Gesteinsansprache Metamorphite

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

Metamorphe Gesteine entstehen durch eine Mineralumwandlung/ bzw. -neubildung im festen Zustand, das Gestein schmilzt also nicht auf, sondern erfährt durch hohen Druck und/oder hohe Temperatur eine Metamorphose. Dies geschieht z.B. im Zuge von Gebirgsbildungen oder im Bereich von Subduktionszonen. Metamorphe Gesteine haben andere Merkmale als Magmatite oder Sedimente, insbesondere was das Gefüge angeht. In einer guten Gesteinsbeschreibung dürfen diese natürlich nicht fehlen. Die Merkmale, die man für eine detaillierte Gesteinsansprache im Geländebericht auf keinen Fall vergessen sollte, sind im Folgenden aufgelistet.

Hier findet ihr auch die Seiten Gesteinsansprache Magmatite und Gesteinsansprache Sedimentite

Ansprache von metamorphen 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
Geologenhammer, 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

Wie hell, bzw. dunkel ist das Gestein? Ist es leukokrat (hell), mesokrat (mittel) oder melanokrat (dunkel)? Eine Übersichtstabelle für die Einordnung des Gesteins findet ihr hier:

Bezeichnung	Farbzahl M
Hololeukokrat	0-10
Leukokrat	10-35
Mesokrat	35-65
Melanokrat	65-90
Holomelanokrat	90-100

Tipp:
Da es in der Praxis oft nicht so einfach die genaue Farbzahl zu bestimmen, reicht eine ungefähre Einordnung (Leuko-, Meso-, Melanokrat) aus.

Zusätzlich zur Einteilung nach dem Mineralbestand, werden Migmatite auch nach ihrem Metamorphosegrad unterteilt. Die Bezeichnung Migmatit beschreibt Gesteine, welche aus zwei oder mehr sich unterscheidenden Anteilen bestehen, die auf der Teilaufschmelzung des ursprünglichen Gesteins beruhen. Die Einteilung unterscheidet sich dabei zwischen einem Neosom (d.h. neu gebildet) und Paläosom (d.h. unverändert):

Paläosom

Mesosom: Mehr oder weniger unverändertes, metamorphes Ausgangsgestein

Neosom

Leukosom: Helles Gestein (d.h. quarz- und feldspatreicher), keine bevorzugte Orientierung der Mineralkörner

Melanosom: Dunkles Gestein (reich an dunklen (mafischen) Mineralen), residuales Material wird als Restit bezeichnet

Raumerfüllung und Dichte

Metamorphe Gesteine sind i.d.R. massig (eng. compact, massive). Eine absolute Angabe der Dichte ist bei der Gesteinsansprache nicht möglich und soll daher nicht angegeben werden.

Korngröße

Bei der Korngröße unterscheidet man 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

Gefüge

Struktur

Größenverhältnis der Minerale

Wie ist das Größenverhältnis der Minerale zueinander?

homöoblastisch gleich große neu gebildete Minerale
heteroblastisch ungleich große neu gebildete Minerale
porphyroblastisch große Blasten (Porphyroblasten) in feinkörniger Grundmasse

Spezielle metamorphe Gefüge

Daneben gibt es eine Vielzahl weiterer Bezeichnungen für die Struktur des Gesteins:

granoblastisch Minerale sind kaum eingeregelt und weitestgehend homöoblastisch
nematoblastisch Vorkommen stängeliger, langgestreckte Minerale
lepidoblastisch blättchenförmig bzw. schuppige Ausbildung
fibroblastisch ausgeprägt feinfaserige Minerale
poikiloblastisch Kristalle, welche andere Minerale einschließen
coronitisch Minerale, welche von anderen Mineralen eingehüllt werden

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.

Daneben kann bei der Textur zwischen isotrop (richtungslos) und anisotrop (Einregelung in eine bestimmte Richtung) unterschieden werden.

Außerdem kann das Handstück eine flächenhafte Textur, also eine Schieferung/Foliation (eng. foliated structure; d.h. lagig durch die Einregelung blättriger Minerale), oder eine lineare Textur, also eine Faltung, oder eine Augen-/Flaserstruktur (eng. augen structure, flaser structure) aufweisen.

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. Akzessorien (akzessorisch, eng. accessory, auxiliary) kommen im Gestein nur vereinzelt (bis zu einem Prozent) vor, sind jedoch mit bloßem Auge zu erkennen.

Minerale

Anschließend folgen äquivalent zu den Magmatiten Mineralbeschreibungen der einzelnen Komponenten. Dabei folgende Merkmale nicht vergessen:

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/durchscheinende Minerale, z.B. glasartig (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.

Achtung:
Bedenkt, dass das Gestein z.T. stark metamorph verformt worden ist und hier nicht immer eine genaue Beschreibung der Minerale möglich sein wird.

Einordnung und Gesteinsname

Nach dem Ausgangsgestein (Protolith)

z.B.: Meta-Gabbro, Meta-Konglomerat

d.h. damit wird an das Ausgangsgestein (in diesem Fall Gabbro und Konglomerat) das Präfix Meta- vorne angehängt.

Nach metamorphem Mineralbestand und Gefüge

 z.B.: Granat-Sillimanit-Schiefer, Cordierit-Muskovit-Gneis, Granat-Pyroxen-Fels

Hier erkennt man die Einordnung an der Bezeichnung „Schiefer“, „Gneis“, bzw. „Fels“.

Spezialnamen (v.a. nach dem Gefüge)

Mylonit, Kataklasit, Kakirit, Pseudotachylit

Hierbei handelt es sich um Sonderformen der Metamorphose.

Spezialnamen (v.a. nach Mineralbestand)

Grünschiefer, Amphibolit, Blauschiefer, Eklogit

Hierbei handelt es sich um Sonderformen der Metamorphose.

Besonderheiten

Zuletzt werden Besonderheiten des jeweiligen Gesteins beschrieben, wie der Verwitterungsgrad oder das Vorhandensein von Klüften.

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.

Metamorphosegrad

Ist der Metamorphosegrad anhand von Faziesmineralen feststellbar und kann er im Metamorphe Faziestypen (P-T Diagramm) bestimmt 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).

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Referenzen

Schweizer, V. (2012): Wörterbuch der Geologie – Dictionary of Geology.– 1.Aufl., 673 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

Autor:innen

Dieser Artikel wurde geschrieben und gegengelesen von:

Friederike Knauss, Julia Holzmüller, Donjá Aßbichler, Lukas Sidorenko, Lena Able

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