Metamorphe Gesteine - ETHZ Erdw. Basisjahr 2015/2016

• Indexmineralien!!!
• Gefüge und Mineralbestand (metamorph -> Gefüge meist ausgerichtet)
• Mamgamtische und Sedimentäre Strukturen zunehmend verwischt.

• Regionalmetamorphose: P und T veerändern sich durch vertikale Bewgegungen (Subdunktion; Orogenese, Extension)
• Kontaktmetamorphose: (durch Intrusion im Umgebungsgestein)

Mineralparagenese (Vergesellschaftung von Mineralien in einem Gestein) charakterisieren einen limitierten Druck-Temperatur Bereich.

Das erstmalige Auftreten eines für bestimmte P-T-Bedingungen charakterisitischen (Index-)Mineraks definiert eine Isograde die als solche in der geologischen Karte eingetragen werden kann.

1. Mineralogie
   • Indexmineralien bestimmen -> Gliederung in die metamorphen Terrains (Protolith und Fazies erkennen)
   • Qualitative bestimmung der Minerale durch Habitus, Härte, Ausbildung (idioblasten, xenoblasten), Farbe, Bruch, Reaktion mit HCl
   • Mineralbestand einteilen: Metamorph: Granat, Disthen, Staurolith, Andalusit, Talk, Serpentin, Glaukophan, Aktinolith, Chlorit; Magmatisch/Metamorph: Olivin, Spinell, Hornblende, Quarz, Feldspäte, Biotit, Muskovit
2. Chemismus
   • Wichtige Elemente bestimmen
3. Struktur
   • Körnigkeit: gleichkörnig (Granoblastisch, Lepidoblastisch, Nematoblastisch) oder ungleichkörnig (Porphyroblastisch)
   • Konrform: Idioblastisch, Xenoblastisch
4. Textur
   • Massig, linear, paralleltexturiert, geschiefert, faserig, gefältelt, lagig/gebändert, geadert
5. Gefüge
   • Fels
   • Schiefer
   • Gneis
   • Phyllit
6. Nomenklatur / Entstehungsgeschichte beschreiben

Zuerst indedifiziert man die Minerale und stellt man sich folgende Fragen:

1. Quarz drin?
   • wenn JA: Metagranitoide/Metapelite/Metakarbonate
   • wenn NEIN: Metabasika /Metaultrabasika (Basalt, Gabbro, Mergel / Peridotit)
2. Bei JA: als zweite Frage -> Kalk drin?
   • wenn JA: Metakarbonate (Kalkstein, Dolomit)
   • wenn Nein: Metagranitoide / Metapelite
3. Nach Test 1 und 2:
   • viel Glimmer: Metapelite (Ton, Schieferton)
   • viel Kalifeldspat: Metagranitoide (Granit, Granodiorit, Sandstein)
4. Prüfung Metapelite - Metagranitoide:
   • Granat/Alumosilikate -> Metapelite

Nachdem man die Minerale bestimmt hat stellt man sich folgende Fragen:

1. Glimmer drin?
   • Wenn JA: Grünschiefer-/Amphibolit-Fazies (Metapelit: evtl. Blauschieferfazies)
   • Wenn NEIN: Granulit-/Blauschiefer-/Eklogit-Fazies
2. Staurolith drin?
   • Metapelit immer Amphibolit-Fazies
3. Hornblende drin?
   • meistens auch Amphibolit-Fazies

Danach schaut man auf den Protolith und kann meistens einige Fazies auschliessen:

• Metagranitioide -> meist: Amphibolit (Grünschiefer); Nie an BasisP: Blauschiefer, Ekoglit
• Meta-Ultrabasika -> Granulit selten
• Metabasika -> Alle
• Metakarbonate -> Nie an BasisP: Granulit, Blauschiefer; Eklogit
• Metapelite -> eher: Grünschiefer, Amphibol
  • Grünschiefer: viel Glimmer
  • Amphibol: noch mehr Glimmer
  • Granulit (selten): kein Glimmer
  • Blauschiefer: Hellglimmer
  • Eklogit: kein Glimmer

weitere Hinweise:

• Glaukophan: Metabasika -> Blauschiefer

Idioblasten: Minerale mit grosser Kristallisationskraft, die eigene Formgestalt auszubilden vermögen (v.a. Granat, Staurolith, Disthen, Andalusit, Magnetit, Turmalin)

Xenoblasten: Minerale, die keine oder nur geringe eigene Formbegrenzungen erreichen (v.a. Quarz, Feldspat, Calcit)

Anhand der Protolithen lassen sich die wichtigsten Element bestimmen:

• Metagranitoide -> Viel Si
• Meta-Ultrabasika -> viel Mg, Si-arm
• Metabasika -> viel Fe, Mg, Al, Ca
• Metakarbonate -> Viel Ca, Mg, CO3
• Metapelite -> Viel Al, Si, K, Na

–> Bild

1. gleichkörnig: je nach Entwicklung unterscheidet man
   • granoblastisch: Körnige Aggregate aus isometrischen Gemengeteilen (Quarz, Feldspat, Calcit, Dolomit, Granat)
   • lepidoblastisch: Schuppige Aggregate aus blättrigen Mineralien prägen das Gestein
   • nematoblastisch: Strahlige oder faserige Aggregate stengeliger Minerale (Hornblende, Epidot) prägen das Gestein
2. ungleichkörnig
   • porphyroblastisch: In einem feinen Grundgewebe befinden sich einzelne grössere Kristalle (Porphyroblasten) meist mit guter Formbegrenzung

Textur = räumliche Anordnung der Gemengeteile

• massig, richtungslos: keine räumliche Anordnung
• linear, gestreckt, stengelig: einzige ausgezeichnete räumliche Richtung, ohne ausgeprägte Schieferung
• paralleltexturiert: Blättrige Gemengeteile (Glimmer, Chlorit, Talk, etc.) sind mehr oder weniger parallel angeordnet; auch stengelig (Hornblende) und tafelig (Feldspat) ausgebildete Gemengeteile ordnen sich in entsprechenden parallelen Ebenen ein
• geschiefert: Blättrige Gemengeteile (Glimmer, Chlorit, Talk, etc.) sind in durchgehenden Schieferungsflächen parallel angeordnet -> sehr eng und blättrig -> Phyllite
• faserig, Augentextur: Feldspäte, seltener Quarz bilden kleinere oder grössere, oft von Glimmer umflossene Knötchen, Linsen, Augen.
• gefältelt: Schieferungsflächen verlaufen nicht eben, sondern in kleinen Falten
• lagig, gebändert: Wechsel paralleler Lagen verschiedener Zusammensetzung
• geadert: Unregelmässige, oft schief oder quer zur Schieferung verlaufenden Adern

• Fels: brechen überhaupt nicht in einer bevorzugten Ebene
• Gneis: brechen in cm-dicke Platten und bestehen hauptsächlich aus Quarz und Feldspat
• Schiefer: brechen in mm-dünne Blätter und bestehen vorwiegend aus blättrigern Mineralien (Glimmer!!)
• Phyllit: Abstand der einzelnen Schieferungsflächen ist sehr gering

Der Name eines metamorphen Gesteines setzt sich aus den häufigsten Mineralien und dem Gefüge zusammen. Je weniger es von einem Mineral drin hat, desto weiter vorne steht das Mineral im Namen. Quarz und Feldspat werden normalerweise nicht aufgezählt. Danach wird noch der Protolith aufgezählt und die jeweilige Fazies.

Viele metamorphe Gesteine besitzen eine Trivialnamen und sollte auch an der Basisprüfung so benannt werden: –> Bild

Wichtige Faktoren sind:

• Druck und Temperatur (Richtwerte sind die Alumosilikate)
• a) Subdunktion -> Blauschiefer (Eklogitfazies)
• b) Orogenese -> Grünschiefer, Amphibolitfaszies, Eklogitfazies
• c) Kantaktmetamorphose -> Grünschiefer, Amphibolit, Granulitfazies
• typische Metamorphosebedingungen: Druck: 500-30'000 bar, T: 200-1000°C