Metamorphe Gesteine: Definition, Entstehung & Beispiele

Metamorphe Gesteine: Entstehung, Prozesse und Beispiele (Marmor, Schiefer, Quarzit) – verständlich erklärt mit Ursachen, Rekristallisation und typischen Merkmalen.

Autor: Leandro Alegsa

24-03-2026 00:16

Ein metamorphes Gestein ist eine Gesteinsart, die durch extreme Hitze und Druck verändert wurde. Sein Name kommt von 'morph' (bedeutet Form) und 'meta' (bedeutet Veränderung).

Das ursprüngliche Gestein wird erhitzt (Temperaturen über 150 bis 200 °C) und unter Druck gesetzt (1500 bar). Dies verursacht tiefgreifende physikalische und/oder chemische Veränderungen. Das ursprüngliche Gestein kann Sedimentgestein, Eruptivgestein oder ein anderes älteres metamorphes Gestein sein.

Unter der Erdoberfläche gibt es immer mehr Druck und höhere Temperaturen. In der Wurzel einer Gebirgskette oder eines Vulkans reichen diese Kräfte aus, um die Form der Schichten und der Mineralien, aus denen sie bestehen, zu verändern. Sedimentgestein, das in der Nähe solcher Kräfte gewesen ist, sieht oft so aus, als ob ein Riese es verdreht und über einem Feuer erhitzt hätte. Beispiele für metamorphes Gestein:

Marmor ist ein metamorphes, aus Kalkstein geformtes Gestein.
Schiefer ist ein metamorpher Tonstein oder Schiefer.
Quarzit ist ein metamorpher Sandstein.

Die Rekristallisation von Mineralien nach dem Erhitzen verursacht im Allgemeinen die Zerstörung von Fossilien, die das Gestein möglicherweise enthalten hat. Diese Gesteine entstehen, wenn Eruptiv- oder Sedimentgesteine extremer Hitze und Druck ausgesetzt werden, wodurch sie eine vollständige Veränderung ihrer Form und Charakteristik erfahren. Solche Formgesteine werden als metamorphe Gesteine bezeichnet.

Entstehung und Bedingungen

Metamorphe Gesteine entstehen unter veränderten physikalischen und chemischen Verhältnissen tief im Erdinneren. Entscheidend sind drei Faktoren:

Temperatur: Typische Metamorphose beginnt bereits bei etwa 150–200 °C und kann bis über 700–800 °C reichen.
Druck: Druckverhältnisse liegen meist im Bereich von einigen hundert Megapascal bis mehreren Gigapascal (entspricht einigen Kilobar). Druck führt zur Verdichtung und Umorientierung von Mineralen.
Flüssigkeiten: Wasser und andere Fluide fördern chemische Reaktionen, transportieren Ionen und beschleunigen die Rekristallisation.

Diese Bedingungen treten z. B. in der Wurzel von Gebirgsketten (regionaler Metamorphismus), in der Nähe von eindringender Magma (Kontaktmetamorphismus) oder an Verwerfungszonen (dynamischer Metamorphismus) auf. Metamorphose kann Millionen von Jahren in Anspruch nehmen.

Arten des Metamorphismus

Regionaler Metamorphismus: Betrifft große Gebiete bei Gebirgsbildungen; hohe Temperaturen und Druck über lange Zeit. Führt häufig zu stark geschiefertem Gestein (z. B. Gneis, Glimmerschiefer).
Kontaktmetamorphismus: Lokale Erwärmung um aufsteigendes Magma; meist hohe Temperaturen, geringer Druck. Bildet typische Aureolen mit nicht geschieferten Gesteinen wie Marmor oder Hornfels.
Dynamischer Metamorphismus (Deformationsmetamorphismus): Entsteht an Verwerfungen und Scherzonen durch starke mechanische Beanspruchung; Mineralneubildungen und tektonische Verformung prägen das Gestein.
Metasomatose: Chemische Veränderung durch Zufuhr oder Abfuhr von Komponenten durch Fluide; kann die Mineralzusammensetzung stark verändern.

Texturen, Mineralogie und Metamorphosegrade

Metamorphe Gesteine zeigen charakteristische Texturen:

Foliation (Schieferung): Schicht- oder blättrige Strukturen durch Ausrichtung plättiger Mineralien (z. B. Glimmer). Typisch für Schiefer, Phyllit, Glimmerschiefer, Gneis.
Nicht-foliierte Gesteine: Homogen verwachsene Mineralkörner ohne ausgeprägte Schichtung — z. B. Marmor (aus Kalkstein), Quarzit (aus Sandstein), Hornfels.

Der Metamorphosegrad beschreibt die Intensität der Umwandlung (niedrig bis hoch). Bestimmte Indexminerale zeigen typische Grade an, z. B. Chlorit (niedrig), Biotit/Garnet (mittel), Kyanit/Sillimanit (hoch). Metamorphe Fazies sind weitere systematische Kategorien, die Druck-Temperatur-Bedingungen widerspiegeln.

Wichtige Beispiele

Marmor — entsteht aus Kalkstein durch Rekristallisation von Calcit; weit verbreitet als Baustoff und in der Bildhauerei (siehe oben).
Schiefer — entsteht aus Tonstein durch niedrigradige Metamorphose; spaltbar und häufig als Dach- und Schieferplatte genutzt (siehe oben).
Quarzit — entsteht aus Sandstein; sehr hart und widerstandsfähig (siehe oben).
Gneis — stark gefaltetes, hochgradig metamorphes Gestein mit Streifenbildung aus hellen und dunklen Mineralen.
Glimmerschiefer / Schiefer — mittlerer Metamorphosegrad mit ausgeprägter Schieferung.

Auswirkungen auf Fossilien und wirtschaftliche Bedeutung

Durch Rekristallisation werden ursprüngliche Fossilien meist zerstört oder stark verändert, sodass die paläontologische Information verloren gehen kann (siehe oben). Gleichzeitig sind metamorphe Gesteine wirtschaftlich wichtig:

Baumaterialien: Marmor, Quarzit, Gneis, Schiefer.
Rohstoffe: Graphit, Talk, einige Metallerze treten in metamorphen Terrains auf.
Industrielle und dekorative Verwendung: Schmucksteine (z. B. Granat in Glimmerschiefern), Boden- und Fassadenplatten.

Vorkommen

Metamorphe Gesteine finden sich vor allem in alten Gebirgsgürteln (z. B. → Gebirgswurzeln), an kontinentalen Kollisionen und in Bereichen mit historischer magmatischer Aktivität. Durch Erosion können metamorphe Gesteine an die Oberfläche gelangen und sind dann als Gebirgszüge, Klippen oder als Teil der kontinentalen Kruste sichtbar.

Zusammenfassend sind metamorphe Gesteine das Ergebnis von Umwandlungsprozessen unter veränderten Druck-, Temperatur- und Fluidbedingungen. Sie zeigen eine große Vielfalt an Texturen, Mineralzusammensetzungen und wirtschaftlicher Nutzung und liefern wichtige Informationen über die geologischen Prozesse in der Erdkruste.

Quarzit, eine Form von metamorphem Sandstein

Gefaltete Schichten in einem metamorphen Gestein aus der Nähe von [Geirangerfjord], Norwegen

Arten der Metamorphose

Regionaler Metamorphismus

Regionale Metamorphose, oder dynamische Metamorphose, tritt in großen Gesteinsmassen auf. Gesteine können allein dadurch metamorphosiert werden, dass sie sich in großen Tiefen unter der Erdoberfläche befinden. Dort erhalten sie hohe Temperaturen und das große Gewicht der darüber liegenden Gesteinsschichten.

Ein Großteil der unteren kontinentalen Kruste ist metamorph, mit Ausnahme der jüngsten magmatischen Intrusionen. Horizontale tektonische Bewegungen wie die Kollision der Kontinente schaffen orogene Gürtel. Entlang dieser Gürtel treten hohe Temperaturen, Drücke und Verformungen auf. Wenn die metamorphen Gesteine später durch Erosion angehoben und freigelegt werden, werden sie als lange Gürtel oder andere große Flächen an der Oberfläche gesehen.

Kontakt-Metamorphose

Kontaktmetamorphose tritt auf, wenn Magma in das umgebende Festgestein (Landgestein) injiziert wird. Die auftretenden Veränderungen sind dort am grössten, wo das Magma mit dem Gestein in Kontakt kommt. Dort sind die Temperaturen am höchsten und nehmen mit zunehmender Entfernung vom Gestein ab.

Metamorphe Mineralien

Metamorphe Minerale sind solche, die sich nur bei den hohen Temperaturen und Drücken der Metamorphose bilden. Zu diesen Mineralien, die als Indexmineralien bezeichnet werden, gehören Sillimanit, Kyanit, Staurolit, Andalusit und etwas Granat.

Andere Mineralien wie Olivine, Pyroxene, Amphibole, Glimmer, Feldspäte und Quarz können in metamorphen Gesteinen gefunden werden. Sie sind nicht notwendigerweise das Ergebnis des Metamorphismusprozesses. Diese Mineralien bildeten sich während der Kristallisation von magmatischen Gesteinen. Sie sind bei hohen Temperaturen und Drücken stabil und können während des Metamorphieprozesses chemisch unverändert bleiben.

Ein kontaktmetamorphes Gestein aus zwischengeschichtetem Kalzit und Serpentin aus dem Präkambrium von Kanada. Einst für ein Fossil namens Eozoön canadense gehalten. Skala in mm.

Mississippischer Marmor im Big Cottonwood Canyon, Wasatch Mountains, Utah

Fragen und Antworten

F: Was ist ein metamorphes Gestein?

A: Ein metamorphes Gestein ist eine Art von Gestein, das durch extreme Hitze und Druck verändert wurde. Der Name kommt von 'morph' (Form) und 'meta' (Veränderung). Das ursprüngliche Gestein wird erhitzt (Temperaturen von mehr als 150 bis 200°C) und unter Druck gesetzt (1500 bar), was zu tiefgreifenden physikalischen und/oder chemischen Veränderungen führt.

F: Was sind einige Beispiele für metamorphe Gesteine?

A: Beispiele für metamorphe Gesteine sind Marmor, der sich aus Kalkstein bildet, Schiefer, ein metamorpher Tonstein oder Schiefer, und Quarzit, ein metamorpher Sandstein.

F: Wie werden metamorphe Gesteine gebildet?

A: Metamorphe Gesteine entstehen, wenn Eruptiv- oder Sedimentgestein extremer Hitze und Druck ausgesetzt wird. Infolgedessen verändern sie ihre Form und ihre Eigenschaften vollständig.

F: Was geschieht mit den Fossilien, die während des Entstehungsprozesses im ursprünglichen Gestein enthalten sind?

A: Während des Entstehungsprozesses führt die Rekristallisation der Mineralien nach der Erhitzung in der Regel zur Zerstörung aller Fossilien, die möglicherweise im ursprünglichen Gestein enthalten waren.

F: Woher kommen diese starke Hitze und der hohe Druck?

A: Die starke Hitze und der hohe Druck, die für die Bildung dieser Gesteinsarten erforderlich sind, kommen in der Regel aus den Tiefen der Erdoberfläche - z. B. an der Wurzel von Gebirgsketten oder Vulkanen -, wo genügend Kraft vorhanden ist, um Formverschiebungen in den Schichten und Veränderungen in der Mineralzusammensetzung zu verursachen.

F: Welche Temperaturen müssen erreicht werden, damit diese Umwandlung stattfinden kann?

A: Damit die Umwandlung in ein metamorphes Gestein stattfindet, müssen Temperaturen von mehr als 150-200°C erreicht werden.

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