Gesteinsbestimmung im Gelände

484 Pages·2015·34.43 MB·German

by  Roland Vinx (auth.)

Roland Vinx
Gesteinsbestimmung
im Gelände
4. Auflage
Gesteinsbestimmung im Gelände
Basaltische Tephraschichten, Teneriffa, Straße TF 24, ca. 4 km nordnordöstlich vom Observatorio del Teide
Roland Vinx
Gesteinsbestimmung
im Gelände
4. Auflage
Roland Vinx
Hamburg
ISBN 978-3-642-55417-9 ISBN 978-3-642-55418-6 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-55418-6
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4. Aufl.: © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015
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Danksagung
Während der Arbeit an den verschiedenen Auf- burg) Gesteinsdünnschliffe. Für die Überlassung
lagen der „Gesteinsbestimmung im Gelände“ des Fotos 5.4 danke ich Dr. Kay Heyckendorf
habe ich in vielfältiger Weise Hilfe und Beiträge (Hamburg). Rat in Detailfragen, Führungen im
erhalten, für die mich an dieser Stelle bedan- Gelände, Anregungen und Literatur habe ich von
ken möchte. Dr. Heinrich Kawinski (Grenzach) vielen weiteren Experten, Kolleginnen, Kollegen
hat mit großer Sorgfalt die meisten Kapitel der und Freunden erhalten. Be son ders gilt dies für
ersten Auflage auf Fehler, Unklarheiten und Lü- Dr. Vladimír Cajz (Prag), Prof. Dr. Olav Eklund
cken durchsucht. Prof. Dr. Friedhelm Thiedig (Turku), Prof. Dr. Annette Eschenbach (Ham-
(Münster, Norderstedt) hat wertvolle Hinweise burg), Dr. Alf Grube (Flintbek), Prof. Dr. Dieter
zur Verbesserung der dritten Auflage gegeben. Jung (Hamburg), Prof. Dr. Anders Lindh (Lund),
Prof. Dr. Jochen Schlüter (Mineralogisches Mu- Prof. Dr. Eva-Maria Pfeiffer (Hamburg), verei-
seum der Universität Hamburg) hat mit großer digter Natursteinsachverständiger Arthur Schrö-
Geduld Mineralproben für Fotos aus den Tiefen der (AS Arthur Schröder GmbH, Naturstein-
der Sammlungen zur Verfügung gestellt und da- Fachagentur, Hamburg), cand. mag. Per Smed
bei vielfältigen Rat gegeben. Matthias Bräunlich (Kopenhagen) und Hans-Joachim Wohlenberg
(Hamburg) hat mir wichtige Proben von ver- (Tornesch). Schließlich möchte ich Dr. Christoph
schiedenen Rapakivigraniten überlassen, Jutta Iven, Dr. Jens Seeling und Dipl.-Biologin Heide-
Solcher (Evendorf) ein Glazialgeschiebe aus Ek- marie Wolter (Spektrum Akademischer Verlag)
logit, Prof. Dr. Panagiotis Voudouris (Athen) ein für die freundliche und geduldige Betreuung
Sortiment von Blauschiefern. Dipl.-Geologin Fi- früherer Auflagen danken. Entsprechendes gilt
ona Reiser (Passau) und Dipl.-Mineraloge Tho- für Frau Merlet Behncke-Braunbeck und Frau
mas Bisanz (Hamburg) haben die Endge staltung Martina Mechler (Springer Spektrum) für die
eines Teils der Grafiken übernommen. Dr. Bernd angenehme Zusammenarbeit bei der Entwick-
Stütze und seine Mitarbeiterinnen Elisabeth lung der vierten Auflage.
Thun und Jutta Richarz (alle Hamburg) haben
gesteinschemische Analysen von problemati-
schen Vulkaniten angefertigt, Peter Stutz (Ham- April 2014 Roland Vinx
Verzeichnis der Abkürzungen
und Zeichen
u = unbesetzte Position im Kristallgitter
Ab = Albitkomponente in Plagioklas (Feldspat)
An = Anorthitkomponente in Plagioklas (Feldspat)
BB = Bildbreite (Breite des insgesamt abgebildeten Bereichs)
BH = Bildhöhe (Höhe des insgesamt abgebildeten Bereichs)
CNMMN = Commission on New Minerals and Mineral Names
GPa = Gigapascal (Messgröße für Drucke; 1 GPa entspricht 10 Kilobar)
Gew.-% = Gewichtsprozent
IMA = International Mineralogical Association
IUGS = International Union of Geological Sciences
SCMR = Subcommission on the Systematics of Metamorphic Rocks
Vol.-% = Volumenprozent
Inhaltsverzeichnis
Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Chlorit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Pumpellyit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Chloritoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
1 Wissenschaftliche und Stilpnomelan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Serpentinminerale . . . . . . . . . . . . . . . 93
praktische Bedeutung
Talk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
der Gesteinsbestimmung
Pyrophyllit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
im Gelände: Methoden Tonminerale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
und Hilfsmittel . . . . . . . . . . . . . 5 Prehnit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Skapolithe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Lawsonit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
2 Gesteine: Grundlagen . . . . . . 15 Epidot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Zoisit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
2.1 Gesteinsgruppen . . . . . . . . . . . . . 15
Titanit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Apatit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Lazulith (Blauspat) . . . . . . . . . . . . . . . 102
3 Gesteinsbildende Minerale 21 Topas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.1 Diagnostisch wichtige Zirkon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Eudialyt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Mineraleigenschaften . . . . . . . . 25
Pyrochlor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.2 Wichtige gesteinsb ildende
Karbonatminerale: Calcit, Aragonit,
Minerale einschließlich
Dolomit, Magnesit, Siderit, Ankerit 103
Gesteinsglas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Gips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Gesteinsglas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Anhydrit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Quarz, Steinsalz (Halit) . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
andere SiO -Modifikationen . . . . . . 38 Fluorit (Flussspat) . . . . . . . . . . . . . . . 108
2
Feldspäte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Baryt (Schwerspat) . . . . . . . . . . . . . . . 109
Feldspatvertreter (Foide) . . . . . . . . . 52 Graphit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Zeolithe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Magnetit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Glimmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Chromit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Amphibole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Ilmenit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Pyroxene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Hämatit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Olivin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Kupferkies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Melilith . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Pyrit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Granat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Molybdänglanz (Molybdänit) . . . . . 113
Al SiO -Trimorphe: Andalusit, Magnetkies (Pyrrhotin) . . . . . . . . . . 113
2 5
Sillimanit, Disthen . . . . . . . . . . . . . . . 85 Bleiglanz (Galenit) . . . . . . . . . . . . . . . 114
Staurolith . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Zinkblende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Cordierit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 Goethit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Korund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Manganomelane . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Wollastonit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Gibbsit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Turmalin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Diaspor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Vesuvian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
VIII Inhaltsverzeichnis
4 Gesteine: 5.4.2 Auf Vulkanite, Subvulkanite
Allgemeine Einführung . . . . . 117 und Ganggesteine beschränkte
Gefüge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.1 Ursachen der Gesteinsvielfalt
5.4.3 Auf Plutonite beschränkte
der Erde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
oder nur dort makroskopisch
4.2 Klassifikation und Benennung
erkennbare Gefüge . . . . . . . . . . . . 151
von Gesteinen . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.4.4 Übergänge zu metamorphen
4.3 Übersicht bestimmungs- Gefügen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
relevanter Merkmale
5.5 Alteration von magmatischen
von Gesteinen . . . . . . . . . . . . . . . 120
Gesteinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
5.6 Klassifikation und Benennung
5 Magmatische Gesteine . . . . 127 von Plutoniten und
5.1 Magmatismus . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Vulkaniten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
5.2 Magma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 5.6.1 Gruppenzuordnungen und
5.2.1 Magmentypen . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Anpassung an makroskopische
Bestimmungsmöglichkeiten . . . 163
5.3 Magmatische Fazies: Plutonite,
5.6.2 Praktisches Vorgehen bei der
Vulkanite, Subvulkanite,
makroskopischen Bestimmung
pyroklastische Bildungen,
von Magmatiten . . . . . . . . . . . . . . . 168
Gang gesteine, Hyaloklastite . . 130
5.6.2.1 Plutonite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
5.3.1 Makroskopische und Gelände-
5.6.2.2 Vulkanite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
merkmale von Vulkaniten . . . . . 132
5.6.3 QAPFM-Diagramm zur
5.3.1.1 Geologische Formen
Bestimmung von Plutoniten
des Auftretens von Vulkaniten . . . . 133
und Vulkaniten . . . . . . . . . . . . . . . 170
5.3.1.2 Absonderungsformen und Inhomo-
5.6.4 Kumulat-Klassifikation basischer
genitäten von Vulkaniten
und Subvulkaniten . . . . . . . . . . . . . . 137 P lutonite (ergänzend zur
5.3.2 Makroskopische und Gelände- IUGS-Klassifikation) . . . . . . . . . . 171
merkmale von Plutoniten . . . . . . 140
5.7 Plutonite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
5.3.2.1 Geologische Formen
5.7.1 Vorbemerkungen . . . . . . . . . . . . . . 173
des Auftretens von Plutoniten . . . . . 140
5.7.2 Besonderheiten der
5.3.2.2 Absonderungsformen und Inhomo-
makroskopischen Bestimmung
genitäten plutonischer Gesteine . . 141
5.3.3 Makroskopische und Gelände- von Plutoniten . . . . . . . . . . . . . . . . 173
5.7.3 Granitische und verwandte
merkmale von pyroklastischen
Bildungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Plutonite (Granitoide) . . . . . . . . . 175
5.3.4 Makroskopische und Gelände- 5.7.4 Dioritische Plutonite . . . . . . . . . . 187
merkmale von magmatischen 5.7.5 Gabbroide Plutonite . . . . . . . . . . . 190
5.7.5.1 Gabbroide Kumulatgesteine . . . . . . 199
Ganggesteinen . . . . . . . . . . . . . . . . 145
5.7.5.2 Mikrogabbro, Dolerit, Diabas . . . . . 201
5.3.5 Makroskopische und Gelände-
5.7.6 Syenitische und monzonitische
merkmale von Hyaloklastiten . . 145
Plutonite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
5.4 Gefüge von magmatischen
5.7.7 Foiddioritische, foidgabbroide,
Gesteinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 foidsyenitische, foidolithische
5.4.1 In Plutoniten und Vulkaniten
Plutonite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
gleichermaßen auftretende
5.7.8 Plutonische Karbonatite . . . . . . . 213
Gefüge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 5.7.9 Plutonische Ultramafitite . . . . . . 215
Inhaltsverzeichnis IX
5.8 Vulkanite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 6.4 Karbonatische
5.8.1 Vulkanite und Magma . . . . . . . . . 220 Sedimentgesteine . . . . . . . . . . . . 313
5.8.2 Besonderheiten der 6.4.1 Kalkstein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
makroskopischen Bestimmung 6.4.2 Dolomit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
von Vulkaniten . . . . . . . . . . . . . . . . 221 6.4.3 Mergel, karbonatisch-tonige
5.8.3 Paläovulkanitische Gesteins- Mischgesteine . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
benennungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 6.5 Evaporite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
5.8.4 Basaltische und basaltartige
6.6 Sedimentäre
Vulkanite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
Phosphatgesteine . . . . . . . . . . . . 339
5.8.5 Andesitische Vulkanite . . . . . . . . 232
5.8.6 Rhyolithische und dacitische 6.7 Nichtklastische
Vulkanite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 SiO -Sedimentite . . . . . . . . . . . . . 339
2
5.8.7 Trachytische und latitische 6.7.1 Radiolarit
Vulkanite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 (Kieselschiefer, Lydit) . . . . . . . . . . 340
5.8.8 Phonolithische Vulkanite . . . . . . 242 6.7.2 Kieselgur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
5.8.9 Tephritische Vulkanite . . . . . . . . . 244 6.8 Sedimentäre Fe-Gesteine . . . . 341
5.8.10 Foiditische Vulkanite . . . . . . . . . . . 245
5.8.11 Ultramafische Vulkanite . . . . . . . 247 6.9 Konkretionäre Bildungen . . . . 343
5.8.12 Vulkanische Glasgesteine . . . . . . 248 6.10 Kohlen und verwandte
5.9 Pyroklastische Ablagerungen Bildungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
und Hyaloklastite . . . . . . . . . . . . 251
5.10 Spezifische Ganggesteine . . . . 259
5.10.1 Aplite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 7 Metamorphe Gesteine
5.10.2 Pegmatite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 der kontinentalen und
5.10.3 Lamprophyre . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 ozeanischen Erdkruste . . . . 353
7.1 Gefüge, Struktur und
6 Sedimentgesteine . . . . . . . . . . 265 Textur von metamorphen
6.1 Gefüge, Struktur und Textur Gesteinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
von Sedimentgesteinen . . . . . . 272 7.1.1 Kornbezogene Gefüge
(Struktur) . . . . . . . . . . . . . . . . . .363
6.2 Klassifikation
7.1.2 Gesteinsbezogene Gefüge
der Sedimentgesteine . . . . . . . 274
(Textur) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
6.3 Klastische Sedimentgesteine 276 7.1.3 Benennung metamorpher
6.3.1 Benennung klastischer
Gesteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
Mischsedimentite . . . . . . . . . . . . . 280
7.2 Spezifische kontaktmeta-
6.3.2 Konglomerat, Brekzie, Kies,
morphe und verbrennungs-
Steine, Blöcke (Psephite) . . . . . . . 281
metamorphe Gesteine . . . . . . . 373
6.3.3 Sand, Sandstein, sandsteinartige
7.2.1 Kontaktmetamorphite aus
Sedimentite (Psammite) . . . . . . . 288
pelitischen und psammitisch-
6.3.3.1 Sand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
6.3.3.2 Sandsteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 pelitischen Edukten . . . . . . . . . . . 375
6.3.4 Schluff, Schluffstein (Pelite) . . . . 302 7.2.2 Kontaktmetamorphite aus karbo-
6.3.5 Ton, Tonstein, Schieferton natischen und karbonatisch-
(Pelite, Mud, Mudstone) . . . . . . . 303 silikatischen Edukten . . . . . . . . . . 378
6.3.6 Siliziklastische Sedimentite 7.2.3 Kontaktmetamorphite aus
besonderer Entstehung . . . . . . . . 308 basischen Eduktgesteinen . . . . . . 379