Gesteine

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Das Gesteinsmaterial der Erde unterliegt stetigem Wandel. Im Schaubild ist der Gesteinskreislauf dargestellt. Er bildet ab, durch welche Prozesse neues Gestein entsteht und wie es umgearbeitet und recycelt werden kann. Mit einem Klick auf die Kästen erhältst du weitere Informationen zu jeder Gesteinsart. Die Verkettung der gesteinsbildenden Prozesse führt dazu, dass, abhängig von den lokalen Begebenheiten, jedes Gestein eine individuelle geologische Signatur hat. In den Gesteins-Steckbriefen sind genauere Infos zu den jeweiligen Gesteinen zusammengetragen.

Kategorie:Magmatische GesteineKategorie:Metamorphe GesteineKategorie:Sedimentäre GesteineRock Cycle 4 2.png
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Magmatische Gesteine bilden sich bei langsamer Abkühlung im Erdinneren. Durch Hebung und Erosion oder Vulkanausbrüche gelangen sie an die Erdoberfläche. Dort unterliegen Gesteine der Verwitterung und Abtragung. Es bilden sich Sedimente und, nach Verfestigung, Sedimentite. Sowohl Magmatite als auch Sedimentite werden bei Subduktion oder Überlagerung höheren Temperaturen und Drücken ausgesetzt. Bei diesen geänderten Bedingungen finden Umwandlungen im Gestein statt. Es bilden sich Metamorphite.

Getrieben wird der Gesteinskreislauf durch die Mantelkonvektion und die Dynamik der Kontinentalplatten der Erdkruste. Er spielt sich in „geologischen Zeiträumen“ ab. Das sind Zeiträume von mehreren (Hundert-)tausend Jahren (Sedimentation, Diagenese, Kristallisation...) bis Millionen Jahren (Metamorphose, Hebung...). Es gibt allerdings auch schnellere Prozesse wie Hangrutsche oder jahreszeitliche Zyklen, die in Sedimentiten aufgezeichnet sind.


Magmatite

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Gesteine, die durch die Kristallisation von Magma gebildet werden, heißen magmatische Gesteine. Vulkanite gelangen durch spontane Prozesse in Form einer sogenannten Eruption an die Erdoberfläche und kühlen dort vergleichsweise "schnell" ab. Plutonite sind Magmatite, die in großer Tiefe durch langsame Abkühlung entstehen. Sie können erst durch Hebung und Erosion freigelegt werden. Gesteinsgänge enthalten Merkmale sowohl plutonischer als auch vulkanischer Gesteine.


Sedimentite

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An der Erdoberfläche befinden sich Gesteine unter dem Einfluss der Verwitterung. Gesteinsbruchstücke werden abgetragen, transportiert bzw. umgelagert und schließlich abgelagert (sedimentiert). Auch die Reste von Lebewesen werden im Laufe der Zeit abgelagert. Bei fortschreitender Überlagerung der Sedimente werden diagenetische Prozesse eingeleitet. Dadurch wird das abgelagerte Lockermaterial verfestigt und es bilden sich Sedimentgesteine (Sedimentite).

Sedimentgesteine werden weiter in klastische, chemische und biogene Sedimentite unterteilt.


Metamorphite

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Erhöhen sich Druck und Temperatur im Umfeld eines Gesteins, sind bestehende Mineralparagenesen nicht mehr stabil. Je nach Ausmaß der Änderung von Druck (P) und Temperatur (T) kommt es zu einer graduellen Metamorphose des Gesteins. Man unterscheidet kontaktmetamorphe Überprägung (z.B. im Umfeld einer Intrusion), Regionalmetamorphose (bei der Gebirgsbildung) und Hochdruckmetamorphose (z.B. bei Versenkung von Gesteinsmaterial durch Subduktion). Dabei unterliegen sowohl Magmatite als auch Sedimentite der Metamorphose.


Klassifikation

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Je nach Art des Gesteins werden zur Klassifikation unterschiedliche Diagramme und basierend auf unterschiedlichen Kriterien verwendet.

Bei den Magmatiten sind das Streckeisendiagramme (z.B. QAPF-Diagramme) in dem die Gesteine anhand ihres Modalbestands (Vol.-%) und TAS-Diagramme, in der die Klassifikation anhand ihrer chemischen Zusammensetzung erfolgt.

Metamorphite werden anhand des PT-Diagramms weiter eingeteilt. Zusätzlich sollte das vorherrschende geodynamische Setting berücksichtigt werden.

Klastische Sedimentite werden zum einen nach Korngröße, zum anderen nach genetischer Herkunft klassifiziert. Die Klassifikation der Karbonatgesteine ist hier erklärt. Chemische und biogene Sedimentite werden vor allem nach Chemismus unterschieden. Für Karbonatgesteine gibt es mehrere wichtige Klassifikationsschemata.


Gesteinsbildende Minerale

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Die Erdkruste besteht zu über 90% aus einer begrenzten Anzahl an Mineralen, die als gesteinsbildende Minerale zusammengefasst werden. Auf Basis der Betrachtung dieser Minerale können die meisten Gesteine klassifiziert werden.

Plagioklas ist das häufigste Mineral der Erdkruste. Mit abnehmender Häufigkeit sind weitere gesteinsbildende Minerale: Alkalifeldspat, Quarz, Pyroxen, Amphibol, Glimmer, Olivin, Tonminerale, Carbonate und Magnetit.

Mehr zu gesteinsbildenden und weiteren Mineralen findest du hier. Die Analyse einzelner Minerale ist ein Mittel in der Mineralogie, Petrologie und Geochemie. Anhand der Mineralchemie lassen sich häufig Bildungsbedingungen eines Gesteins genauer charakterisieren. Hilfe zur Bestimmung der Minerale im Gelände gibt es hier.


Gesteinsansprache im Gelände

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Hier findest du Grundsätzliches zur Beschreibung eines Gesteins. Weißt du schon, in welche Großgruppe sich dein Gestein einteilen lässt, haben wir Leitfäden zusammengestellt, die dir helfen, einen Überblick über die Besonderheiten einer jeden Gesteinsklasse zu bewahren. Hier gelangst du direkt zur Gesteinsansprache der Magmatite, Metamorphite und Sedimentite, die Dir helfen die Gesteine auch im Gelände schnell zu bestimmen.


Weiterführende Literatur

Klein, C., & Philpotts, A. R. (2013). Earth materials: introduction to mineralogy and petrology. Cambridge University Press.

Markl, G. (2015). Minerale und Gesteine: Mineralogie–Petrologie–Geochemie. Springer-Verlag.

Maresch, W., Schertl, H.-P., Medenbach, O. (2016). Gesteine. Systematik, Bestimmung, Entstehung. 3. Aufl. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung. Stuttgart.

Press, F., Siever, R., & Grotzinger, J. P. (2017). Allgemeine Geologie. Spektrum, Akad. Verlag.

Robert, C., & Bousquet, R. (2018). Geowissenschaften: Die Dynamik des Systems Erde. Springer-Verlag.

Schumann, W. (2012). Der große BLV Steine- und Mineralienführer. Das Standardwerk. 9. Aufl. BLV Bucherverlag GmbH&Co. KG. München.

Schumann, W. (2008). Mineralien, Gesteine : Merkmale, Vorkommen und Verwendung. 13. Aufl. BLV Bucherverlag GmbH&Co. KG. München

Vinx, R. (2014). Gesteinsbestimmung im Gelände. Springer-Verlag.


Autor:innen

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Dieser Artikel wurde erstellt von:
Paula Dörfler, Donjá Aßbichler