12. Metamorphe Gesteine

12. Metamorphe Gesteine Metamorphe Gesteine Metamorphe Gesteine entstehen durch Anpassung an sich ändernde p-­‐T-­‐Bedingungen in der Erdkruste. Solche Veränderungen werden durch unterschiedliche geologische Prozesse ausgelöst, die zu ganz verschiedenen Metamorphosetypen führen können. Metamorphe Gesteinskomplexe sind somit wichtige Zeugen der geologischen Geschichte, insbesondere auch von plattentektonischen Vorgängen. Metamorphosevorgänge können in ihrer Wirkung auf einige Meter begrenzt sein, aber auch auf tausende Quadratkilometer ausgedehnt sein. Dementsprechend gibt es Metamorphoseprozesse von mehr lokaler (z.B. Kontaktmetamorphose, Impaktmetamorphose), aber auch regionaler Bedeutung (Regionalmetamorphose). Verschiedene tektonische Prozesse führen zu verschiedenen charakteristischen Geothermen und p-­‐T-­‐Pfaden. Folgende Haupt-­‐Metamorphosetypen können generell unterschieden werden: • Tieftemperatur-­‐Hochdruckmetamorphose (z.B. Subduktion) • Hochdruck-­‐Hochtemperaturmetamorphose (z.B. Gebirgsbildung) • Hochtemperatur–Niederdruckmetamorphose (Kontaktmetamorphose) Metamorphe Fazies Der geologisch relevante p-­‐T-­‐Bereich wird in verschiedene Faziesfelder aufgeteilt. Die Namen der Felder sind definiert nach der typischen metamorphen Mineralvergesellschaftung eines basaltischen Ausgangsgesteins. So liegt ein Meta-­‐Basalt unter grünschieferfaziellen Bedingungen (300°C; 3 kbar = 0,3 GPa) als Grünschiefer vor, bestehend aus Aktinolith, Epidot, Chlorit und Albit. Ein grünschieferfazieller silikatreicher Kalkstein wird jedoch unter gleichen p-­‐T Bedingungen nicht als grüner Schiefer auftreten sondern als grünschieferfazieller Marmor, bestehend aus Calcit, Quarz und Glimmer. Abb. 1: Druck-­‐Temperatur-­‐Diagramm der metamorphen Faziesfelder (nach Bucher und Frey 2002) Bausteine der Erde: Minerale und Gesteine -­‐ Übungen -­‐ WS 10/11 erstellt von Georgi Laukert; Übungsleiter Sebastian Weber 12. Metamorphe Gesteine Namensgebung von Metamorphiten Im Gestein regelmäßig auftretende Minerale werden in der Reihenfolge ihrer zunehmenden Häufigkeit vor den entsprechenden Gesteinsnamen gestellt. (Quarz + Feldspat sind in Gneisen fast immer vorhanden, diese werden daher nicht genannt). Möchte man bei der Benennung das Ausgangsgestein hervorheben, oder zeigen, dass die metamorphen Gesteine kein ausgeprägtes schiefriges oder gneisiges Gefüge aufzeigen, verwendet man die Vorsilbe Meta-­‐ (z.B.: Metabasalt, Metapelit). Üblich ist – vor allem bei Gneisen – die Verwendung der Vorsilben Ortho-­‐ für aus magmatischen Gesteinen hervorgegangene Metamorphite und Para-­‐ für solche, die aus Sedimenten entstanden sind. Abb. 2: Namensgebung von Metamorphiten: Beispiele für die Benennung des Gesteins nach seiner Textur sowie den vorhandenen Mineralen. Kombinationen beider Beschreibungen sind häufig. Es gibt aber auch eine Reihe von Spezialnamen metamorpher Gesteine. Sie haben sich im Laufe der Jahre als eigenständige Namen etabliert: • Grünschiefer: niedriggradiger Schiefer mit Chlorit, Epidot, Aktinolith, Albit, Metabasalt • Blauschiefer: mittel-­‐ bis hochgradiger Schiefer mit Glaukophan, Metabasalt • Eklogit: Hochdruck Gestein mitgrünem Pyroxen (Omphazit) und Granat, Metabasalt • Marmor: metamorpher Kalkstein • Quarzit: metamorpher Quarz-­‐Sandstein • Amphibolit: von Amphibol und Plagioklas dominiert, Metabasalt • Serpentinit: annähernd monomineralische Serpentin-­‐Gesteine des hydratisierten Erdmantels • Migmatit (Metatexit, Diatexit): partiell aufgeschmolzene Gneise Bausteine der Erde: Minerale und Gesteine -­‐ Übungen -­‐ WS 10/11 erstellt von Georgi Laukert; Übungsleiter Sebastian Weber