Die Gesteinsarten: Eruptiv, metamorph und sedimentär

Die drei Gesteinsarten

Es ist das erste, was man im Geologieunterricht lernt – in aller Kürze sind die drei Gesteinsarten:

• Eruptiv – sie entstehen durch die Abkühlung von Magma tief im Inneren der Erde. Sie haben oft große Kristalle (man kann sie mit bloßem Auge sehen).
• Metamorph – sie entstehen durch die Veränderung (Metamorphose) von magmatischen und sedimentären Gesteinen. Sie können sowohl unterirdisch als auch an der Oberfläche entstehen.
• Sedimentär – sie entstehen durch die Verfestigung von Sedimenten. Sie können aus organischen Überresten (wie Kalkstein) oder aus der Zementierung anderer Gesteine entstehen.
  Die lange Geschichte, die viel interessanter ist, ist folgende:

Die lange Geschichte, die viel interessanter ist, ist folgende:

Gesteine aus Gips

Magma ist das Herz eines jeden Eruptivgesteins. Magma besteht aus einer Mischung aus geschmolzenem oder halbgeschmolzenem Gestein sowie Gasen und anderen flüchtigen Elementen. Je tiefer man in den Untergrund vordringt, desto höher wird die Temperatur; je weiter man vordringt, desto mehr erreicht man schließlich den Erdmantel – eine riesige Schicht aus festem Gestein, die den Erdkern umgibt (der sich in geologischer Zeit wie eine zähflüssige Flüssigkeit verhält).

Wie Sie wahrscheinlich wissen, verwandelt sich Magma bei der Abkühlung in Gestein; wenn es noch unter der Erde bei hohen Temperaturen abkühlt (aber bei Temperaturen, die noch unter denen des Magmas liegen), verläuft der Abkühlungsprozess langsam, so dass Kristalle entstehen können. Aus diesem Grund sieht man Gesteine wie Granit mit großen Kristallen – das Magma hatte Zeit, abzukühlen. Die Kristalle sind auch differenziert, wie Sie unten sehen können.

Wenn das Magma jedoch ausbricht oder schnell abkühlt, erhält man stattdessen ein vulkanisches Gestein – nicht wirklich magmatisch, aber auch aus Lava entstanden. Das klassische Beispiel dafür ist Basalt, der viele kleine oder sehr wenige große Kristalle haben kann. Vulkanische Gesteine werden auch als extrusive Eruptivgesteine bezeichnet, im Gegensatz zu intrusiven Eruptivgesteinen. Einige vulkanische Gesteine (wie Obsidian) haben überhaupt keine Kristalle.

Magma ist nicht gleich Magma: Verschiedene Magmen können unterschiedliche chemische Zusammensetzungen, unterschiedliche Mengen an Gasen und unterschiedliche Temperaturen haben – und verschiedene Arten von Magma bilden verschiedene Gesteinsarten. Deshalb gibt es eine unglaubliche Vielfalt. Es gibt über 700 Arten von Eruptivgestein, und sie sind im Allgemeinen die härtesten und schwersten aller Gesteine. Vulkangestein kann jedoch unglaublich leicht sein – Bimsstein zum Beispiel kann sogar schwimmen und wurde von den alten Seefahrern „der Schaum des Meeres“ genannt. Bimsstein entsteht, wenn ein Vulkan heftig ausbricht und dabei Luftblasen im Gestein entstehen. The most common types of igneous rocks are:

• andesite
• basalt
• dacite
• dolerite (also called diabase)
• gabbro
• diorite
• peridotite
• nepheline
• obsidian
• scoria
• tuff
• volcanic bomb

Metamorphic Rocks

Here, the name says it all. These are rocks that underwent a metamorphosis; they changed. They were either sedimentary or igneous (or even metamorphic), and they changed so much, that they are fundamentally different from the initial rock.

There are two types of metamorphism (change) that can cause this:

• contact metamorphism (or thermal metamorphism) — rocks are so close to magma that they start to partially melt and change their properties. Es kann zu Rekristallisationen, Verschmelzungen zwischen Kristallen und vielen anderen chemischen Reaktionen kommen. Die Temperatur ist hier der Hauptfaktor.
• Regionalmetamorphismus (oder dynamischer Metamorphismus) – dies geschieht in der Regel, wenn Gesteine tief unter der Erde liegen und einem enormen Druck ausgesetzt sind – so sehr, dass sie oft in die Länge gezogen werden und die ursprünglichen Merkmale zerstören. Druck (oft in Verbindung mit Temperatur) ist hier der Hauptfaktor.

Metamorphe Gesteine können sowohl Kristalle und Mineralien aus dem Ausgangsgestein als auch neue Mineralien aus dem Metamorphoseprozess enthalten. Einige Mineralien sind jedoch eindeutige Indikatoren für einen metamorphen Prozess. Dazu gehören vor allem Granat, Chlorit und Kyanit.

Gleichermaßen bedeutsam sind Veränderungen in der chemischen Umgebung, die zu zwei metamorphen Prozessen führen: mechanische Versetzung (das Gestein oder einige Minerale werden physikalisch verändert) und chemische Rekristallisation (wenn sich Temperatur und Druck ändern, sind einige Kristalle nicht mehr stabil und verwandeln sich in andere Kristalle).

Sie können in viele Kategorien eingeteilt werden, aber typischerweise werden sie unterteilt in:

• Blättrige metamorphe Gesteine – durch Druck werden die Kristalle gequetscht oder gedehnt, was zu einer klaren bevorzugten Ausrichtung führt.
• Nicht-blättrige metamorphe Gesteine – die Kristalle haben keine bevorzugte Ausrichtung. Einige Gesteine, wie z. B. Marmor (die metamorphisierte Version von Kalkstein), bestehen aus Mineralien, die sich einfach nicht ausdehnen, egal wie stark die Belastung ist.

Metamorphe Gesteine können unter verschiedenen Bedingungen, bei unterschiedlichen Temperaturen (bis zu 200 °C) und Drücken (bis zu 1500 bar) entstehen. Wenn ein Gestein lange genug tief vergraben ist, wird es metamorph. Metamorphe Gesteine können durch tektonische Prozesse entstehen, z. B. durch die Kollision von Kontinenten, die horizontalen Druck, Reibung und Verformung verursachen, oder wenn das Gestein durch das Eindringen von Magma aus dem Erdinneren erhitzt wird.

Die häufigsten metamorphen Gesteine sind:

• Amphibolit
• Schiefer (Blauschiefer, Grünschiefer, Mikaschiefer, usw.)
  

  

• eclogite
• gneiss
• hornfels
• marble
• migmatite
• phyllite
• quartzite
• serpentinite
• slate

Sedimentary Rocks

Sedimentary rocks are named as such because they were once sediment. Sediment is a naturally occurring material that is broken down by the processes of weathering and erosion and is subsequently naturally transported (or not). Sedimentary rocks form through the deposition of material at the Earth’s surface and within bodies of water.

Sedimentäre Gesteine sind recht schwierig zu klassifizieren, da sie mehrere unterschiedliche Eigenschaften aufweisen (chemische Zusammensetzung, Sedimentationsprozess, organisches/anorganisches Material), aber die gängigste Klassifizierung ist die folgende:

• klastische Sedimentgesteine – kleine Gesteinsfragmente (viele Silikate), die durch Flüssigkeiten (Wasser, Flüsse) transportiert und abgelagert wurden. Diese Gesteine werden weiter nach der Größe und Zusammensetzung der in den Sedimentgesteinen enthaltenen klastischen Kristalle (meist Quarz, Feldspat, Glimmer und Ton) klassifiziert.
• Konglomerate (und Brekzien) – Konglomerate bestehen überwiegend aus rundem Kies, während Brekzien aus kantigem (schärferem) Kies bestehen.
• Sandsteine – wie der Name schon sagt, handelt es sich um ein Gestein, das aus vielen sandgroßen Mineralien und Gesteinskörnern besteht. Das vorherrschende Mineral im Sandstein ist Quarz, weil es das häufigste Mineral in der Erdkruste ist.
  

  

• Schlammgestein – auch hier ist der Name Programm: Es handelt sich um Gestein aus verfestigtem Schlamm. Sie enthalten in der Regel sehr feine Partikel und werden als Schwebeteilchen durch turbulente Strömungen in Wasser oder Luft transportiert und lagern sich ab, sobald sich die Strömung beruhigt.
• Biochemische Gesteine – Sie werden wahrscheinlich überrascht sein, dass der meiste Kalkstein auf der Erde aus biologischen Quellen stammt. Mit anderen Worten: Der meiste Kalkstein, den Sie heute sehen, stammt von den Skeletten von Organismen wie Korallen, Weichtieren und Foraminiferen. Kohle ist ein weiteres Beispiel für biochemische Gesteine.
• Chemische Gesteine – zu diesen Gesteinen gehören Gips und Salz (Halit) und sie entstehen meist durch die Verdunstung von Wasser

Es gibt auch andere Arten von speziellen Sedimentgesteinen – zum Beispiel solche, die in heißen Quellen entstehen. Der größte Teil der festen Oberfläche unseres Planeten (etwa 70 %) besteht aus Sedimentgestein, aber wenn man tief genug unter die Erdoberfläche vordringt, findet man auch jede Menge Eruptivgestein und metamorphes Gestein.

Wie ich schon bei den biochemischen Gesteinen erwähnt habe, können Fossilien mit der Zeit zu Gestein werden. Es gibt sogar ganze Berge, die aus Riffen bestehen, wie man unten sehen kann.

Einige häufige Sedimentgesteine sind:

• argillite
• breccia
• chalk
• chert
• claystone
• coal
• conglomerate
• dolomite
• limestone
• gypsum
• greywacke
• mudstone
• shale
• siltstone
• turbidite