metamorphic rocks and metasediments (Metamorphe Gesteine)

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Alte und neue Definitionen, Gliederung, petrographische Kennzeichnung, Klassifizierung und Nomenklatur metamorpher Gesteine

Aktuelle Definitionen

Die nachstehende Klassifizierung, Definitionen, Gliederung und Kennzeichnung metamorpher Gesteine beruht auf der bis aktuellen und allgemeingültigen Lehre , wobei wesentlich in regionalmetamorphe und kontaktmetamorphe Gesteine (plus Migmatite, Metasomatite) unterschieden wird. Die aktuelle Klassifikation (rsp. Gruppierung und Nomenklatur) richtet sich nach dem Erscheinungsbild (Gefüge und Veränderungen am Mineralbestand) und nach der Genese (Ausgangsgestein, Art und Intensität der Metamorphose). Eine weiter Unterscheidung wird durch die Präfixe "ortho" (Metamorphite aus magmatischem Ausgangsmaterial) und "meta" (Metamorphite aus sedimentärem Ausgangsmaterial) getroffen, wobei diese Differenzierung tw. nicht möglich ist, da durch unterschiedliche Metamorphosen die gleichen Endprodukte enstehen können.

Neue Definitionen

Der Gebrauch einiger allgemeiner Begriffe in der metamorphen Petrologie hat sich in verschiedenen Ländern unterschiedlich entwickelt; mit dem Resultat, daß je nach Land spezielle Gesteinsnamen benutzt wurden. Um eine international einheitliche und allgemein anerkannte und brauchbare Nomenklatur zu schaffen, hat die IUGS - Subkommission für die Systematik metamorpher Gesteine (IUGS-SCMR) seit 1985 ein Klassifikationssystem entwickelt, als Buch (Fettes,D. und Desmons,J., 2007; > s.u.) vorgestellt und dessen zukünftige Anwendung empfohlen.

Die Definitions-Empfehlungen stützen sich auf Metamorphosetyp-, Grad und Fazies. Weitere Arbeiten der SCMR betreffen die Struktur-Terminologie, inklusive der kataklastischen Gesteine (Kataklasite, Mylonite und deformierte ultramafische Gesteine)(englisch als "fault rocks" bezeichnet)

Die IUGS-SCMR berücksichtigt den weitverbreiteten Gebrauch einiger Gesteinsnamen ( Bsp.: Amphibolit, Marmor, Hornfels) und die Existenz vieler Namen, welche sich auf spezifische Metamorphosen beziehen ( Bsp.: Hoch P/T-Gesteine, Migmatite, Impaktite etc.). Diese Begriffe / Namen sollen auf jeden Fall erhalten bleiben, wenngleich sie sich nicht auf der Grundlage einer systematischen Klassifizierung entwickelt haben.

Die neue Klassifizierung nach IUGS-SCMR

Definitionen, Klassifizierung, Gliederung und Nomenklatur nach der allgemeingültigen Lehre

Name und Synonyme

Metamorphes Gestein (Metamorphite) , Umwandlungsgestein. Der Begriff kristalliner Schiefer ist unangebracht, da nicht alle Metamorphite geschiefert sind.

Entstehung

Metamorphite enstehen durch Umwandlung von Gesteinen unter Bedingungen, welche sich von denen der ursprünglichen Bildung unterscheiden (Temperatur, tektonische Bewegung, Druck oder alle drei Faktoren zusammen) unter meist weitgehender Beibehaltung des kristallinen Zustands und der pauschalen chemischen Zusammensetzung (isochemische Metamorphose). Bedeutende Veränderungen des Stoffbestandes werden als allochemische Metamorphose, bzw. als Metasomatose bezeichnet. Gesteinsumwandlungen durch Verwitterung und Diagenese, sowie die Umwandlung an Salzgesteinen werden nicht zur Metamorphose gezählt.

Charakteristika metamorpher Gesteine

Die durch Metamorphose gebildeten Metamorphite unterscheiden sich von den Ausgangsgesteinen meist nicht nur durch ihren metamorphen Mineralbestand, sondern auch durch metamorphes Gefüge.

Aktuelle Klassifikation und Nomenklatur

Die Benennung metamorpher Gesteine bezieht sich auf deren Gefügeeigenschaften; tw. werden auch Definitionen aufgrund des Mineralbestandes verwendet

Ortho- und Paragesteine

• Orthogesteine: Bei veränderten Druck- und Temperaturbedingungen umgewandelte Magmatite
• Paragesteine: Aus Sedimentiten entstandene Metamorphite

Regionalmetamorphe Gesteine

• Gesteine aus saurem magmatischem Ausgangsmaterial (Metaacidite)
• Gesteine aus basischem magmatischem Ausgangsmaterial (Metabasite)
• Alkaligneise
• Gesteine aus ultramafitischem Ausgangsmaterial
• Gesteine aus quarzreichen Sandsteinen und Kieselsedimenten
• Gesteine aus Grauwacken und Arkosen
• Gesteine aus grobklastischem Ausgangsmaterial - Metakonglomerate
• Gesteine aus pelitischem Ausgangsmaterial
• Gesteine aus mergeligem und kieselig-karbonatischem Ausgangsmaterial
• Marmore
• Metamorphe Gesteine aus evaporitischem Ausgangsmaterial /Salzmetamorphose, Salzdiagenese)
• Manganreiche Metamorphite

Kontaktmetamorphe Gesteine

• Gesteine aus tonigem (pelitischem) Ausgangsmaterial
• Kontaktmetamorph umgewandelte Sandsteine, Arkosen und Grauwacken
• Gesteine aus karbonatischem, kieselig-karbonatischem und mergeligem Ausgangsmaterial
• Gesteine aus saurem magmatischem Ausgangsmaterial
• Gesteine aus basischem magmatischem und metamorphem Ausgangsmaterial
• Gesteine aus ultramafitischem Ausgangsmaterial

Mechanisch deformierte Gesteine (engl.: fault rocks)

• Kataklasite

  • Tektonite
• Mylonite

Metamorphite mit gemengtem Charakter (Migmatite)

• Anatexite
• Metatexite
• Arterite
• Venite
• Phlebite
• Diatexite
• Nebulite
• Agmatite

Metasomatische Gesteine (Metasomatite)

• Pyrometasomatite
• Metasomatische Aplite und Pegmatite
• Autometasomatische Granite, Greisen, Topas und Turmalinsomatite
• Skapolithmetasomatite

• Silikat- und Erzmetasomatite an Kalk- und Dolomitgesteinen

  • Skarne
• Fenite
• Feldspatsomatite
• Mg-Metasomatite in Silikatgesteinen
• Mg-Metasomatite in Karbonatgesteinen, Ophicalcite
• Metasomatite aus peridotitischem Ausgangsgestein
• Hydrothermale Metasomatite
• Episyenite

Impaktite ( Stoßwellen-metamorphe Gesteine)

Durch kinetische Energie als Folge großer Impakte (Einschläge von Meteoriten auf die Erdoberfläche und auf dem Mond) und einhergehenden sehr hohen Drücken und Temperaturen (bis mehrere tausend Grad) entstandene Gesteine. Hierzu gehören

Alte Definition

• Impaktite im eigenen Sinne

Kraternah oder im Krater entstandene geschockte, geschmolzene oder brekziöse Gesteine mit relativ hohem H₂O-Gehalt

• Tektite

Kraterfern (bis mehrere 100 km) Rückfallschmelzen mit relativ wenig H₂O-Gehalt

Neue Definition

Neue Klassifizierung als metamorphe Gesteine nach IUGS-SCMR-Empfehlungen; s.u. > Impaktit

Gefügemerkmale metamorpher Gesteine

Überprägung

Die Strukturen und Texturen einer Metamorphose ersetzen (verdrängen) diejenige einer früheren Metamorphose, wobei i.d.R. das Ausgangsgestein noch erkennbar ist.

Klassifikation nach äußeren Kennzeichen

• Metamorphite nach dem Mineral-Faziesprinzip

  • Hornfels-Fazies
  • Zeolith-Fazies
  • Grünschiefer-Fazies
  • Amphibolit-Fazies
  • Granulit-Fazies
  • Glaukophanschiefer-Fazies
  • Eklogit-Fazies

Eclogite

Blueschist

Greenschist

Prehnite-
Pumpellyite

Zeolite

Granulite

Amphibolite

Hornfels

Sanidinite

Andalusite

Kyanite

Sillimanite

(kbar)

T (°C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Grafik Copyright: WikipediaUser: Woudloper; CC BY-SA 3.0

Temperature and pressure fields of various metamorphic facies (after Bucher and Frey, 1994 and Hardley, 1989).

Gesteinsfamilien

Gneis-Familie

• Gestein mit mehr als 20-30 Vol.% Feldspatgehalt; sowie Quarz, Glimmer, Amphibole und Pyroxene.
  Innerhalb der Gneise folgende Untergruppen:
• Orthogneis: aus sauren oder intermediären Magmatiten (und deren Tuffen) entstandener Gneis.
• Paragneis: metamorphes Sedimentgestein aus dem Bereich der Arkosen, Grauwacken und Pelite.

Besondere Namen

• Nach Ausgangsgestein: Granit- oder Syenit- oder Geröllgneis
• Nach Gemengteilen: Biotit-, Muskovit-, Granat- und Augitgneis. Kinzigit ist ein cordieritführender Granat-Gneis aus dem Schwarzwald
• Nach Gefüge: Augen-, Platten-, Bänder-, Flasergneis. Augengneise haben linsenförmige, an Augen erinnernde Feldspateinschlüsse.
• Nach Art der Metamorphose: Epigneis
• Nach Farbe: Rot- oder Graugneis
• Leptinit (oder Leptit): fein- bis mittelkörniger präkambrischer Gneis mit lagiger oder gestreifter Parallelstruktur von Schweden und Finnland
• Hälleflinta: Glimmerarmer Gneis mit flintartigem Bruch von Schweden und Finnland
• Schiefergneis: Gneis-Varietät im Übergang zu den Phylliten|Phyllit

Granulit (Pyriklasit, Pyribolit, Pyrigarnit)

Basische, mafitreiche Granulite werden wie folgt bezeichnet:

• Pyriklasit: granulitischer Metamorphit mit Plagioklas und Pyroxen
• Pyribolit: mit Amphibol als zusätzlichem Bestandteil
• Pyrigarnit (Granatpyriklasit): mit Granat als zusätzlichem Bestandteil

Schiefer - Familie

Mechanische Verformung mit chemischer Umkristallisation:

• Halbschiefer (schwach metamorphisierte Grauwacken)
• Phyllit

Feinkörnige, deutlich schiefrige Gesteine mit seidigem Glanz. Chlorit und Glimmer sind wesentliche Mineralien.

• • Quarzphyllit
  • Serizitphyllit

• Glimmerschiefer

  • Itabirit (Gebänderter Quarz-Hämatit-Schiefer)
• Tonschiefer

• Kontaktschiefer

  • Fleckschiefer
  • Knotenschiefer
  • Fruchtschiefer
  • Garbenschiefer
• Hornblendeschiefer

• Grünschiefer

  • Aktinolithschiefer
  • Chloritschiefer
  • Prasinit
  • Talkschiefer
  • Glaukophanschiefer
  • Glaukophanit

Fels-Familie (Plural: Felse)

Massige metamorphe Gesteine ohne Schiefrigkeit, jedoch nicht selten mit lagiger Paralleltextur.

• Quarzit (überwiegend Quarz; dto. Felsquarzit
• Lydit (tw. Kieselschiefer); Quarz, mit oder ohne pigmentierende Nebenmineralien)
• Kalksilikatfels (keine Skarne, welche metasomatisch gebildet werden)
• Amphibolit (überwiegend Amphibole (Hornblende) und Plagioklas. Bei mehr als 50% Feldspat als Amphibolgneis, bei mehr als 80% Amphibolgehalt als Amphibolschiefer bezeichnet).
• Eklogit(überwiegend Granat und Klinopyroxen)
• Hornfels
• Serpentinit: überwiegend Serpentinmineralien; kann auch metasomatisch gebildet worden sein)
• Cipollino
• Ophiolith
• Marmor (überwiegend Calcit oder Dolomit)

Verfasser

• Collector

Einordnung

• Kategorie/Petrographie

Literatur

• Abart, R., 2007; Petrologie der Metamorphite, LV 24108c - FU Berlin, SS 2007.
• Barth, Correns, Eskola, 1960; Die Entstehung der Gesteine; Springer
• Leitmeier, A., 1950; Einführung in die Gesteinskunde
• Mitchell, A.H.G., Garson, M.S., 1981; Mineral deposits and Global Tectonic Settings
• Ramberg, 1952; The Origin of Metamorphic and Metasomatic Rocks; Chicago
• Turner, F.J.,1968; Metamorphic Petrology
• IUGS-SCMR ; 2004; Subcommission on the Systematics an Nomenclature of Metamorphic Rocks
• Wimmenauer, W., 1985; Petrographie der magmatischen und metamorphen Gesteine

Quellangaben

• Autor: Collector

Weblinks

• http://www.bgs.ac.uk/SCMR/docs/igc2004.pdf