Jürg Meyer
Gesteineeinfach bestimmen Der Bestimmungsschlüssel
2. Auflage
Jürg Meyer
Gesteine einfach bestimmen Der Bestimmungsschlüssel
2., ergänzte Auflage
Jürg Meyer, Dr. phil. nat. Geologe und eidg. dipl. Bergführer. Nach einer Doktorarbeit am hochalpinen Allalin-Metagabbro war Jürg Meyer vierzehn Jahre als Geologe an der Uni Bern und als selbständiger Bergführer tätig; danach folgten elf Jahre als Leiter des Bereichs Umwelt beim Schweizer Alpen-Club SAC. Seither ist Jürg Meyer selbständig als Berater, Projektleiter, Ausbildner, Exkursions- und Bergführer, Vortragsredner und Autor in den Bereichen Berge/Geologie/Umwelt (www.rundumberge.ch). Seine Passion ist das Vermitteln von wissenschaftlichen Inhalten an Laien.
2. Auflage: 2022 1. Auflage 2017 ISBN 978-3-258-08267-7 Umschlaggestaltung, Gestaltung und Satz: pooldesign, Zürich Alle Rechte vorbehalten. Copyright © 2022 Haupt Verlag, Bern Jede Art der Vervielfältigung ohne Genehmigung des Verlags ist unzulässig. Wir verwenden FSC®-Papier. FSC® sichert die Nutzung der Wälder gemäß sozialen, ökonomischen und ökologischen Kriterien. Gedruckt in Italien
Diese Publikation ist in der Deutschen Nationalbibliografie verzeichnet. Mehr Informationen dazu finden Sie unter http://dnb.dnb.de. Der Haupt Verlag wird vom Bundesamt für Kultur für die Jahre 2021–2024 unterstützt. Wir verlegen mit Freude und großem Engagement unsere Bücher. Daher freuen wir uns immer über Anregungen zum Programm und schätzen Hinweise auf Fehler im Buch, sollten uns welche unterlaufen sein. Falls Sie regelmäßig Informationen über die aktuellen Titel im Bereich Natur erhalten möchten, folgen Sie uns über Social Media oder bleiben Sie via Newsletter auf dem neuesten Stand. www.haupt.ch
Inhaltsverzeichnis Vorwort Warum Gesteine anders sind
TEIL I
7 9
Die notwendigen Grundlagen
13
Die Welt der Gesteine im Überblick Die gesteinsbildenden Mineralien Gesteinsgefüge und -strukturen Fossilien in Gesteinen Sekundäre Veränderungen in Gesteinen Verwitterungskrusten: Das Make-up der Gesteine Die Ausrüstung für die Gesteinsbestimmung Gesteine sinnvoll ansprechen Weitere Untersuchungsmethoden für Gesteine
14 20 30 41 43 46 49 50 55
TEIL II Der Bestimmungsschlüssel Aufbau und Logik des Schlüssels Voraussetzungen und Anleitung für die Benutzung Bestimmungschlüssel
TEIL III Eine kurze Gesteinssystematik Magmatische Gesteine 1: Plutonite Magmatische Gesteine 2: Vulkanite Sedimentgesteine Metamorphe Gesteine
TEIL IV Anhang Nützliche Seiten im Web Literatur Bildnachweis Gesteins- und Stichwortregister
57 58 59 62
121 122 124 126 128
133 134 135 136 137
Vorwort Mit einem gewissen Bangen schaut der Autor dieses Buches auf dessen Publikation. Einen Bestimmungsschlüssel für Gesteine vorzulegen, ist ein Wagnis. Denn Gesteine sicher bestimmen ist eine mit viel Wissen und Erfahrung verbundene kreative Kunst, bei der selbst erfahrene Experten immer einmal wieder «anstehen». Warum dies so ist, erläutern wir Ihnen gleich im ersten Kapitel. Nur so viel: Die Welt der Gesteine ist in erster Linie derart komplex, weil es keinen Artbegriff gibt wie bei Tieren und Pflanzen. Es gibt keine geradlinigen Wege, um Gesteine zweifelsfrei zu bestimmen. Ein erfahrener Fachmann wird neben einer guten Kenntnis vieler gesteinsbildender Mineralien viel Kombinationsgabe, vernetztes geologisches Wissen, Erfahrung und Intuition brauchen, um ihm unbekannte Gesteine zu bestimmen. Nicht selten wird er für eine definitive Aussage eine Untersuchung am Gesteinsdünnschliff unter dem Mikroskop abwarten – eine Möglichkeit, welche ein Laie üblicherweise nicht mitbringen kann.
Die Faszination von Gesteinen lässt sich auf Kiesbänken an Flüssen oder am Meer hautnah erleben.
7
Nach vielen Jahren Erlebnissen und Erfahrungen in geologischen Ausbildungskursen mit Laien, aber auch mit Studierenden in den ersten Studienjahren, und beflügelt von meiner Arbeit am Buch «Gesteine der Schweiz», machte ich mich daran, über einen systematischen GesteinsBestimmungsschlüssel nachzudenken. Rundgänge im Web und in zahlreichen Büchern zeigten, dass es einen solchen Schlüssel mit einem gewissen Anspruch an Vollständigkeit noch nicht gibt. Nach Versuchen mit verschiedenen Konzepten kam ich zum Schluss, dass der aus der Botanik bestens bekannte Ansatz von Kriterienfragen mit Weichen auch für Gesteine sinnvoll ist, allerdings ergänzt mit «Loops», die es erlauben, auf verschiedenen Wegen zum richtigen Gestein zu kommen. Zudem erzwang dieser Ansatz auch die auf den ersten Blick vielleicht befremdlich wirkende Konsequenz, dass an den Enden der Bestimmungsstrecken oft völlig unterschiedliche Gesteinstypen in der gleichen Schlusskategorie nebeneinanderzustehen kommen. Dies ist unvermeidlich, weil der Bestimmungsweg keinerlei genetische Kriterien, sondern ausschließlich solche der zu beobachtenden Eigenschaften enthält. Die notwendigen Grundlagen, die Voraussetzungen, den Aufbau und die Logik des Schlüssels finden Sie in den Textkapiteln vor dem eigentlichen Schlüssel. Dahinter finden Sie noch einige Angaben und Diagramme zu Charakteristika und weiteren Einteilungen der drei Gesteinsklassen. Allerdings will das Buch nicht gleichzeitig ein systematisches Gesteinsbuch sein, weshalb es sinnvoll ist, es mit einem der recht vielen guten Bücher dieser Art zu kombinieren. Angaben dazu finden Sie im kommentierten Literaturverzeichnis. Wir wünschen Ihnen viel Freude und Erfolg bei Ihren Bestimmungsabenteuern!
Gegenüberliegende Seite: Hochgradig metamorphe Amphibolitgesteine, als Schollenmigmatit ausgebildet. Restschollen von Amphibolit mit einem Biotit-reichen Reaktionssaum schwimmen in neu gebildetem granitischem Gestein (Leukosom). Altkristallin des Aarmassivs, Lötschental (Wallis, Schweiz).
8
Übersetzungstabellen der in diesem Buch verwendeten Mineral- und Gesteinsnamen Deutsch – Französisch – Italienisch – Englisch sind als pdf auf folgenden Webseiten zugänglich: www.haupt.ch/gesteinederschweiz und www.rundumberge.ch
TEIL II
Der Bestimmungsschlüssel
57
Aufbau und Logik des Schlüssels Der vorliegende Gesteinsbestimmungsschlüssel orientiert sich in Logik und Aufbau an den altbekannten Pflanzen-Bestimmungsschlüsseln, die mit Entscheidfragen und Weichen arbeiten. Damit sieht er sich den im Kapitel «Warum Gesteine anders sind» skizzierten Schwierigkeiten im Vergleich zur Pflanzenwelt konfrontiert: — es gibt keine festen «Art-Abgrenzungen», sondern im Prinzip alle möglichen Mischungen; — vom Gefüge her können gleichartige Gesteine höchst unterschiedlich daherkommen ( z. B. Kalkstein von mikrokristallin bis mittelkörnig; auch die Farben können infolge kleinster Spurenbeimengungen höchst variabel sein ); — sekundäre Beeinflussungen und Verwitterungseffekte könnten das Aussehen der Gesteine massiv verändern. Diesen Schwierigkeiten wurde im Bestimmungsschlüssel Rechnung getragen, indem dasselbe Gestein auf verschiedenen Wegen erreicht werden kann. Zudem wird eine Rückverfolgung des schon beschrittenen Wegs durch Vermerke bei jeder Ziffer erleichtert. Weil sich die Bestimmungswege rein auf die äußeren Merkmale der Gesteine abstützen, ergibt sich bei den «Endstationen» keine gesteinssystematische Gruppierung, d. h., es können magmatische, sedimentäre und metamorphe Gesteine nebeneinander vorkommen. Diese werden durch entsprechende Schriftfarben unterschieden. Der Schlüssel hat den Anspruch, Sie für nicht allzu exotische oder extrem sekundär veränderte Gesteine mindestens bis zur richtigen Gesteinsfamilie zu führen. In manchen Fällen wird der Schritt zum richtigen Einzelgestein leicht sein, in andern müssen Sie sich mit der Familie begnügen, da selbst ein Geologe weiter gehende Untersuchungen bräuchte, um die Gesteinsbestimmung eineindeutig abschließen zu können. Der Schlüssel wurde von zahlreichen Laien und Studierenden getestet und dabei laufend angepasst und verbessert. Er ist im Prinzip universell einsetzbar; er hat jedoch eine gewisse Prägung durch die europäische bzw. alpine Geologie. Exotische Vulkanite und typische Gesteine der alten Kontinentalschilde sind teilweise nicht vertreten. So sind folgende Gesteine nicht in den Bestimmungsschlüssel integriert worden: Banded Iron Formation, Beachrock, Charnockite, Fenit, Greisen, Karbonatit, Kimberlit, Komatiit, Lydit, Meteorite, Phosphorit und Suevit. Sie werden jedoch am Ende (S. 118) ganz kurz vorgestellt. Der Bestimmungschlüssel ist für die Anwendung auf ein einzelnes Handstück ausgerichtet. Selbstverständlich kann der geologische Kontext des Aufschlusses und der Fundregion sehr stark helfen, um die Möglichkeiten einzuschränken bzw. bei Entscheidfragen Unterstützung zu geben; bei einigen Gesteinen ist er für die finale Bestimmung unabdingbar.
58
Voraussetzungen und Anleitung für die Benutzung Damit der Bestimmungsschlüssel erfolgreich eingesetzt werden kann, sollten folgende Voraussetzungen durch die Anwender erfüllt werden: — Das Gewinnen eines ordentlichen Handstückes und das richtige Lupisieren werden beherrscht. — Unterschiede zwischen eigentlichen Gesteinsoberflächen und Riss-, Kluft- oder Aderflächen werden erkannt. — Die Unterscheidung zwischen Quarz, Calcit ( ggf. Dolomit ) und Feldspäten wird beherrscht. Die Möglichkeiten zur Unterscheidung von Kalifeldspat und Plagioklas sind bekannt. Die Glimmermineralien Muskovit ( Hellglimmer ) und Biotit ( Dunkelglimmer ) werden erkannt. — Kenntnisse weiterer wichtiger gesteinsbildender Mineralien sind sehr hilfreich; insbesondere das Erkennen von Amphibolen, Pyroxenen, Granat etc. ( s. S. 22 ff ). — Die wichtigsten Gefügebegriffe werden verstanden ( s. S. 30 ff ). — Die elementaren Hilfsmittel sind vorhanden ( S. 49 ). Verdünnte Salzsäure wird nicht vorausgesetzt, ist aber hilfreich. Diagnostisch wichtige Salzsäure-Informationen werden im Bestimmungsschlüssel mit HCl +/– Zeichen vermerkt. — Die Härteprobe an Mineralien und Gesteinen wird korrekt angewendet (siehe S. 51–52). — Die bisherigen Erfahrungen zeigten, dass der völlig selbständige Einstieg mit dem Bestimmungsschlüssel für Laien mit wenig Mineral- und Gesteinskenntnissen schwierig ist und zu Frustration führen kann. Nach dem Besuch eines eintägigen Einführungskurses geht es viel besser. Der Autor bietet solche Kurse regelmäßig an.
Arbeiten mit dem Bestimmungsschlüssel – eine spannende Detektivarbeit.
59
Geduld und genaues Beobachten! Die Arbeit mit dem Schlüssel erfordert vor allem zu Beginn Geduld, da alle Entscheidtexte sehr sorgfältig gelesen und mit den Beobachtungen am Handstück verglichen werden müssen. Mit der Zeit werden die zentralen Enscheidfragen im Anfangsteil des Schlüssels vertraut sein, und man wird relativ rasch zu den hinteren Fragen vorstoßen, die die Bestimmung dann konkretisieren. Jede Entscheidfrage ist mit 1–2 Fotos von entsprechenden Beispielgesteinen illustriert. Der Entscheid, diese Fotos zu verwenden, folgte nach langem Zögern: Zwar können solche Illustrationen sehr wertvoll sein, sie verleiten aber auch dazu, zu stark auf die Fotos zu fokussieren und dabei zu vergessen, dass die Variationsbreiten mitunter derart groß sind, dass ein Gestein gut und gerne auch mit 10–20 unterschiedlichen Fotos illustriert werden könnte. Bei der Konsultation der Fotos sollte man also Vorsicht walten lassen. Eine Schwierigkeit, die sich bei den Tests des Bestimmungsschlüssels immer wieder ergeben hat, ist die Entscheidfrage 2 «makro- oder mikrokristallin». Wir stufen als «makrokristallin» auch Gesteine ein, die sehr kleine Körner von unter 1 mm Größe aufweisen, solange man mit einer guten Lupe diese noch als Körner erkennt und entscheiden kann, ob es nur eine Mineralart oder mehrere aufweist. Es sollte also in Erinnerung behalten werden, dass für die Zwecke dieses Bestimmungsschlüssels sich der Begriff «makrokristallin» nicht primär auf große, sondern auf sichtbare Mineralkörner bezieht. Die Farben der Gesteinsgruppen Die Gesteine werden in den Tabellen wie folgt gruppiert und farblich dargestellt: — Lockergesteine — Sedimentgesteine — Magmatische Gesteine ( Plutonite und Vulkanite ) — Metamorphe Gesteine — Hydrothermale, tektonische Gesteine, Spezialfälle Einige Hinweise zur Namensgebung von Gesteinen Wie schon auf S. 12 erwähnt, ist die Namensgebung bei Gesteinen chaotisch und nur im historischen Kontext zu verstehen. Die gebräuchlichsten Namen muss man sich mit der Zeit einfach aneignen. Erschwerend kommt hinzu, dass ein Gestein aus verschiedener Betrachtungsweise ganz unerschiedliche Namen erhalten kann, die alle korrekt sind: So kann ein Gestein des obersten Erdmantels, das aus viel Olivin und etwas Orthopyroxen besteht, beispielsweise die folgenden Bezeichnungen haben:
60
— — — — —
«Ultrabasit» ( Gruppe von magmatischen Gesteinen mit SiO2-Gehalten unter 45 Gew.-% ), «Ultramafitit» ( Gruppe von magmatischen Gesteinen mit mehr als 90 % dunklen, mafischen Mineralien ), «Peridotit» ( Gestein, das überwiegend aus Olivin besteht ), «Harzburgit» ( Präzisierung von Peridotit für ein Gestein aus Olivin mit Orthopyroxen ) und Olivin-Orthopyroxen-Kumulat ( Gestein, welches in einer Magmakammer durch gravitatives Absinken von Olivin und Orthopyroxen entstand ).
Vor allem bei magmatischen und metamorphen Gesteinen können Namen auch noch mit Adjektiven präzisiert werden bzw. selbst zusammengestellt werden. Am besten wird das an zwei Beispielen erläutert. Beispiel 1: Ein Granit, der Kalifeldspat als große Einsprenglinge in einer mittelkörnigen Matrix aufweist und als dunkle Mineralien recht viel Biotit ( um 15 % ) und daneben noch etwas Hornblende ( um 5 % ) führt, kann benannt werden als «Mittelkörnig-porphyrischer, Hornblende-führender Biotit-Granit» – das ist natürlich wesentlich aussagekräftiger als einfach «Granit». Beispiel 2: Ein hoch metamorpher mittelkörniger Gneis, welcher stark verfaltet ist und neben viel Quarz und etwas Feldspat noch makroskopisch sichtbar folgende Mineralien enthält ( ca. 20 % Biotit, ca. 8 % Hornblende, ca. 5 % Granat und ca. 3 % Turmalin ), kann so tituliert werden: «Mittelkörniger, verfältelter, Turmalin-Granat- und Hornblende-führender Biotitgneis». Dabei stehen die Nebengemengteile je näher beim Namen, desto mehr Anteile sie haben. Ähnlich kann man auch bei Sedimentgesteinen verfahren. Mehr zu den Nomenklaturen und weiteren Einteilungen der Gesteine erfahren Sie in Teil III. Und nun aber: Stürzen Sie sich in Ihre Bestimmungs-Abenteuer – toi toi toi!
61
Bestimmungschlüssel Der Schlüssel erlaubt die Bestimmung aller Gesteine von einer gewissen Bedeutung. Einige sehr spezielle oder beispielsweise nur in uralten Kontinentalkernen vorkommende Gesteine werden nicht berücksichtigt (z. B. Beachrock, Banded Iron Formation, Charnockit, Fenit, Karbonatit, Kimbertit, Komatiit, Lydit, Phosporit, Svevit u. a. m.). Ebenso sind Meteorite außer den Tektiten nicht vertreten. Allerdings werden diese «exotischen Gesteine» am Ende des Bestimmungsschlüssels (S. 118) kurz porträtiert. Spalte «HCl» In dieser Spalte wird die Reaktion des Gesteins mit verdünnter, 10 %-iger Salzsäure (HCl) angegeben (als Ersatz kann auch «Durgol Forte» verwendet werden). Bei Anwesenheit von Calcit (Kalkspat/Caliumkarbonat) reagiert das Gestein mit heftigem Schäumen. Im Bewusstsein, dass Laien in der Regel keine Salzsäure dabei haben, bringen wir diese ergänzende Hilfsangabe trotzdem für alle diejenigen, welche dieses Testmittel verwenden möchten. Folgende Möglichkeiten sind vorhanden: B reagiert deutlich mit HCl > Calcit im Gestein in größerer Menge vorhanden v reagiert nicht oder nur sehr wenig mit HCl > kein oder sehr wenig Calcit im Gestein vorhanden B/v es sind beide Reaktionen möglich, je nach Gehalt an Karbonat im Gestein – HCl-Test ist kein Kriterium für diesen Entscheidungsschritt Maßstäbe der Gesteinsfotos Die allermeisten der abgebildeten Gesteinsfotos sind Makroaufnahmen. Wir haben aus Gründen der grafischen Wirkung und Lesbarkeit bewusst auf Maßstabsbalken verzichtet. Die meisten der quadratischen Ausschnitte messen zwischen ca. 2!2 bis 5!5 cm, zeigen also das Gestein, so wie man es an einem guten Handstück von bloßen Auge wahrnimmt. Ausnahmsweise zeigen die Fotos auch größere Ausschnitte, manchmal ganze Aufschlüsse im Meterbereich; dies wird in der Regel aus dem Bildausschnitt rasch klar. Bei den Lockergesteinen werden teilweise Landschaftsausschnitte gezeigt, um den Kontext der Ablagerungen zu zeigen.
62
Festgesteine
l
2
Kluft-/Ader-/Spaltenfüllung
l 43
Lockergestein
l 45
Bitte blättern Sie zur Bestimmung Ihres Gesteins zum Kapitel/zur Seite
1
Kap. Seite
Festgesteine a
Der Normalfall. Gestein im Handstückbereich kohärent und fest.
l
2
65
Kluft-/ Ader-/Spaltenfüllung b
Planare Spaltenfüllungen aus einem oder mehreren grob kristallisierten Mineralien, welche das Gestein durchziehen. Wenn man nicht das Muttergestein selbst, sondern diese Füllungen bestimmen will, gehe man zu ...
l 43 110
NICHT zu den Kluft-/Ader-/Spaltenfüllungen gezählt werden magmatische Ganggesteine (Aplite, Pegmatite, Lamprophyre, Basaltgänge etc.) Diese sollen über den Eingang «Festgesteine» bestimmt werden.
Lockergestein c
Gestein im Handstückbereich nicht kohärent, es zerfällt (Schutt, Kies, Sand, Lehm u. Ä.). Es ist uns wichtig zu betonen, dass für die Geologen auch Lockergesteine Gesteine sind. Für die praktische Geologie (Baugeologie, Grundwasser, Rohstoffe, Naturgefahren etc.) sind Lockergesteine sogar sehr wichtig. Sie prägen zudem oft die Oberflächengestalt der Landschaft (Geomorphologie). Für die Gesteinsbestimmung durch Laien dürften sie jedoch von untergeordneter Bedeutung sein.
l 45 112
63
Ein Bestimmungsbeispiel
Gestein, Bildbreite ca. 4 cm: massig-richtungslos, homogen, ockerfarben. Lupe: rundliche Komponenten von ca. 0,5 mm Größe und unregelmäßige Bruchstücke. Ihre Vermutung: Muschelbruchstücke. Weiche 2: a) oder c)? – Es hat ja durchaus größere Bestandteile in einer feineren Matrix. In diesem Fall einfach mal mit einer Wahl weiterfahren, z.B a) > 14/S. 79. Weiche 14: Wiederum unsicher: a) oder d)? – Es scheint beides möglich zu sein. Sie entscheiden sich für d) > 17/S. 81 Weiche 17: Viele Möglichkeiten. Tipp: Beginnen Sie beim letzten Buchstaben, je weiter hinten ein Eintrag steht, desto spezieller ist er > e) bis f) fallen weg. Einträge a) und b) schließen Sie aus. In Eintrag c) werden die kleinen Kügelchen beschrieben, die in Ihrem Gestein häufig sind. Sie landen bei Oolith-Kalkstein. Aber es hat auch viele Muschelbruchstücke im Gestein; also gehen Sie weiter, und Sie werden bei d) den bioklastischen Kalkstein finden, der auch gut passt. Sie schwanken zwischen c) und d) – das entspricht der Realität. Denn ihr Gestein enthält sowohl Ooide als auch Muschelbruchstücke, ist also eine Mischung zwischen den beiden – ein bioklastisch-oolithischer Kalkstein. Doch zurück zu Weiche 14. Falls Sie a) gewählt haben, führt Sie das zu 15/S. 80. Weiche 15: Härteprobe mit der Klinge – Sie landen bei b) > führt zu 17/S. 81 – wie oben. Zurück zu Weiche 2, wo Sie auch unsicher waren, und nun wählen sie c) > 3/S. 66. Weiche 3: Variante a) > führt Sie zu 5/S. 68 Weiche 5: Wie bei 17 oben schwanken Sie zwischen c) und d) – macht nichts, beide führen Sie zu Eintrag 17 – wie oben. Fazit: Bei unsicheren Entscheiden einfach einmal loslegen – normalerweise gelangen Sie so oder so zur korrekten Bestimmung. Wenn Sie einmal bei etwas gänzlich Unpassendem landen, können Sie zurück zu denjenigen Einträgen, bei denen Sie sich unsicher waren.
64
Festgesteine von 1a k
2
Kap.
HCL
a–f
Seite
a
Körner/Minerale sind von bloßem Auge und mit der Lupe erkennbar, auch wenn sie unter Umständen sehr klein sein können. Man kann individuelle Mineralkörner erkennen und entscheiden, ob das Handstück nur eine oder mehrere Arten enthält.
l
Makrokristalline Gesteine
l 14 79
b
Körner/Minerale sind von Auge/ mit Lupe nicht wirklich erkennbar, das Gestein ist sehr feinkörnig, aber nicht glasig. Auf Bruchflächen zeigen diese Gesteine oft schuppenartige hellere Stellen, die durch das Aufbrechen entstanden sind. Diese können als unterschiedliche Komponenten missinterpretiert werden.
l
Mikrokristalline Gesteine
l
Gestein ist nicht geschiefert und besteht aus von Auge sichtbaren Komponenten oder Mineralien, die in einer deutlich feineren, makro- oder mikrokristallinen Grundmasse (Zement, Matrix) schwimmen. Die Gesteine können in geringem Ausmaß auch Hohlräume/Poren aufweisen.
l
Zusammengesetzte Gesteine (Komponenten & Matrix)
l
l poröse und blasige Gestein ist mikrokristallin und Gesteine porös bis blasig (kann auch eingesprengte Kristalle oder Komponenten enthalten). Vor allem in Vulkaniten gibt es auch sekundär mineralgefüllte Blasen; bekannt sind etwa die sogenannten «Amygdalen» in schwach metamorphen Basalten.
l
c
d
e
Gestein ist größtenteils glasig.
l
Glasige Gesteine
8
71
3
66
4
66
l 41 107
Natürliche Gläser sind meist sehr dunkel bis schwarz. Sie zeigen die auch für Fensterglas typischen muscheligen Bruchflächen, den Glasglanz und die kantige Sprödigkeit.
f
Gestein ist wild durchadert, der Anteil von Adermaterial ist bedeutend. Die Adern sind nicht duktil verfaltet, zeugen also von spröder Deformation. Ist die Durchaderung sehr stark, können die Gesteine BrekzienCharakter aufweisen (5b).
l
Bestimmen Sie das Grundgestein und die Aderfüllungen separat als einzelne Gesteine.
l 42 108
Es gibt jedoch einige charakteristische Gesteinsarten, welche hoch durchadert sind und Eigennamen erhalten haben. Diese sind bei Nr. 42 aufgeführt.
65
3
a+b
von 2c k
Zusammengesetzte Gesteine (Komponenten & Matrix) a
b
Kap.
HCL
Seite
Gestein ist kompakt. … was nicht heißt, dass es nicht auch vereinzelte, kleinere Hohlräume haben kann; diese tragen aber nichts zum eigentlichen Charakter des Gesteins bei.
l
Gestein ist porös (nicht nur vereinzelte Poren, sondern ein großer Anteil des Gesteins ist porös). Gesteine meist spezifisch deutlich leichter als «Normalgesteine».
l
Mikrokristallin – porös/blasige Gesteine von 2d und 3b k
4
HCL
a–f a
Gestein ist grau bis ockergelb, porös bis zellig, relativ weich bis sehr weich, oft auch brekziös (meist Bruchstücke von Dolomit enthaltend).
l
Rauwacke (Sedimentgestein bzw. Tektonit)
B
Rauwacken sind tektonisch beeinflusste Evaporitgesteine. Die Löcher stammen von Gips, der im Grundwasser herausgelöst wurde. b
Gestein ist grau bis ockergelb, porös oder zellig-löchrig, manchmal mit eingekrusteten Resten von Zweigen oder Blättern.
l
Quelltuff, Kalktuff oder Travertin
B
Sedimentgestein; geologischen Kontext beachten! Quelltuff bildet sich rezent an kalkreichen Quellen und Gewässern. Mancherorts wurde das leicht zu bearbeitende Gestein für Fenster- und Türstürze verwendet. c
Gestein enthält Vulkanite oder Fremdgestein als Komponenten bzw. stammt aus einem Vulkankomplex, Farben können unterschiedlich sein (meist Braun-/ Grautöne).
l
Vulkanische Brekzie oder
B v
l
Lapilli verfestigt (ist oft ein Lockergestein)
B v
Vulkanite, vulkanosedimentäre Gesteine.
> 66
5
68
4
67
4
HCL d
Gestein ist dunkelgrau bis schwarz, schaumig oder porös. l Basaltische oder andesitische Lava (siehe auch 13a, 19c und d)
Unterscheidung Basalt vs. Andesit l
Andesit: Mögliche Einsprenglinge sind Plagioklas (durchsichtig, wenn frisch, grünlich-trüb, wenn umgewandelt) und schwarze Hornblende-Stängel.
v
l
Basalt/Olivinbasalt: Mögliche Einsprenglinge sind schwarze Augit-Prismen und/ oder olivgelbgrüner Olivin.
v
Solche Laven können auch eingesprengte Mineralien enthalten, welche im Magma vor der Eruption schon in mehr oder weniger klar ausgeprägter Eigengestalt auskristallisiert waren; zuweilen sind auch «Amygdalen» vorhanden (Foto rechts); das sind mineralgefüllte ehemalige Blasen. e
f
Gestein mehr oder weniger porös, Farben oft grau, aber auch rostfarben oxidiert. l Rhyolithische bis trachytische Lava: Wie bei d) können auch eingesprengte Kristalle vorkommen. (siehe auch 13c, 19a)
Gestein weiß bis hellgrau, schaumig-porös, sehr leicht (oft auf Wasser schwimmend), hell.
l
Rhyolith: Mögliche Einsprenglinge sind Quarz (rundlich, grau, glänzend) und Alkalifeldspat (weiß bis rotbraun, Klötzchen).
v
l
Trachyt: Mögliche Einsprenglinge sind durchsichtige bis weiße Alkalifeldspäte.
v
l
Bimsstein (Vulkanit)
v
Bimsstein ist der geologische Champagnerschaum: Explosiv ausgetretene, zähe rhyolithische Lava, die sofort aufschäumt und erstarrt.
67
Gegenüberliegende Seite: Feines System von Quarzklüftchen in rostbraun angewittertem Verrucanoschiefer der Glarner Alpen am Piz Segnas (Graubünden, Schweiz).
132
TEIL IV Anhang
133
Gesteins- und Stichwortregister Übersetzungstabellen der in diesem Buch verwendeten Mineral- und Gesteinsnamen Deutsch – Französisch – Italienisch – Englisch sind als pdf auf folgenden Webseiten zugänglich: www.haupt.ch/gesteinederschweiz und www.rundumberge.ch Alle fett gedruckten Begriffe beziehen sich auf die Gesteine/Gesteinsgruppen, die im Bestimmungsschlüssel genannt werden. A Ablagerungsgesteine 14 Aderfüllungen 110 Adergesteine 108 Adern, hydrothermale 32, 54, 90 Aktinolith 24 f Alabaster 80 Albit 22 f Algenmatten 39 Alkalifeldspatgranit 97 Alumosilikate 26 f Amphibolfamilie 24 f Amphibolit 90, 92, 104 Anatexit 105 Andalusit 26 f Andesit 67, 77, 79, 87 andesitische Lava 67 Anhydrit-Fels 28f, 83 Ankerit 28 f Anorthosit 86, 98 ansprechen, Gesteine 50 Anthrazit 83 Apatit 28 f Aplit 96 Arkose 70, 89 Arkosesandstein 88 Auflösung von Kalkstein 46 Aufschluss 50 Aufschlussverhältnisse 53 Augengneis 103 Augit 24 f Ausbildung der Einzelkörner (Minerale) 38 B Banded Iron Formation 118 Bänderamphibolit 90, 92, 104 Bändergneis 104 Bänderung 31 Bandsilikate 24 f Bankung 31 Basalt 67, 77, 87 basaltische Lava 67 Bauxit 73 Beachrock 118 Berührungstonus 53 beschreiben, Gesteine 52 Bimsstein 67 biogene Sedimente 16, 126 bioklastischer Kalkstein 68, 82 Biotit 22 f Biotit-Plagioklas-Gneise 104 blasige Gesteine 65, 66 Blauschiefer 102 Bleiglanzerz 106 Blöcke, Lockergesteine aus 116 Blockgletscher 116 Blocklava 116 Blockmeer 116 Bodenmarken 39 Bohnerz 73 Boudinage 32 Braunkohle 73
Brekzie 68, 70 hydrothermale 71 magmatische 71 sedimentäre 70 tektonische 70, 108 vulkanische 66, 71 brekziös 37 Bruchfläche 53 Bruchverhalten 53 Bündnerschiefer 101 C Calcit 28f, 83 Calcitadern, hydrothermale 99 Calcit-Feldspat-Klüfte 110 Calcitklüfte 110 Calcitmarmor 81 Chalcedon 22 f Charnockit 118 chemische Sedimentgesteine 17 Chert 78 chicken head 34 Chlorit 22 f Chloritisierung 43 Chloritoid 24 f Chloritschiefer 75 Chlorit-Sericit-Phyllit 75 Chromit 28 f Cordierit 26 f D Dachschiefer 73, 74 Dacit 77 Diallag-Gabbro 88 Diamant 26 f Diatomeenerde 114 Diatomit 114 Diopsid 24 f Diorit 98 Disthen 26 f Dolomit 28f, 75 mikritisch 75 Dolomitmarmor 81 Dunkelglimmer 22 f Dünnschliff 56 Durchaderung 32 E Echinodermenbrekzie 79, 81, 82 eckig 38 Einzelkörner (Minerale), Ausbildung der 38 Eis 14 Eklogit 79, 92 Element 26 f Enstatit 24 f Epidot 26 f Epidot-Amphibolit 92 Epidotklüfte 111 Erz 90, 106 Erzbrekzie, hydrothermale 71 Erzgänge 108
F Faltung 32 Fanglomerat 71 Farbe 53 Farbmuster 53 feinkörnige Grauwacke 88 Korngröße 35 Feldspat 22f, 86 Feldspatadern, hydrothermale 99 Feldspatsand 115 Feldspatsandstein 89 Feldspatvertreter 22 f Felse, hoch metamorphe 93 metamorphe 89 felsische Granulite 93 Felssturzablagerungen 116 Fenit 118 Festgesteine 14, 65 Feuerstein 78 Flasergabbro 104 Flechten 47 Fließmarken 33 Flintstein 78 Fluidalstruktur 34 Flusskies 117 Flusskonglomerat 69 flute casts 33 Foide 22f Foid-Plutonite 95 Foid-Vulkanite 78 Formation 19 Fossilien 41 Fuchsit 101 Fulgurit 107 G Gabbro 98 Gang 32 Ganggesteine, magmatische 63 Garbenschiefer 101 gebändert 36 gebändertes Hochdruckgestein 104 gefaltet 36 Gefüge 53 Gehängeschutt 116 grober 116 Geländeform 53 Geologenhammer 49 gerundet 38 geschichtet 36 geschiefert 36 geschieferte/weiche, mikrokristallinkompakte Gesteine 74 Gestein 14 ansprechen 50 beschreiben 52 magmatisches 14, 16 metamorphes 17, 128 Untersuchungsmethoden von 55 Gesteine, blasige 65, 88 geschieferte/weiche, mikrokristalinkompakte 74 glasige 65, 107
137
granitoide 95 f allgemein 96 detailliert 96, 97 makrokristalline 65, 69, 79 mikrokristalline 65, 71 kompakte 72, 77 mittelharte 74 monomineralische 80 nicht-geschieferte/weiche 75 plurimineralische 99 monomineralisch-mikrokristalline 80 f harte 84 mittelharte 81 weiche 80 kompakte 72 poröse 65, 66 porphyrische 97 Quarz-arme 95 Quarz-freie 95 stark durchaderte 108 zusammengesetzte 65 f kompakte 68 Komponenten/Matrix 65, 66 gesteinsbildende Mineralien 20, 54 Gesteinsgefüge 30 Gesteinsstrukturen 30 gestreckt, linear 36 Gewicht, spezifisches 53 Giltstein 94 Gips 28f, 72, 80 glasig 38 glasige Gesteine 65, 107 Glaukonit 24 f Glaukonitsandstein 84, 89 Glaukophan 24 f gleichkörnig 37 Glimmerschiefer 101 Gneise 90, 103 granitische 103 quarzreiche 103 gradierte Schichtung 31 Grafit 26f, 81 Granat 26f porphyrischer 79 Granat-Amphibolit 92 Granat-Glimmerschiefer 88 Granatperidotit 93 Granit 88, 96, 97 Granitgneis 103 granitischer Gneis 103 granitische Gesteine/Granitoide 96 f allgemein 96 detailliert 96, 97 granitische Gesteine/Granitoide, porphyrische 96 Granitschiefer 102 granoblastisch 40 Granodiorit 97 Granulit 93 Granulite, felsische 93 mafische 93 Grauwacke 70, 89 feinkörnige 88 Greise 118 grober Gehängeschutt 116 grobkörnige Korngröße 35 Grüngestein 76, 92 Grünsandstein 84 Grünschiefer 102
138
Gruppe 19 Gruppensilikate 26 f H Halit 28 f Halogenide 28 f Hämatit 28 f Hämatiterz 106 Handstück 50 Härte 53 harte, mikrokristallin-kompakte Gesteine 77 Härtetest 51 Helle, grobkörnige, plurimineralische Gesteine 99 Hellglimmer 22 f Herkunft der Probe 53 hochmetamorphe Felse 93 Hochdruckgestein, gebändertes 104 Höhlensinter 83 holokristallin 38 homogen 35 Hornblende 24f, 101 Hornblendit 86, 91 Hornfels 78 Hornstein 78 Hyaloklastit 107 Hydrolyse 46 hydrothermale Adern 90 Calcitadern 99 Erzbrekzie 71 Feldspatadern 99 Quarzadern 99 Hydroxide 28 f I idiomorph 38 Ignimbit 77 Ilmenit 28 f inhomogen 35 Inselsilikate 26 f K Kakirit 113 Kalifeldspat 22 f Kalkglimmerschiefer 101 kalkiger Tonschiefer 72 Kalkmylonit 76 Kalksandstein 89 Kalkschiefer 74, 100 Kalkschlamm, limnischer 114 mariner 114 Kalksilikatfels 94 Kalkspat 28 f Kalkstein, Auflösung von 46 Kalkstein 81 bioklastischer 68, 82 mergeliger 75 mikritischer 75 onkolithischer 82 oolithischer 68, 82 sehr feinkörniger 75 Kalktuff 66 Karbonate 28 f Karbonatit 119 Karbonatsand 115 Karstspaltenfüllung 108 Kataklastit 70 Katzengold 26 f Kettensilikate 24 f
L Lagenmigmatit 105 Lamprophyr 77, 87 Lapilli, verfestigt 66 vulkanisch 116 Larvikit 85 Laterit 112 Lava, andesitische 67 basaltische 67 rhyolithische 67 trachytische 67 Lavezstein 94 Lechtalierit 107 Leitfossilien 42 Leucit 22 f Leuko-Syenit 85 limnischer Kalkschlamm 114 Limonit 28 f linear gestreckt 36 lithischer Sandstein 70, 89 Lockergesteine 14, 112 aus Blöcken 116 Stein-Korn-Fraktion 116 tonähnliche 114 Löss 113 Lumachellen 33, 70, 82 Lupe 49 Lupisieren 51 Lydit 78
Magmatite 14, 16 Magnetit 28 f Magnetiterz 106 makrokristalline Gesteine 65, 69, 79 makrokristalline Korngröße 35 makrokristalline, monomineralische Gesteine 80 f harte 84 mittelharte 81 weiche 80 makrokristalline, plurimineralische Gesteine 87 magmatische/metamorphe 89 Manganerz 106 mariner Kalkschlamm 114 Marmor, zuckerkörniger 81 massige Raumfüllungen 35 massiger Serpentinit 76 Matrix 37 Member 19 Mergel 72 mergeliger Kalkstein 75 Radiolarit 76 Mergelschiefer 73, 74, 100 Metagabbro 101, 104 metamorphe Felse 89 metamorphe Gesteine 17, 128 Spezialgefüge in 40 Spezialstrukturen in 34 Metamorphite 14, 17 Meteorit 107 Miarolithgefüge 40 Migmatite 90, 105 Migmatitstruktur 32 mikritischer Dolomit 75 Kalkstein 75 Mikrokristallin 66 mikrokristalline Gesteine 65, 71 kompakte, geschieferte/weiche 74 kompakte, harte 77 kompakte, mittelharte 74 kompakte, nicht-geschieferte/ weiche 75 kompakte, weiche 72 mikrokristalline Korngröße 35 Mineralien 14 gesteinsbildende 20, 54 Mischbarkeit 11, 21 mittelharte, mikrokristallin-kompakte Gesteine 74 mittelkörnige Korngröße 35 Molassesandstein 84 monomineralisch-makrokristalline Gesteine 80 hart 84 mittelhart 81 weich 80 Monozonit 98 Moräne 116 Muschelkalk 82 Muskovit 22 f Mylonit 78
M mafische Granulite 93 Magmamischung 34 magmatische Brekzie 71 Ganggesteine 63 magmatische Gesteine 14 Spezialgefüge in 40 Spezialstrukturen in 34
N Namenschaos 12 Nephelin 22 f nicht-geschieferte/weiche, mikrokristallin-kompakte Gesteine 75 Nichtsilikate 26f, 28 f Nummulitenkalk 83
Kiese 116, 117 Kieselgur 114 Kieselschiefer 78 Kimberlit 119 Kissenlava 34 klastische Sedimente 16, 126 Klüfte 54 Kluftfüllungen 110 Klüftung 32 Knollenstruktur 33 Komatiit 119 Komponenten 54 Konglomerate 68, 69 konglomeratisch 37 Konkretion 33 Kontakthöfe 34 Kontaktmetamorphose 17 Korallenkalk 82 Korngröße, feinkörnige 35 grobkristalline 35 makrokristalline 35 mikrokristalline 35 mittelkörnige 35 Korngrößenverteilung 37 Kreidekalkstein 72 krenuliert 36 Kreuzschichtung 31 Kristall 14 Kristallinitätsgrad 38 Kugelgranite 40 Kumulatstruktur 34 Kupferkieserz 106
O Oberfläche 53 Obsidian 107 Ofenstein 94 Olivin 26 f Olivinbasalt 67, 87 Olivinfels 85 Ölschiefer 73 Omphacit 24 f Onkolith 68 onkolithischer Kalkstein 68, 82 Ooid 39 Oolith 30, 68, 82 oolithischer Kalkstein 68, 82 Oolith-Kalkstein 79 Ophicalcit 108 Orthoklas 22 f Oxidation 44, 46 Oxide 28 f P Pegmatit 90, 99 Peridotit 79, 85, 91 Petrologenhammer 49 Phosphate 28 f Phosphorit 119 Phyllit 75, 100 Plagioklas 22 f plurimineralische, helle grobkörnige Gesteine 99 makrokristalline 87 makrokristalline, magmatische/ metamorphe 89 Plutonite 89, 91, 122 quarzarme/-freie 98 poikiloblastisch 40 porhydroblastisch 37 poröse Gesteine 65, 66 Raumfüllungen 35 porphyrisch 37 porphyrische Gesteine 97 Granitoide 96 porphyroblastisch 40 Probe, Herkunft der 53 Pseudomorphosen 40 Pseudotachylit 71, 107 Pyrit 26 f Pyriterz 106 Pyroxen-Familie 24 f Pyroxenit 86, 91 Q Quarz 14, 22f, 86 Quarzadern, hydrothermale 99 Quarz-arme Gesteine 95 Plutonite 98 Quarz-Calcit-Klüfte 110 Quarzfamilie 22 f Quarz-Feldspat-Klüfte 110 Quarz-Feldspat-Porphyr 87 Quarz-freie Gesteine 95 Quarzit 85 Quarzklüfte 110 Quarz-Monozonit 98 Quarzporhyr 87 quarzreiche Gneise 103 Quarzsand 115 Quarzsandstein 84, 89 Quarz-Syenit 98 Quelltuff 66
139
R Radiolarit 78 mergeliger 76 toniger 76 Raumfüllungen, massige 35 poröse 35 räumliche Variabilität 11 Räumlichkeit 36 Rauwacke 66, 112 Reaktionshöfe 34 Reaktionssäume 40 Regionalmetamorphose 17 Rhyolith 67, 77, 79, 87 rhyolitische Lava 67 rhythmische Schichtung 31 richtungslos 36 Ringsilikate 26 f Rippelmarken 33 Rodingit 94 Rotverfärbung 44 S Salzsäure 49 Sande 114 spezielle 115 Sandstein, lithischer 70, 89 Sandsteinfalle 52 saurer Vulkanit 77 Saussuritisierung 44 Schichtsilikate 22 f Schichtung 31 gradierte 31 rhythmische 31 Schiefer 100, 101 Schiefergesteine 89 Schieferung 31 Schillkalk 33 Schneckenkalk 79 Schollenmigmatit 105 Schrägschichtung 31 Schwarzschiefer 73 sedimentäre Brekzie 70 Sedimentgesteine 16, 12 biogene 16, 126 chemische 17 klastische 16, 126 Spezialgefüge in 39 Spezialstrukturen in 33 Sedimentite 14, 16 sehr feinkörniger Dolomit 75 sehr feinkörniger Kalkstein 75 sekundäre Veränderungen 12, 43 semikristallin 38 Sericitschiefer 100 Serpentin 24 f Serpentinit 75, 88 massiger 76 Serpentinitbrekzie 108 Serpentinschiefer 75 Silex 78 Silikatsand 115 Sillimanit 26 f Silt 113 Skarn 94 Slumps 33 Spaltenfüllungen 110
140
Speckstein 94 Spezialgefüge in magmatischen Gesteinen 40 in metamorphen Gesteinen 40 in Sedimentgesteinen 39 Spezialstrukturen in magmatischen Gesteinen 34 in metamorphen Gesteinen 34 in Sedimentgesteinen 33 spezielle Sande 115 spezifisches Gewicht 53 Spurenfossilien 39 stark durchaderte Gesteine 108 Staurolith 26 f Steatit 94 Steinkohle 83 Stein-Korn-Fraktion, Lockergesteine der 116 Steinsalz 28f, 80 Strahlstein 24 f Strahlsteinklüfte 111 Strandblöcke 117 Strandkies 117 Strandkonglomerat 69 Streckeisendiagramm 123, 124 Sturmbrekzie 70 subidiomorph 38 Suevit 119 Sulfate 28 f Sulfide 26 f Syenit 98 T Talk 24 f Talkfels 81 Talkschiefer 73 Taschenmesser 49 Tektit 107 tektonische Brekzie 70, 108 Tempestit 33, 70 Tephra, vulkanische 116 Tiefengesteine 16 Titanit 26 f Ton 114 tonähnliche Lockergesteine 114 Tonalit 97 toniger Radiolarit 76 Tonmineralien 24 f Tonschiefer 73, 74, 100 kalkiger 72 Tonstein 72 Torf 112 Trachyt 67, 77, 78 trachytische Lava 67 Travertin 66 Tremolit 24 f Trias-Buntsandstein 84 Tropfstein 83 Tuff, vulkanischer 113 Turmalin 26 f U Umwandlungsgesteine 14 ungleichkörnig 37 Untersuchungsmethoden von Gesteinen 55
V Variabilität, räumliche 11 Veränderungen, sekundäre 12, 43 verfestigte Lapilli 66 Vertonung 45 Verwitterungskrusten 45 Vesuvian 26 f vulkanische Brekzie 66, 71 Lapilli 116 Tephra 116 vulkanischer Tuff 113 Vulkanit, saurer 77 Vulkanite 16, 69, 124 W Warven-Schichtung 31 weiche, mikrokristallin-kompakte Gesteine 72 X Xenolith 34 xenomorph 38 Z Zähigkeit 53 Zement 37 Zerscherung 32 Zinkblendeerz 106 zuckerkörniger, Marmor 81 zusammengesetzte Gesteine 65 f Komponenten/Matrix 65, 66 kompakt 68
Hauptthema: Geologie
Jürg Meyer
Gesteine der Schweiz
Jürg Meyer
Der Feldführer
Gesteine der Schweiz Der Feldführer
2. Auflage 2022, 448 Seiten, 660 Farbfotos, 25 Tabellen, 25 Grafiken/Profile, 5 Karten ISBN: 978-3-258-08277-6
Die Schweiz ist ein Land der Berge und weist eine enorme Vielfalt an Gesteinen auf. Fast alle erdenklichen Gesteinsarten sind vom Jura über das Mittelland bis in die Alpen zu finden. «Gesteine der Schweiz» präsentiert diesen geologischen Reichtum in rund 130 reich bebilderten Gesteinsporträts. Neben den Aspekten der Gesteine im Handstück werden ihre Erscheinungsformen in der Landschaft erläutert, auf typische Strukturen und Erosionsformen sowie auf ihre Verwendung hingewiesen. Eine detaillierte Gesteinszonen-Karte bildet die Grundlage für die Einteilung der Gesteinsporträts und erleichtert das Aufspüren im Feld. Zudem wird in die wichtigsten Grundlagen und spannendsten Aspekte rund um die Gesteine der Schweiz eingeführt.
Haupt Verlag verlag@haupt.ch • www.haupt.ch
2. Auflage
Sie sind an Geologie interessiert, scheitern im Gelände aber immer wieder an der Bestimmung von Gesteinen? Sie lieben schöne Steine, bringen solche von Ihren Wanderungen oder Reisen mit und möchten wissen, um was es sich dabei genau handelt? Dann haben Sie das richtige Buch in der Hand! Dieser Gesteinsbestimmungsschlüssel ermöglicht auch interessierten Laien eine Gesteinsbestimmung. Notwendig sind dazu Lupe und Stahlklinge sowie etwas Übung und Ausdauer. Zahlreiche Gesteine lassen sich mit dem Schlüssel problemlos bestimmen; in schwierigen Fällen wird auf Verwechslungsmöglichkeiten hingewiesen, sodass eine Bestimmung zumindest bis zur Gesteinsfamilie möglich ist. Eine leicht verständliche Einführung vermittelt die notwendigen elementaren Vorkenntnisse und Fachbegriffe und führt in die Eigenschaften der Gesteine ein.
ISBN 978-3-258-08267-7