Gneis
Die Gneise (alte sächsische Bergmannsbezeichnung aus dem 16. Jahrhundert, vielleicht zu althochdeutsch: gneisto, mittelhochdeutsch: ganeist(e), g(e)neiste „Funke“) sind metamorphe Gesteine mit Paralleltextur, die mehr als 20 % Feldspat enthalten. Früher (teilweise noch bei Goethe) war die gängige Namensform Gneus.
Entstehung, Vorkommen und Zusammensetzung
Gneise entstehen durch Metamorphose, also unter relativ hohen Temperatur-Druck-Bedingungen; dabei wird das Ausgangsmaterial von vielen Gesteinsschichten überlagert. An der Oberfläche kommt Gneis folglich nur dann vor, wenn entweder das überliegende Material erodiert ist oder ehemals tiefliegende Schichten durch Tektonik an die Oberfläche gehoben wurden.
Gneise sind weltweit verbreitet und finden sich häufig in den alten Kernen (Kratonen) der Kontinente, wo sie durch tief reichende Erosion freigelegt wurden. In der Regel haben diese Gesteine seit ihrer Entstehung gleich mehrere Phasen der Gesteinsumwandlung (Regionalmetamorphosen) mitgemacht. Sie bilden die ältesten Gesteinsformationen der Erde, so den Acasta-Gneis aus dem Hadaikum von 4.030 mya aus dem westlichen Kanadischen Schild und den Gneise enthaltende Nuvvuagittuq-Grünsteingürtel aus dem östlichen Kanadischen Schild. Gneise treten auch in den Kristallinzonen jüngerer Faltengebirge auf, z.B. im Alpenhauptkamm der Zentralalpen.
Die Zusammensetzung der Gneise hängt vom Ausgangsgestein ab: Die wichtigsten Minerale im Gneis bilden sich nicht während der Metamorphose, sondern sind schon im Ausgangsmaterial vorhanden. Gneis besteht hauptsächlich aus den Mineralen Feldspat (> 20 %), Quarz sowie Glimmer,[1] dies sind, neben dem Calcit, die in der kontinentalen Erdkruste weit verbreiteten Minerale. Das Gefüge schwankt zwischen fein- und grobkörnig, bei mitunter gut sichtbarer Paralleltextur. Im letzteren Fall spricht man von eingeregelten Kristallen. Das Gestein kann dann lagig-flaserig bis grobschieferig, und oft auffällig gebändert erscheinen. Im Gegensatz dazu gibt es Orthogneise mit schwach ausgebildeten Texturmerkmalen und relativ gleichmäßigen Kristallgrößen oder in der Grundmasse nur gering ausgeprägter Kristallinität.
Einteilung
Gneise lassen sich auf Grund ihrer mineralischen Zusammensetzung, nach ihrem Gefüge oder aber nach ihrer Entstehung (Genese) gliedern.
Mineralogisch unterscheiden sich die Gneise nach Art der vorhandenen Minerale. Unterschieden nach verschiedenen Glimmern kennt man zum Beispiel den Biotitgneis, den Muskovitgneis oder den aus beiden genannten Glimmern bestehenden Zweiglimmergneis. Bei hohen Anteilen von Cordierit oder Hornblende spricht man entsprechend von Cordieritgneis oder Hornblendegneis.
Unabhängig davon kann man Gneise auch auf Grund ihres Gefüges gliedern: so kennt man Augengneise, wenn eine feinkörnigere Gesteinsmatrix größere Mineral-Einsprenglige „umfließt“, oder Flasergneise, wenn das Gefüge linienhaft-flaserig entwickelt ist und weniger flächenhaft-schiefrig. Oft sind Gneise deutlich gebändert.
Üblich ist darüber hinaus eine Unterscheidung der Gneise nach ihren Ausgangsgesteinen (Edukten):
- Orthogneise stellen das metamorphe Umwandlungsprodukt von Feldspat- und Quarz-reichen magmatischen Gesteinen, wie z.B. Granit oder Granodiorit dar. Oftmals haben sie aber bereits mehrere Gesteinsumwandlungen durchgemacht (Polymetamorphose) und entstanden aus bereits vorliegenden Gneisen.
- Paragneise entstehen durch die Umwandlung von Sedimentgesteinen (Sandsteinen, Grauwacken, Arkosen und Tonschiefer), und weisen deshalb oft eine größere Vielfalt von akzessorischen Mineralen (Nebengemengeteile) auf als die Orthogneise.
- Einen Übergang von den metamorphen Gneisen zu den magmatischen Tiefengesteinen stellt der Migmatit oder Anatexit dar.
Wenn das Ausgangsgestein eines Gneises genau bekannt ist, wird von Granit-Gneis, Syenit-Gneis oder Geröll-Gneis gesprochen. Hierbei unterscheiden sie sich von chemisch und mineralogisch identischen metamorphen Gesteinen, wie Meta-Granit, etc. nur durch ihre typisches, schiefriges Gefüge. Daneben können Gneise auch nach dem Grad ihrer Metamorphose eingeteilt werden, als Epi-, Meso-, oder Kata-Gneis, unter jeweils höherem Druck und höheren Temperaturen bei der Entstehung.
Das Schichtgefüge (Foliation) der Gneise entsteht durch die Entmischung (Seigerung) von Lagen aus hellen Feldspäten und Quarz und dunklen Mineralen, auf Grund ihrer unterschiedlichen Plastizität unter hohen Temperaturen. Besonders die Schichtsilikate (insbesondere Biotit) neigen dazu, sich unter tektonischer Belastung durch seitliche Neukristallisation flächig einzuregeln, während Quarz und Feldspäte eher körnig bleiben. Die räumliche Lage der Schieferungsflächen entspricht dabei der Richtung der maximalen tektonischen Scherkräfte.
Gneis als Naturstein
Oftmals werden Gneise auch als „Granit“ gehandelt, da sie sehr ähnliche technische Eigenschaften wie diese Gesteinsgruppe aufweisen. Sie haben allerdings eine durchwegs höhere Wasseraufnahme und bessere Biegezugwerte. Sie sind als Natursteine polierfähig und weitgehend frostbeständig. Die Feldspäte und Glimmer bestimmen die Farbe und Quarz bestimmt die Abriebfestigkeit der Gneise. Schichtsilikate verleihen den Gneisen ihre gute Spaltfähigkeit, wenn sie lagenförmig im Gestein auftreten.
Die technischen Unterschiede zwischen Para- und Orthogneisen sind zu vernachlässigen. Es lässt sich orientierend festhalten, dass in aller Regel die bunten Gneise entweder Migmatite oder Orthogneise und die grauen Paragneise sind. Die hellen (fast weißen) „Gneise“ können auch Granulite sein.
Bekannte Natursteinsorten
- Hallandia, Migmatit (Schweden), Halmstad
- Juparana Classico, Orthogneis (Brasilien, Rio de Janeiro)
- Mitternachtsblau, Orthogneis (Indien)
- Orissa, Orthogneis (Indien)
- Steinbacher Augengneis, Orthogneis (Deutschland, Steinbach)
- Serizzo Antigorio, Paragneis (Schweiz/Kt. Tessin, Valle Antigorio)
- Calanca, Paragneis (Schweiz/Kt. Graubünden, Calanca-Tal)
- Onsernone, Paragneis (Schweiz/ Kt. Tessin, Onsernone-Tal)
- Maggia, Paragneis (Schweiz/ Kt. Tessin, Maggia-Tal)
- Soglio, Paragneis (Schweiz, Soglio)
- Branco Ipanema, Granulit (Brasilien, Espirito Santo)
- Stainzer Hartgneis, (Österreich, Stainz)
- Verde Andeer, (Schweiz/Kt. Graubünden, Andeer)
- Bittescher Gneis Granitgneis, Österreich
Siehe auch
Literatur
- Siegfried Matthes, Martin Okrusch: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. Springer, Berlin 2005, ISBN 3540238123.
- Roland Vinx: Gesteinsbestimmung im Gelände. Springer, Berlin, Heidelberg 2008, ISBN 9783827419255.
- Gregor Markl: Minerale und Gesteine. Eigenschaften - Bildung - Untersuchung. Elsiever, München 2004, ISBN 3827414954.
- Hans Murawski: Geologisches Wörterbuch. Elsiever, München 2004, ISBN 3-8274-1445-8.
Weblinks
Commons: Gneis – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien