Übernahme geologe
Gesteine, Enstehung-Klassifizierung und Bestimmung
Durch die Messung von Erdbebenwellen und an Hand anderer wissentschaftlicher Methoden besteht heute eine anerkannte Theorie über den Aufbau der Erde. Diese besagt das die Erde aus verschiedenen Schalen aufgebaut ist. Die Erdkruste reicht bis in eine Tiefe von 40 km und besteht aus den Gesteinen die auch auf der Oberfläche zu finden sind. Der Erdmantel reicht bis in eine Tiefe von 2900 km und der sich daran anschließende Erdkern besteht nach heutiger Auffassung aus metallischen Substanzen, haupsächlich aus Nickeleisen. Diese Theorie stützt sich auf das Vorkommen von Eisenmeteoriten das viele Forscher als Bruchstücke eines solchen Kernes deuten.
Gesteine sind Körper die aus Mineralien der gleichen oder verschiedener Arten bestehen. Es kann so feinkörnig sein das einzelne Mineralkörner nur unter dem Mikroskop erkennbar sind oder auch grobkörnig das einzelne Körner einen Umfang von mehreren Metern erreichen. Nicht immer muß ein Gestein wie z.B Granit fest miteinander verbunden sein sondern kann wie etwa Sand oder Kies aus gegeneinander bewegten Teilen bestehen. Ein Gestein kann auch aus Bruchstücken anderer Gesteine bestehen wie es z.B bei Konglomeraten oder Breccien der Fall ist.
Die Gesteine werden entsprechen ihrer Entstehung in 3 großen Abfolgen eingeteilt.
1. Eine magmatische Abfolge liegt vor wenn das Gesteine aus Schmelze entstand. Erstarrte die Schmelze im tiefen Erdinnern so spricht man von Tiefengestein oder auch von Plutoniten. (Granit, Diorit, Syenit)
Ist die Schmelze an der Erdoberfläche, oder nahe der Erdoberfläche erstarrt, spricht man von einem Ergußgestein oder Vulkanit.(Basalt, Rhyolith, Andesit)
2. Gesteine die durch Verwitterung, Abtransport oder Ablagerung entstanden wie z.B Sand, Sandstein zählt man zur sedimentären Abfolge. Entsprechen ihrer Entstehung nach werden sie in klastische bzw. chemisch/biogene Sedimente eingeteilt.
3. Eine metamorphe Abfolge liegt vor wenn Gesteine durch Druck-oder Temperaturerhöhung, oder beides, aus bereits bestehenden Gesteinen entstehen. (Gneis,Eklogit) Die Entstehung dieser Gesteine kann durch Kontakt-oder Regionalmetamorphose geschehen. Von ersteren spricht man wenn ausschließlich hohe Temperaturen durch eindringendes Magma auf verfestigtes Gestein einwirkt. Regionalmetamorphose liegt vor wenn Gesteine in das tiefere Erdinnern gelangen und Temperatur und Druck ansteigen.
1. Magmatische Abfolge
Hierzu gehören, wie bereits erwähnt, alle Gesteine die aus Schmelzen, also geschmolzenen Gesteinsmaterial, (Magma) bestehen. Dabei spielt es keine Rolle ob die Schmelze aus dem Erdinnern oder ob das Aufschmelzen aus bereits vorhandenen Gestein erfolgt ist. Schmelzen die aus bereits entstandenen Gestein entstehen haben die gleiche Zusammensetzung wie das Gestein aus dem sie entstanden sind.
Dagegen haben Schmelzen aus dem Erdmantel eine basische, siliciumarme Zusammensetzung. Kristallisieren sie aus ergibt sich eine bestimmte Reihenfolge. Zuerst kristallisiert Olivin, später dann Pyroxen, Hornblende, Biotit und zuletzt Quarz. Hinzu kommt die Ausscheidungsfolge der Feldspäte. Als erstes Anorthit, dann Bytownit, Labrodorit,Andesin, Oligoklas und zuletzt Albit.
Die zuerst gebildeten Kristalle sinken in der Schmelze ab und dadurch können Bereiche mit verschiedener chemischer Zusammensetzung entstehen. Dieser Vorgang wird magmatische Differentation genannt.
1.1 Ergußgesteine (Vulkanite)
Für Vulkanite ist es charakterristisch das sie eine relativ feinkörnige Grundmasse besitzen die auch Gesteinsglas enthalten kann. Sie sind an der Erdoberfläche sehr schnell abgekühlt so das die Mineralien keine Zeit hatten größere Kristalle zu bilden.
Oftmals sind in der Grundmasse größere Einsprenglinge zu verzeichnen. Diese haben sich bereits in der Tiefe gebildet und sind mit der Schmelze an die Erdoberfläche gelangt. So eine Struktur wird porphyrisch genannt.
Manchmal haben sich die Einsprenglinge in Fließrichtund der Lava eingeregelt. Dann besitzt dieser Vulkanit ein Fließgefüge.
Gesteinschmelze die an die Erdoberfläche gelangt nennt man Lava. Sie tritt in den verschiedensten Formen auf. (Stricklava, Schaumlava) Von Vulkanen ausgeworfenes glühendes Gestein nennt man vulkanische Bombe. Ist dieses Gestein porös bezeichnet man es als vulkanische Schlacke.
Lockermassen- vulkanische Asche das sich inder Nähe von Vulkanen ablagert bildet geschichtete Gesteine sogenannte vulkanische Tuffe.
1.2 Tiefengesteine (Plutonite)
Wenn die Gesteinschmelze auf dem Weg zur Erdoberfläche bereits in großer Tiefe erstarrt entstehen Tiefengesteine. In der Regel sind Tiefengesteine grobkörniger als Ergußgesteine weil die Schmelze in der Tiefe langsam abkühlt und die darinn enthaltenen Mineralien Zeit haben zu wachsen. Deshalb können Plutonite kein Gesteinsglas enthalten. Jedoch sind auch bei Plutoniten phorphyrische Strukturen möglich. Bei der Abkühlung entstehen in Tiefengesteinskörper Spannungen. Es entstehen Spalten und Trennflächen die man als Klüfte bezeichnet. Öfters bieten sie Platz für jüngere Gangsteine, Pegmatite oder hydrothermale Gangfüllungen.
2. Sedimentäre Abfolge
An der Erdoberfläche werden Gesteine chemischen und physikalischen Einflüssen ausgesetzt-sie verwittern.
Dringt Wasser in Gesteinsspalten oder Porenhohlräumen ein und friert dann, so dehnt es sich aus und zerstörrt das Gestein.
Durch starke Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht , zb. in der Wüste, kommt es ebenfalls zur Zerstörrung von Gesteinen.
1. Verwitterungsarten-chemische Verwitterung
Die chemische Verwitterung beruht auf der Löslichkeit von Mineralien. Besonderst Kalk.-und Gipssteine sind relativ gut löslich. Aber auch Silikatgesteine, wie Granit, sind wenn auch in geringen Maße, löslich.
Chemische Verwitterung erfolgt dort wo Wasser leicht eindringen kann. (z.B Klüfte) Oft wird Gestein durch das Einwirken von Lösungen nur an den Korngrenzen gelockert uns es entsteht ein labiles Gefüge getrennter aber unveränderter Mineralkörner. (Vergrusung)
2.Biologische Verwitterung
Diese Verwitterungsart ist eine Kombination aus physikalischer und teilweise chemischer Natur. Physikalisch können Pflanzenwurzeln Gestein sprengen und chemisch greifen Humussäuren das Gestein an. Allgemein wird Gestein nicht von einer Verwitterungsart zerstört sondern es sind daran mehrere Verwitterungskomponenten beteiligt.
3.Transport der Verwitterungstransporte
Bruchstücke werden schon nach kurzer Zeit abtransportiert. Durch die Schwerkraft rutschen ganze Hänge ab. Wasser transportiert das Material in Bächen und Flüssen weiter und ein Teil landet schließlich im Meer. Während des Transportes wird das Gestein weiter zerkleinert und es findet eine Sortierung nach Gewicht und Größe statt.
Gradierte Schichtung: Entsprechend Größe und Gewicht setzen sich die Gesteinkörner ab.
4.Sedimentation (Ablagerung)
Reicht die Kraft eines Wasserweges nicht aus Gesteinsbruchstücke zu transportieren bleiben diese liegen und werden sedimentiert. Der Transport beschränkt sich jedoch nicht nur auf die Wasserkraft sondern auch durch Wind kommt es zu Transport und Ablagerung. (äolische Sedimente)
Sedimente können nach ihrer Korngröße klassifiziert werden. Eine allgemein gültige, internationale Kassifizierung gibt es nicht so das eine Vielzahl von Modellen existiert.
<20cm Blockwerk
>20cm Kies
>2mm Sand
>0,02mm Schluff oder Ton
Sandstein (klastisches Sediment) und Kalktuff ( chemisch-biogenes Sediment)
3. Metamorphose Abfolge
Wenn Druck bzw. Temperaturveränderungen auf ein bestehendes Gestein einwirken so werden vorhandene Mineralien in neue umgewandelt. Diesen Prozess nennt man Metamorphose. Je nach Temperatur und Druck werden verschiedene Zonen definiert:
1. Epizone 100-300 Grad typische Gesteine: Phyllite, Chloritschiefer
2. Mesozone 300-500 Grad typische Gesteine: Glimmerschiefer, Quarzite
3. Katazone 500-800 Grad typische Gesteine: Eklogit, Gneise, Granulite
Steigt die Temperatur weiter an werden die hellen Bestandteile des Gestein mit niedrigerem Schmelzpunkt aufgeschmolzen und sammeln sich in Lagen. Es entsteht eine Wechsellagerung von hellen und dunklen Lagen. Dieser Vorgang wird als Anatexis bezeichnet.
Wenn ein Gestein durch weitere Temperaturerhöhung völlig aufgeschmolzen wird spricht der Fachmann von Palingenese.
4.Gesteine bestimmen
Besonders günstige Bedingungen findet der Sammler in Steinbrüchen da dort die Gesteine meist in frischen und nicht durch Verwitterung veränderten Zustand vorkommen. Die Sammelstücke sollten alle Merkmale des betreffenden Gesteins aufweisen. Je nach Art des Gestein sind daher verschieden große Handstücke nötig.
Die Bestimmung ist in der Regel schwieriger als bei Mineralien da z.B Härte, Strichfarbe oder Kristallform nur sehr bedingt feststellbar sind.
Als erstes untersucht man die Gesteinstruktur um festzustellen liegt ein Plutonit, Vulkanit oder Sediment vor. Dies ist nötig da verschiedene Gesteine dieselbe Mineralzusammensetzung haben können aber ihre Entstehung völlig anders sein kann. Dabei können Bestimmungsbücher eine Hilfe sein um eine vergleichende Analyse durchzuführen.
Hat man die Struktur eines Gesteins ermittelt sollten die darinn enthaltenen Minerale bestimmt werden. An Hand der Mineralzusammensetzung läßt sich das Gestein innerhalb der Gruppen einordnen. Soweit die Theorie.
Als ich vor 3 Jahren mit sammeln begann wandte ich mich als erstes den Gesteinen zu. Mittlerweile sammle ich Mineralien und Gesteine nehme ich nur noch mit wenn mir ein auffäliges Stück über den Weg läuft. Aus eigener Erfahrung kann ich sagen das die Bestimmung von Gesteinen oftmals schwer ist. Sind auch die theoretischen Grundlagen klar so bringt wohl nur jahrelange Erfahrung und Beschäftigung mit dem Thema den gewünschten Erfolg. Anfangs ging es wohl nur um das Haben. Wahrscheinlich ein vielfacher Anfängerfehler. Deshalb kann ich nur raten von Anfang an darauf zu achten so zu sammeln das man die für ein Gestein typischen Merkmale erkennt. Man spart sich viel Arbeit und Mühe solche Stücke später zu ersetzen. Zwar bieten Gesteine durch die vielen vorkommenden Farben und Formen auch so einen hübschen Anblick doch ein wesentlicher Aspekt des sammelns sollte es sein unter wissentschaftlichen Gesichtspunkten eine Sammlung aufzubauen. Aber das muß Jeder für sich entscheiden.
Gesteine, Enstehung-Klassifizierung und Bestimmung
Durch die Messung von Erdbebenwellen und an Hand anderer wissentschaftlicher Methoden besteht heute eine anerkannte Theorie über den Aufbau der Erde. Diese besagt das die Erde aus verschiedenen Schalen aufgebaut ist. Die Erdkruste reicht bis in eine Tiefe von 40 km und besteht aus den Gesteinen die auch auf der Oberfläche zu finden sind. Der Erdmantel reicht bis in eine Tiefe von 2900 km und der sich daran anschließende Erdkern besteht nach heutiger Auffassung aus metallischen Substanzen, haupsächlich aus Nickeleisen. Diese Theorie stützt sich auf das Vorkommen von Eisenmeteoriten das viele Forscher als Bruchstücke eines solchen Kernes deuten.
Gesteine sind Körper die aus Mineralien der gleichen oder verschiedener Arten bestehen. Es kann so feinkörnig sein das einzelne Mineralkörner nur unter dem Mikroskop erkennbar sind oder auch grobkörnig das einzelne Körner einen Umfang von mehreren Metern erreichen. Nicht immer muß ein Gestein wie z.B Granit fest miteinander verbunden sein sondern kann wie etwa Sand oder Kies aus gegeneinander bewegten Teilen bestehen. Ein Gestein kann auch aus Bruchstücken anderer Gesteine bestehen wie es z.B bei Konglomeraten oder Breccien der Fall ist.
Die Gesteine werden entsprechen ihrer Entstehung in 3 großen Abfolgen eingeteilt.
1. Eine magmatische Abfolge liegt vor wenn das Gesteine aus Schmelze entstand. Erstarrte die Schmelze im tiefen Erdinnern so spricht man von Tiefengestein oder auch von Plutoniten. (Granit, Diorit, Syenit)
Ist die Schmelze an der Erdoberfläche, oder nahe der Erdoberfläche erstarrt, spricht man von einem Ergußgestein oder Vulkanit.(Basalt, Rhyolith, Andesit)
2. Gesteine die durch Verwitterung, Abtransport oder Ablagerung entstanden wie z.B Sand, Sandstein zählt man zur sedimentären Abfolge. Entsprechen ihrer Entstehung nach werden sie in klastische bzw. chemisch/biogene Sedimente eingeteilt.
3. Eine metamorphe Abfolge liegt vor wenn Gesteine durch Druck-oder Temperaturerhöhung, oder beides, aus bereits bestehenden Gesteinen entstehen. (Gneis,Eklogit) Die Entstehung dieser Gesteine kann durch Kontakt-oder Regionalmetamorphose geschehen. Von ersteren spricht man wenn ausschließlich hohe Temperaturen durch eindringendes Magma auf verfestigtes Gestein einwirkt. Regionalmetamorphose liegt vor wenn Gesteine in das tiefere Erdinnern gelangen und Temperatur und Druck ansteigen.
1. Magmatische Abfolge
Hierzu gehören, wie bereits erwähnt, alle Gesteine die aus Schmelzen, also geschmolzenen Gesteinsmaterial, (Magma) bestehen. Dabei spielt es keine Rolle ob die Schmelze aus dem Erdinnern oder ob das Aufschmelzen aus bereits vorhandenen Gestein erfolgt ist. Schmelzen die aus bereits entstandenen Gestein entstehen haben die gleiche Zusammensetzung wie das Gestein aus dem sie entstanden sind.
Dagegen haben Schmelzen aus dem Erdmantel eine basische, siliciumarme Zusammensetzung. Kristallisieren sie aus ergibt sich eine bestimmte Reihenfolge. Zuerst kristallisiert Olivin, später dann Pyroxen, Hornblende, Biotit und zuletzt Quarz. Hinzu kommt die Ausscheidungsfolge der Feldspäte. Als erstes Anorthit, dann Bytownit, Labrodorit,Andesin, Oligoklas und zuletzt Albit.
Die zuerst gebildeten Kristalle sinken in der Schmelze ab und dadurch können Bereiche mit verschiedener chemischer Zusammensetzung entstehen. Dieser Vorgang wird magmatische Differentation genannt.
1.1 Ergußgesteine (Vulkanite)
Für Vulkanite ist es charakterristisch das sie eine relativ feinkörnige Grundmasse besitzen die auch Gesteinsglas enthalten kann. Sie sind an der Erdoberfläche sehr schnell abgekühlt so das die Mineralien keine Zeit hatten größere Kristalle zu bilden.
Oftmals sind in der Grundmasse größere Einsprenglinge zu verzeichnen. Diese haben sich bereits in der Tiefe gebildet und sind mit der Schmelze an die Erdoberfläche gelangt. So eine Struktur wird porphyrisch genannt.
Manchmal haben sich die Einsprenglinge in Fließrichtund der Lava eingeregelt. Dann besitzt dieser Vulkanit ein Fließgefüge.
Gesteinschmelze die an die Erdoberfläche gelangt nennt man Lava. Sie tritt in den verschiedensten Formen auf. (Stricklava, Schaumlava) Von Vulkanen ausgeworfenes glühendes Gestein nennt man vulkanische Bombe. Ist dieses Gestein porös bezeichnet man es als vulkanische Schlacke.
Lockermassen- vulkanische Asche das sich inder Nähe von Vulkanen ablagert bildet geschichtete Gesteine sogenannte vulkanische Tuffe.
1.2 Tiefengesteine (Plutonite)
Wenn die Gesteinschmelze auf dem Weg zur Erdoberfläche bereits in großer Tiefe erstarrt entstehen Tiefengesteine. In der Regel sind Tiefengesteine grobkörniger als Ergußgesteine weil die Schmelze in der Tiefe langsam abkühlt und die darinn enthaltenen Mineralien Zeit haben zu wachsen. Deshalb können Plutonite kein Gesteinsglas enthalten. Jedoch sind auch bei Plutoniten phorphyrische Strukturen möglich. Bei der Abkühlung entstehen in Tiefengesteinskörper Spannungen. Es entstehen Spalten und Trennflächen die man als Klüfte bezeichnet. Öfters bieten sie Platz für jüngere Gangsteine, Pegmatite oder hydrothermale Gangfüllungen.
2. Sedimentäre Abfolge
An der Erdoberfläche werden Gesteine chemischen und physikalischen Einflüssen ausgesetzt-sie verwittern.
Dringt Wasser in Gesteinsspalten oder Porenhohlräumen ein und friert dann, so dehnt es sich aus und zerstörrt das Gestein.
Durch starke Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht , zb. in der Wüste, kommt es ebenfalls zur Zerstörrung von Gesteinen.
1. Verwitterungsarten-chemische Verwitterung
Die chemische Verwitterung beruht auf der Löslichkeit von Mineralien. Besonderst Kalk.-und Gipssteine sind relativ gut löslich. Aber auch Silikatgesteine, wie Granit, sind wenn auch in geringen Maße, löslich.
Chemische Verwitterung erfolgt dort wo Wasser leicht eindringen kann. (z.B Klüfte) Oft wird Gestein durch das Einwirken von Lösungen nur an den Korngrenzen gelockert uns es entsteht ein labiles Gefüge getrennter aber unveränderter Mineralkörner. (Vergrusung)
2.Biologische Verwitterung
Diese Verwitterungsart ist eine Kombination aus physikalischer und teilweise chemischer Natur. Physikalisch können Pflanzenwurzeln Gestein sprengen und chemisch greifen Humussäuren das Gestein an. Allgemein wird Gestein nicht von einer Verwitterungsart zerstört sondern es sind daran mehrere Verwitterungskomponenten beteiligt.
3.Transport der Verwitterungstransporte
Bruchstücke werden schon nach kurzer Zeit abtransportiert. Durch die Schwerkraft rutschen ganze Hänge ab. Wasser transportiert das Material in Bächen und Flüssen weiter und ein Teil landet schließlich im Meer. Während des Transportes wird das Gestein weiter zerkleinert und es findet eine Sortierung nach Gewicht und Größe statt.
Gradierte Schichtung: Entsprechend Größe und Gewicht setzen sich die Gesteinkörner ab.
4.Sedimentation (Ablagerung)
Reicht die Kraft eines Wasserweges nicht aus Gesteinsbruchstücke zu transportieren bleiben diese liegen und werden sedimentiert. Der Transport beschränkt sich jedoch nicht nur auf die Wasserkraft sondern auch durch Wind kommt es zu Transport und Ablagerung. (äolische Sedimente)
Sedimente können nach ihrer Korngröße klassifiziert werden. Eine allgemein gültige, internationale Kassifizierung gibt es nicht so das eine Vielzahl von Modellen existiert.
<20cm Blockwerk
>20cm Kies
>2mm Sand
>0,02mm Schluff oder Ton
Sandstein (klastisches Sediment) und Kalktuff ( chemisch-biogenes Sediment)
3. Metamorphose Abfolge
Wenn Druck bzw. Temperaturveränderungen auf ein bestehendes Gestein einwirken so werden vorhandene Mineralien in neue umgewandelt. Diesen Prozess nennt man Metamorphose. Je nach Temperatur und Druck werden verschiedene Zonen definiert:
1. Epizone 100-300 Grad typische Gesteine: Phyllite, Chloritschiefer
2. Mesozone 300-500 Grad typische Gesteine: Glimmerschiefer, Quarzite
3. Katazone 500-800 Grad typische Gesteine: Eklogit, Gneise, Granulite
Steigt die Temperatur weiter an werden die hellen Bestandteile des Gestein mit niedrigerem Schmelzpunkt aufgeschmolzen und sammeln sich in Lagen. Es entsteht eine Wechsellagerung von hellen und dunklen Lagen. Dieser Vorgang wird als Anatexis bezeichnet.
Wenn ein Gestein durch weitere Temperaturerhöhung völlig aufgeschmolzen wird spricht der Fachmann von Palingenese.
4.Gesteine bestimmen
Besonders günstige Bedingungen findet der Sammler in Steinbrüchen da dort die Gesteine meist in frischen und nicht durch Verwitterung veränderten Zustand vorkommen. Die Sammelstücke sollten alle Merkmale des betreffenden Gesteins aufweisen. Je nach Art des Gestein sind daher verschieden große Handstücke nötig.
Die Bestimmung ist in der Regel schwieriger als bei Mineralien da z.B Härte, Strichfarbe oder Kristallform nur sehr bedingt feststellbar sind.
Als erstes untersucht man die Gesteinstruktur um festzustellen liegt ein Plutonit, Vulkanit oder Sediment vor. Dies ist nötig da verschiedene Gesteine dieselbe Mineralzusammensetzung haben können aber ihre Entstehung völlig anders sein kann. Dabei können Bestimmungsbücher eine Hilfe sein um eine vergleichende Analyse durchzuführen.
Hat man die Struktur eines Gesteins ermittelt sollten die darinn enthaltenen Minerale bestimmt werden. An Hand der Mineralzusammensetzung läßt sich das Gestein innerhalb der Gruppen einordnen. Soweit die Theorie.
Als ich vor 3 Jahren mit sammeln begann wandte ich mich als erstes den Gesteinen zu. Mittlerweile sammle ich Mineralien und Gesteine nehme ich nur noch mit wenn mir ein auffäliges Stück über den Weg läuft. Aus eigener Erfahrung kann ich sagen das die Bestimmung von Gesteinen oftmals schwer ist. Sind auch die theoretischen Grundlagen klar so bringt wohl nur jahrelange Erfahrung und Beschäftigung mit dem Thema den gewünschten Erfolg. Anfangs ging es wohl nur um das Haben. Wahrscheinlich ein vielfacher Anfängerfehler. Deshalb kann ich nur raten von Anfang an darauf zu achten so zu sammeln das man die für ein Gestein typischen Merkmale erkennt. Man spart sich viel Arbeit und Mühe solche Stücke später zu ersetzen. Zwar bieten Gesteine durch die vielen vorkommenden Farben und Formen auch so einen hübschen Anblick doch ein wesentlicher Aspekt des sammelns sollte es sein unter wissentschaftlichen Gesichtspunkten eine Sammlung aufzubauen. Aber das muß Jeder für sich entscheiden.
