Metamorphes Gestein

Begriff und Bildung

Metamorphes Gestein, auch Metamorphit, ist Gestein, das sich aus einem Ursprungsgestein, dem Protolith, in der Erdkruste verändert hat. Auslöser sind häufig erhöhte Druck- und/oder Temperaturbedingungen. Entscheidend ist: Das Gestein bleibt bei der Umwandlung fest; der Prozess heißt Metamorphose.

Im Unterschied zur chemischen Verwitterung oder Diagenese erfolgt Metamorphose unter deutlich höheren Drücken und Temperaturen. Ursachen sind oft Gebirgsbildungen sowie andere Prozesse, die mehr oder weniger eng mit der Plattentektonik zusammenhängen.

Minerale, Chemie und Gefüge

Bei der Metamorphose entstehen neue Minerale und Mineralaggregate. Sie bilden sich jeweils in dem druck- und temperaturabhängigen Bereich, der zu den Umgebungsbedingungen passt.

Die allgemeine chemische Zusammensetzung des Gesteins bleibt dabei erhalten. Ändert sie sich, spricht man nicht von Metamorphose, sondern von Metasomatose. Bei druckbetonter Metamorphose richten sich Mineralkörner häufig aus. Diese Ausrichtung zeigt die Richtungen des größten Drucks an und verändert das Gesteinsgefüge, also beispielsweise die Textur. Dadurch unterscheiden sich Metamorphite im Gefüge von chemisch ähnlichen plutonischen Gesteinen.

Benennung nach dem Ausgangsgestein

Für metamorphe Gesteine gibt es im Unterschied zu magmatischen Gesteinen und Sedimentgesteinen keine einheitliche Nomenklatur; verschiedene Systeme werden parallel verwendet.

Ist der Protolith noch erkennbar, wird seinem Namen das Präfix „Meta-“ vorangestellt. Beispiele sind Metabasalt und Metagrauwacke. Die entsprechenden Oberbegriffe lauten Metavulkanit beziehungsweise Metasediment.

Benennung nach dem Gefüge

Gefügebezeichnungen machen vor allem deutlich, ob Metamorphose mit tektonischen Bewegungen verbunden war. Teilweise ist auch der Gehalt an Mineralen einer bestimmten Mineralklasse wichtig.

Ein Fels ist ein massiger Metamorphit ohne bevorzugte Ausrichtung der Mineralkörner. Eine Bänderung kann vorkommen, beruht dann aber auf der ursprünglichen Schichtung eines sedimentären Protoliths. Felse entstehen bei Kontakt- und Versenkungsmetamorphosen.

Gneis, Granulit, Schiefer, Phyllit und Mylonit haben ein namensrelevantes Gefüge, das durch tektonische Deformation entstand. Gneis ist mittel- bis grobkörnig und besitzt ein relativ weitständiges Parallelgefüge sowie mehr als 20 % Feldspäte. Orthogneis hat einen nicht-sedimentären Protolith, Paragneis ein „vergneistes“ nicht-karbonatisches Sedimentgestein. Granulit ähnelt dem Gneis im Gefüge, enthält aber Hochdruckminerale wie Granat, keinen Muskovit und generell wenig Glimmer.

Schiefer besitzt ein engständiges, lagiges Parallelgefüge, die Schieferung, im Bereich von < 1 cm. Englische „Slates“ sind sehr feinkörnig und nur sehr niedriggradig oder gar nicht metamorph überprägt; sie haben daher praktisch ihren ursprünglichen Mineralbestand. Sie sind von schiefrigen Tonsteinen zu unterscheiden, die nur Diagenese ohne nennenswerte tektonische Deformation erfahren haben und auf Englisch „shale“ heißen. „Schist“ bezeichnet mittel- bis grobkörnige kristalline Schiefer mit hohem Metamorphosegrad und umfassenden Mineralumwandlungen. Phyllit ist sehr feinkörnig, besitzt sehr engständige Lagen und seidig glänzende, oft runzelige Spaltflächen. Mylonit ist feinkörnig; seine schiefrige Textur entstand in einer duktilen Scherzone.

Namen von Gneisen und kristallinen Schiefern können Mineralnamen vorangestellt werden, geordnet nach aufsteigender Häufigkeit. Ein Sillimanit-Granat-Glimmerschiefer enthält daher mehr Glimmer als Granat und mehr Granat als Sillimanit. Migmatit hat durch partielle Aufschmelzung, die Anatexis, ein Fließgefüge. Da Metamorphose definitionsgemäß ohne partielle Aufschmelzung abläuft, bilden Migmatite einen Übergang zu magmatischen Gesteinen.

Benennung nach Mineralbestand

Häufige Namen richten sich nach den vorherrschenden Mineralen:

• Amphibolit besteht überwiegend aus Amphibolen und Plagioklas.
• Eklogit ist ein Hochdruck- und Hochtemperaturgestein mit hohem Anteil an Granat und Klinopyroxen.
• Marmor sind metamorphe Karbonatgesteine, die überwiegend aus Kalzit oder Dolomit bestehen.
• Quarzit sind metamorphe Quarzsandsteine, die überwiegend aus Quarz bestehen.
• Serpentinit besteht überwiegend aus Serpentinmineralen.

Weitere Bezeichnung

Fruchtschiefer ist ein kontaktmetamorphes Gestein. Sein schiefriges Gefüge entstand nicht durch tektonische Durchbewegung wie bei „echten“ Schiefern, sondern ist ein Relikt der ursprünglichen Schichtung des Gesteins.