ist das Gestein homogen und isotrop, verändert sich also nicht je nach der Ausrichtung des Handstücks, reicht es aus einen kreisrunden Ausschnitt des Gesteins abzubilden. Die einzelnen Minerale sollten in der Skizze schematisch dargestellt werden, damit alle Auffälligkeiten in der wenigen Zentimeter großen Abbildung platz finden. Außerdem solltet ihr die Skizze wenn möglich farbig angleichen und eine Legende mit allen abgebildeten Mineralen erstellen.


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Referenzen

Maitre, R. (Hrsg.), Streckeisen, A. (Hrsg.) , Zanettin, B. (Hrsg.) , Le Bas, M. (Hrsg.), Bonin, B. (Hrsg.), Bateman, P. (Hrsg.) (2004): Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms.– 2.Aufl., 252 S.; Cambridge (Cambridge University Press)

Okrusch, M., Matthes, S. (2014): Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde.– Aufl.9, 728 S.; Springer Verlag Berlin Heidelberg (Springer Spektrum).

Schweizer, V. (2012): Wörterbuch der Geologie – Dictionary of Geology.– 1.Aufl., 673 S.; Springer Verlag Berlin Heidelberg (Springer Spektrum).

Sebastian, U. (2009): Gesteinskunde: Ein Leitfaden für Einsteiger und Anwender.– Aufl. 3, 212 S.; Springer Verlag Berlin Heidelberg (Springer Spektrum).

Vinx, R. (2015): Gesteinsbestimmung im Gelände.– 4. Aufl., 480 S.; Springer Verlag Berlin Heidelberg (Springer Spektrum).

Skript zur Übung Geowissenschaften II (Gesteinekurs)


Weitere Informationen und Literatur


AutorInnen

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Dieser Artikel wurde erstellt von:
Friederike Knauss, Julia Holzmüller, Donjá Aßbichler, Lukas Sidorenko, Lena Able