Gneis

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Gebänderter 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 in der folgenden Tabelle aufgeführten Mineralbestandteilen (in %),[1]

Gestein Quarz Kalifeldspat Plagioklas Biotit Muskovit Cordierit Granat Sillimanit andere Dichte
(g/cm³)
Granodioritgneis 30 8 38 9 1 2,73
Graugneis 33 3 37 17 9 1 2,71
Biotit-Plagioglasgneis 31 4 38 14 12 1 2,70
Langflasriger Rotgneis 39 27 25 2 6 1 2,67
Dünnplattiger

Rotgneis

43 29 13 1 12 2 2,63
Quarzaugengneis 41 13 28 5 12 1 2,65
Aplitgneis 44 11 29 15 1 2,64
Plattiger, feinkörniger Paragneis 14 22 18 40 6 2,70
Schichtiger Zweiglimmergneis 16 31 31 20 2 2,68
Metatektischer

Graugneis

29 1 66 1 2 1 2,72
Cordieritgneis 20 25 40 13 2 2,74
Sillimanitgneis 14 18 1 26 14 14 4 20 6
Granatgneis 13 7 3 6 27 35 6

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

Augengneis. Rio de Janeiro, Brasilien

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.

Stark durchbewegte Schiefergneise bis Glimmerschiefer werden unter der Sammelbezeichnung Gneisphyllite zusammengefasst.[2]

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.
Paragneis, Serizzo

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

Beispiele für Gefügebilder von Gneisen (poliert) aus den Penninischen Decken zwischen Locarno und Domodossola

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 aus Schweden)

Sonstiges

Der Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler und die Deutsche Geologische Gesellschaft - Geologische Vereinigung haben den Gneis zum Gestein des Jahres 2015 ernannt. [3]

Siehe auch

Literatur

  • Siegfried Matthes, Martin Okrusch: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. Springer, Berlin 2005, ISBN 3-540-23812-3.
  • Roland Vinx: Gesteinsbestimmung im Gelände. Springer, Berlin, Heidelberg 2008, ISBN 978-3-8274-1925-5.
  • Gregor Markl: Minerale und Gesteine. Eigenschaften – Bildung – Untersuchung. Elsiever, München 2004, ISBN 3-8274-1495-4.
  • Hans Murawski: Geologisches Wörterbuch. Elsiever, München 2004, ISBN 3-8274-1445-8.
Commons: Gneis – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Anmerkungen

  1. ↑ Jubelt, R., Schreiter, P., Gesteinsbestimmungsbuch, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1977, Seite 84
  2. ↑ Der Geologische Aufbau Österreichs, s. 336 rechte Spalte
  3. ↑ LBEG Niedersachsen: Gestein des Jahres 2015: Pünktlich zur Ehrung taucht riesiger Gneis auf Pressemitteilung am 13. Januar 2015
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