Metamorphes Gestein

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.

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.