Gesteine (nicht nur) für Vegetarier – Fruchtschiefer

17. Oktober 2011 von Gunnar Ries in Gesteine

In einem vorhergegangenen Beitrag hatte ich ja schon einmal beschrieben, was einem Granit passiert, der im eigenen Saft kocht. Eine granitische Schmelze ist, wenn sie ihren Platz einnimmt, mindestens 750°C heiß, während das umgebende Gestein meist deutlich kälter ist. Man kann sich also leicht vorstellen, dass eine deutliche Aufheizung des umgebenden Gesteins um 400 bis 600 ° C sicher auch einige Folgen für das betreffende Gestein haben wird. Außerdem können große Plutone durchaus über einen ziemlich langen Zeitraum Wärme liefern und die heißen fluiden Phasen, die uns schon unseren Unakit beschert haben, können auch das umgebende Gestein deutlich verändern. Das soll aber heute nicht das Thema sein.

 

In unserem heutigen Beispiel geht es um die reine Kontaktmetamorphose ohne Stoffaustausch. Ein Tonschiefer aus dem Ordovizium im englischen Lake District hat die Erfahrung machen müssen, dass ihn ein in der Nachbarschaft eindringender Granit, der Skiddaw-Granit, auf rund 400 ° C aufheizte. Dabei bildete sich um den Granit eine so genannte Kontakt-Aureole, in der die Gesteine des ursprünglichen Tonschiefers durch die Hitze verändert wurden. Nähert man sich von außen durch den Tonschiefer dem hitzeliefernden Granit, so fällt es auch bei exzellenten Aufschlussbedingungen schwer, den exakten Beginn der metamorphen Veränderung durch die Hitze zu bestimmen. Irgendwann erkennt man aber kleine, neu gebildete Minerale ( so genannte Porphyroblasten), die vorher, also im äußerem Bereich, noch nicht vorhanden waren. Da sie mit dem unbewaffneten Auge nicht näher zu bestimmen sind, werden sie gewöhnlich als "Knoten" bezeichnet, und die entsprechenden Gesteine als "Knotenschiefer".

 

Andalusit- bzw. Chiastolith-Knotenschiefer der Kontaktaureole des Skiddaw-Granits im Lake District. Eigenes Foto, CC-Lizenz .

Je näher wir uns jetzt dem eigentlichen Granit nähern, desto größer werden die Knoten und langsam können wir die Minerale gut erkennen. Welches Mineral sich da jetzt neu bildet, hängt von der Zusammensetzung unseres Tonschiefers ab. Da Aluminium in Tonschiefer eigentlich immer reichlich vorhanden ist, kann bei gleichzeitigem Vorhandensein von Magnesium und Eisen Cordierit gebildet werden. Fehlen diese beiden Elemente, bildet sich Andalusit. In diesem Stadium wird der Mineralname der jeweiligen Porphyroblasten meist mit zum Gesteinsnamen herangezogen, als Cordierit- bzw. Andalusit-Knotenschiefer. Haben die Porphyroblasten einige Millimeter Länge erreicht, und dabei eine längliche, an Getreidekörner erinnernde Form, so wird das Gestein auch manchmal als "Fruchtschiefer" bezeichnet, vor allem in der älteren Literatur. Diese Bezeichnung ist heute aber vergleichsweise ungebräuchlich und kann als veraltet angesehen werden. In unserem Fall des Skiddaw-Schiefers war Eisen und Magnesium Mangelware, daher haben sich prismatische Andalusite als Porphyroblasten gebildet, die je nach Schnittlage entweder lang gestreckte Form haben oder einen quadratischen Querschnitt zeigen. Ein sehr auffallendes Merkmal ist ihr dunkler, meist aus kohligen Partikeln bestehender Kern, der sich in auffälligem Kontrast zu dem hellen Rand zeigt. Liegt der Porphyroblast im Längsschnitt vor, dann zeigt sich dieser Kern als dunkler Streifen im Zentrum. Bei Porphyroblasten, die im quadratischen Querschnitt vorliegen, verbindet die dunkle Zone X-förmig die Ecken des Minerals, das in dieser Ausführung auch Chiastolith genannt wird. Durch diese Besonderheit ist der kontaktmetamorph entstandene Andalusit im Mineralreich unverwechselbar. Was würde passieren, wenn man unseren Andalusit-Knotenschiefer (oder, wie man ihn auch gelegentlich nennt, Chiastolith-Knotenschiefer) noch weiter aufheizen würde? Wenn wir noch näher an den Granit herangehen würden? Hatte unser Andalusit-Knotenschiefer bis auf die neu gebildeten Minerale noch weitgehend die Schieferung seines ursprünglichen Eduktes, seines Ausgangsgesteines behalten, so würde er sie mit fortschreitender Kontaktmetamorphose verlieren. Die neugesprossten Minerale werden die Schieferung immer mehr auslöschen, während feine Feldspäte und umkristallisierter Quarz die Grundmasse des Gesteins dichter und fester werden lassen. Im Idealfall bildet sich ein bis auf die Porphyroblasten feinkörniger und dichter so genannter Hornfels.

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