Metamorphe Gesteine: Marmor, Quarzit, Schiefer und Gneis
Metamorphe Gesteine sind durch Hitze und Druck umgewandelte Gesteine, ohne vollständiges Schmelzen: Kalkstein wird zu Marmor, Sandstein zu Quarzit. Granat, Lapislazuli und Jade stammen daraus.
Das Wichtigste
| Ursprung | Umwandlung eines bestehenden Gesteins (Protolith) im festen Zustand |
|---|---|
| Ursachen | Hitze, Druck, heiße Fluide |
| Typen | Kontakt (thermisch), regional, Hochdruck, Schock (Impakt) |
| Beispiele | Marmor, Quarzit, Dachschiefer, Schiefer, Gneis, Eklogit |
| Häufiges Merkmal | In Blättchen ausgerichtete Minerale (Schieferung) |
| Verwandte Steine | Granat, Disthen, Staurolith, Lapislazuli, Rubin im Marmor, Jade, Serpentin, Speckstein |
Umwandeln ohne Schmelzen
Die Metamorphose (vom griechischen „Formänderung“) bezeichnet alle Umwandlungen, die ein tief versenktes oder erhitztes Gestein erfährt, ohne dass es vollständig schmilzt. Unter Einwirkung von Temperatur (ab etwa 200 °C), Druck und heißen Fluiden rekristallisieren die Minerale, neue Minerale entstehen, die Körner wachsen. Das Ausgangsgestein heißt Protolith (Muttergestein). Steigt die Temperatur weiter, beginnt das Gestein zu schmelzen, und man gelangt in den Bereich der magmatischen Gesteine, mit Zwischenzuständen, den Migmatiten.
Die Metamorphosetypen
| Typ | Ursache | Beispiele |
|---|---|---|
| Kontakt (thermisch) | Hitze eines Magmas, das in der Nähe eingedrungen ist | Marmor und Hornfels um einen Granit, Chiastolith, Lapislazuli |
| Regional | Druck und Hitze bei der Bildung von Gebirgen | Schiefer, Glimmerschiefer, Gneis |
| Hochdruck | Schnelle Versenkung, zum Beispiel in einer Subduktionszone | Eklogit, Blauschiefer, Jadeitit |
| Schock (Impakt) | Einschlag eines Meteoriten | Coesit, Impaktgläser, Impaktdiamanten |
Diese Klassen überschneiden sich. Man sagt, ein Gestein sei von niedrigem, mittlerem oder hohem Grad, je nach Intensität der Umwandlung.
Vom Protolith zum metamorphen Gestein
| Ausgangsgestein | Metamorphes Gestein | Veränderung |
|---|---|---|
| Kalkstein | Marmor | Rekristallisation des Calcits zu verwachsenen, glitzernden Körnern |
| Sandstein | Quarzit | Die Quarzkörner und ihr Zement verschmelzen: Der Stein bricht durch die Körner |
| Ton oder Tonstein | Tonschiefer, dann Phyllit, Glimmerschiefer, Gneis (mit steigendem Grad) | Auftreten ausgerichteter Glimmer, dann großer Körner |
| Basalt | Grünschiefer, Amphibolit, Eklogit | Neue Minerale (Chlorit, Amphibol, Granat) |
| Granit | Orthogneis | Minerale in Bändern gestreckt |
| Ultrabasisches Gestein | Serpentinit, dann Speckstein (Talk) | Hydratation, Bildung von Serpentin, dann Talk |
Bei tonreichen Gesteinen beschrieb der schottische Geologe George Barrow 1893 eine Folge von Mineralen, die auftreten, wenn die Temperatur steigt: Chlorit, Biotit, Granat, Staurolith, Disthen, Sillimanit. Jedes zeigt einen Umwandlungsgrad an: Das sind „Indexminerale“. Sie erklären, warum man Granate in Glimmerschiefern und Disthen in manchen Gneisen findet. Die Schieferung (Foliation) entsteht durch die Ausrichtung flacher Minerale wie Glimmer senkrecht zum Druck.
Steine und Edelsteine aus der Metamorphose
- Granat (Almandin): häufig in Glimmerschiefern und Gneisen. Siehe Granat.
- Disthen, Staurolith, Andalusit: typische Minerale dieser Gesteine; die kreuzförmigen Zwillinge des Staurolith heißen „Feenkreuze“. Chiastolith (Andalusit) zeigt ein dunkles Kreuz aus Kohlenstoffeinschlüssen, entstanden durch Kontaktmetamorphose. Siehe Staurolith und Chiastolith.
- Lapislazuli: ein Gestein aus Kalkstein, der im Kontakt mit Magmen umgewandelt wurde; es wird seit über 6 000 Jahren in Badachschan in Afghanistan abgebaut. Siehe Lapislazuli.
- Rubin im Marmor: die berühmten Rubine von Mogok in Birma stammen aus Marmoren. Siehe Rubin.
- Jade: Jadeit entsteht unter Hochdruck in Subduktionszonen; Nephrit in anderen Zusammenhängen, im Kontakt mit Serpentiniten. Siehe Jade.
- Grüner Aventurin: ein Quarzit, durchsetzt von grünem Glimmer. Siehe grüner Aventurin.
- Serpentin und Speckstein (Lavezstein): weich, für Skulpturen und alte Kochgeschirre verwendet. Siehe Serpentin und Speckstein.
- Smaragde: einige Lagerstätten (Sambia, Brasilien, Ural) liegen in Schiefern; andere, wie Kolumbien, haben einen anderen Ursprung, sedimentär und hydrothermal.
Marmor, Quarzit: Begriffe des Handels und des Geologen
Der Marmor des Steinmetzes ist ein Kalkstein, der sich polieren lässt. Der Marmor des Geologen ist ein rekristallisierter Kalkstein. Der Carrara-Marmor etwa fällt unter beide Definitionen. Häufig verwechselt werden auch Sandstein (sedimentär, sichtbare Körner, Bruch zwischen den Körnern) und Quarzit (metamorph, dichter, Bruch durch die Körner).
Dachschiefer spaltet sich in dünne, parallele Blättchen: Deshalb eignet er sich für Dächer. Er wird in Frankreich gewonnen, zum Beispiel im Anjou. Diese Spaltbarkeit kommt von der Schieferung der Glimmer.
Vorsicht und Pflege
- Marmor und Kalksteine sind säureempfindlich (Essig, Zitrone): Sie werden matt.
- Quarzit und Gneis sind sehr hart, ihre Oberfläche kann aber rau oder rissig sein.
- Talk und Speckstein sind sehr weich (Härte 1 bis 2,5): Sie lassen sich mit dem Fingernagel ritzen.
- Atmen Sie den Schleifstaub nicht ein: Staub von Quarzit und anderen kieselsäurereichen Gesteinen kann bei exponierten Berufstätigen auf lange Sicht zu Silikose führen. Schleifen Sie zu Hause nicht trocken.
Siehe auch Mineral oder Gestein, um Minerale (Granat, Disthen) von den Gesteinen zu unterscheiden, die sie enthalten (Glimmerschiefer).
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen metamorphem und magmatischem Gestein?
Ein magmatisches Gestein entsteht durch Abkühlung einer Schmelze (Magma). Ein metamorphes Gestein ist bereits fest und wird durch Hitze und Druck umgewandelt, ohne vollständig zu schmelzen.
Ist Marmor ein Mineral?
Nein, es ist ein Gestein, das überwiegend aus verwachsenen Calcit- (oder Dolomit-)Körnern besteht.
Ist Lapislazuli metamorph?
Ja: Er entsteht in Kalksteinen, die durch Kontaktmetamorphose umgewandelt wurden, was ihm seine Zusammensetzung aus einer Mischung von Mineralen verleiht.
Woher stammt die Schieferung des Schiefers?
Von der Ausrichtung flacher Minerale wie Glimmer unter dem Druck der Verformung der Erdkruste.
Was sind Migmatite?
Übergangsgesteine zwischen Metamorphose und Schmelzen, bei denen ein Teil des Gesteins zu schmelzen begonnen hat. Sie zeigen helle und dunkle Bänder.
Auch lesenswert
Die genannten Bedeutungen gehören zu Tradition und Symbolik. Sie sind weder Erfolgsversprechen noch medizinische Ratschläge. Zurück zu Mineralogie für den Einstieg.