Gesteinsarten
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Grundlagen zum Thema Gesteinsarten
Gesteinsarten
Was ist Gestein?
Gesteine sind Ansammlungen aus Mineralteilchen. Die in ihnen enthaltenen Mineralarten, ihre Korngröße und die Art und Weise, wie sie geformt wurden, beeinflussen das Erscheinungsbild der Gesteine sowie ihre Eigenschaften. So hat zum Beispiel der Granit eng miteinander verzahnte Körner, die ihm Festigkeit geben. Der Sandstein hingegen besteht aus runden Körnern, die kleinere Lücken verursachen. Hierdurch ist der Sandstein weich und porös.
Welche Gesteinsarten gibt es?
Es gibt eine große Vielfalt an Gesteinen und so unterscheidet man auch verschiedene Arten bzw. Kategorien von Gestein. Geologen, aber auch geschulte Laien, können Gesteinsarten bestimmen. Ein Unterscheidungsmerkmal ist beispielsweise die Korngröße.
Insgesamt werden drei Hauptgesteinsarten beziehungsweise Kategorien unterschieden, denen weitere Gesteinsarten zuzuordnen sind. Hier ist eine Übersicht zu Gesteinsarten zu sehen:
- Sedimentgesteine, auch Ablagerungsgesteine (z. B. Sandstein)
- Magmatische Gesteine, auch Erstarrungsgesteine (z. B. Basalt)
- Metamorphe Gesteine, auch Umwandlungsgesteine (z. B. Quarzit)
Beispiele für die vorkommenden Gesteinsarten in Deutschland:
- Granit
- Kalkstein
- Basalt
- Marmor
Sedimentgestein
Partikel werden unter anderem mithilfe von Flüssen bis in das Meer oder Seen transportiert. Hier lagern sie sich auf dem Meeresboden als Sediment ab. Das sogenannte Sedimentgestein entsteht, wenn sich verschiedene Schichten, die sowohl aus Mineralien als auch aus sogenannten organischen Partikeln bestehen, am Boden eines Sees oder am Meeresboden ablagern. Auf die Schichten wirkt dann ein großer Druck ein, der diese zusammenpresst und die kleinen Teilchen mit der Zeit zu Gestein werden lässt. Diese Entstehung kann man am Sandstein gut nachvollziehen, da hier manchmal Pflanzen- und Tierüberreste ihre Spuren hinterlassen. Dies nennt man Fossilien.
Magmatisches Gestein
Kühlt geschmolzenes Gestein, sogenanntes Magma, ab und erstarrt zu einem festen Körper, so entsteht magmatisches Gestein. Dies kann sowohl unter der Erdoberfläche als auch über der Erdoberfläche geschehen. Kühlt das Magma unter der Erdoberfläche ab und erstarrt zu Gestein, so wird von Intrusivgestein gesprochen, dem sogenannten Tiefengestein. Kühlt das Magma erst ab, wenn es als Lava auf der Erdoberfläche austritt, so spricht man von Extrusivgestein. Dieses Gestein, das auf der Erdoberfläche schnell abkühlt bzw. erstarrt, besitzt kleinere Kristalle als das Tiefengestein. Der Basalt ist daher sehr feinkörnig. Gesteine, die unter der Erdoberfläche langsamer abkühlen, entwickeln größere Kristalle. Ein Beispiel hierfür ist der grobkörnige Gabbro.
Metamorphes Gestein
Beeinflussen hoher Druck und starke Hitze ein Gestein, jedoch nicht so stark, dass es schmilzt, entsteht metamorphes Gestein. Ein Beispiel hierfür ist der Schiefer. Ein Schieferfels kann vorher weicherer Schieferton gewesen sein. Doch seine Schichten wurden durch hohe Temperaturen und starken Druck unter der Oberfläche neu angeordnet und das Gestein wurde auf diese Weise verfestigt. Ein weiteres Beispiel für ein metamorphes Gestein ist der sogenannte Quarzit. Quarzit entsteht beispielsweise unter der Erdoberfläche aus Sandstein.
| Magmatische Gesteine | Sedimentgesteine | Metamorphe Gesteine | |
|---|---|---|---|
| Entstehung | durch Erstarren von Magma Intrusivgestein: langsame Abkühlung des Magmas unter der Erdoberfläche Extrusivgestein: schnelle Abkühlung des Magmas auf der Erdoberfläche | durch Verwitterung, Abtragung, Ablagerung, Transport (z. B. am Meeresgrund) oder Verfestigung von Lockermaterial | unter hohen Temperaturen/hohem Druck Umwandlung oder Neubildung von Mineralien aus anderen Gesteinsarten, Ursachen: Gebirgsbildungen, Plattentektonik |
| Eigenschaften | Intrusivgestein: große Kristalle, körnige Struktur Extrusivgestein: kleine Kristalle, sehr feine Struktur | häufig Schichtungen, enthalten oft Fossilien | abhängig vom Ausgangsgestein z. B. Entstehung von feinkörnigem Schiefer aus hervorgegangenem Schieferton |
| Beispiele | Intrusivgestein: Granit, Gabbro, Diorit Extrusivgestein: Basalt, Tuff, Obsidian | Sandstein, Kalkstein, Kohle, Bernstein | Schiefer, Marmor, Quarzit |
Gesteinskreislauf
Gestein bleibt nicht die ganze Zeit in seiner Form erhalten, sondern wird unter anderem von Hitze und Druck beeinflusst und verändert. Es durchläuft dadurch den sogenannten Gesteinskreislauf. In diesem Kreislauf können Gesteine entstehen, sich entwickeln, verändern oder zerstört werden. Dieser ist in der unten stehenden Abbildung abgebildet.
Transkript Gesteinsarten
Trotz ihrer großen Vielfalt sind alle Gesteine schlicht Ansammlungen aus Mineralteilchen. Die enthaltenen Mineralarten, die Korngrößen und wie die Gesteine geformt wurden... dies alles beeinflusst ihr Erscheinungsbild und ihre Eigenschaften. Granit hat eng ineinander verzahnte Körner, die ihm Festigkeit geben, während Sandstein aus abgerundeten Körnern besteht, die kleine Lücken verursachen. Dadurch wird er zugleich weich und porös. Alle Gesteine fallen in eine der drei folgenden Kategorien. Der Schlamm, der diesen Fluss braun färbt, ist auf dem Weg ins Meer, wo er sich schließlich ablagert. Sedimentgestein entsteht, wenn sich Schichten aus Mineralien und organischen Partikeln am See- oder Meeresboden ablagern. Der Druck auf die darunterliegenden Schichten presst und zementiert die Teilchen mit der Zeit zu Gestein. Man kann die Sedimentschichten deutlich in diesem Sandstein sehen. Manchmal hinterlassen Pflanzen- und Tierüberreste ihre Spuren in Form von Fossilien. Magmatische Gesteine entstehen, wenn Magma, also geschmolzenes Gestein, zu einem Festkörper abkühlt. Dieses kann sich sowohl auf der Erdoberfläche bilden, sogenanntes Extrusivgestein oder entsteht unter der Erdoberfläche und wird dann als Intrusivgestein bezeichnet. Gestein, das schneller auf der Erdoberfläche abkühlt, hat kleinere Kristalle, während Gestein, das langsamer und tief unter der Oberfläche abkühlt, größere Kristalle bildet. Gestein, das Hitze und Druck ausgesetzt ist – nicht genug zwar, um es zu schmelzen – bildet die dritte Kategorie: das metamorphe Gestein. Dieser Schieferfels war einst weicherer Schieferton, doch Hitze und Druck unter der Oberfläche haben die Schichten neu angeordnet und so das Gestein verfestigt. Ähnlich wird Sandstein unter der Erdoberfläche zu Quarzit. Wie auch immer sich Gestein gebildet hat, es kann nicht für immer halten. Es zerbricht, formt sich um oder durchwandert den gigantischen Erdgesteinskreislauf.
Gesteinsarten Übung
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Definiere den Begriff Gestein.
TippsEin Gestein wird meist aus verschiedenen Mineralien geformt.
Um sich die Zusammensetzung von Granit besser merken zu können, gibt es einen einfachen Reimspruch. Was reimt sich auf Glimmer – ja: nimmer.
LösungJetzt weißt du, dass Gesteine
- ein Gemisch aus meist verschiedenen Mineralien sind,
- Mineralien auch als Minerale, Mineralteilchen, Mineralkörner oder Mineralkristalle bezeichnet werden können
- und du kannst nun Granit bestimmen: Quarz, Feldspat und Glimmer. Das vergisst du jetzt nimmer.
Es gibt weit über tausend Mineralien:
- Aber nur ungefähr hundert davon kommen häufiger vor.
- Meist bestehen Gesteine aus drei bis vier häufig vorkommenden Mineralien und einem kleinen Teil seltener Mineralien.
$\rightarrow$ Kannst du dir vorstellen, welch eine unermessliche Gesteinsvielfalt sich durch die unterschiedlichen Mengenproportionen und Arten der Mineralien ergibt?
-
Beschreibe die Entstehung von Sedimentgestein. Beginne mit „Im Laufe der Zeit…“
TippsAuf die Zerkleinerung und den Transport von älterem Gestein folgt die Ablagerung auf trockenem Land oder am Gewässergrund.
Immer mehr Schichten lagern sich ab und der entstehende Druck verändert die lockeren Teile zu festem Gestein.
LösungÜber Sedimentgestein hast du nun folgendes gelernt:
- Sedimentgestein ist Gestein, das aus Verwitterungsschutt besteht, der bei der Abtragung von älterem Gestein entstand.
- Meistens wurde dieser Schutt in Schichten aufeinander abgelagert.
- Die Verfestigung und Veränderung der Gesteine wird als Diagenese bezeichnet.
Bekannte Sedimentgesteine sind
- Sandstein,
- Kalkstein und
- Muschelkalk.
Neben Mineralien können im Sedimentgestein auch organische Materialien in unterschiedlicher Menge enthalten sein:
- Organische Materialien sind abgestorbene Pflanzen und/oder Reste toter Tiere (Zähne, Knochen etc.).
- Sind diese organischen Materialien luftdicht abgeschlossen worden und Teile noch erkennbar, spricht man von Fossilien.
-
Gliedere die Informationen zu magmatischen Gesteinen.
TippsMagmatisches Gestein kann nach seinem Entstehungsort in a) intrusives Gestein (Tiefengestein) und b) extrusives Gestein (Ergussgestein) eingeteilt werden.
Magma ist die Schmelze von Gesteinen.
Kühlt Magma ab, entsteht magmatisches Gestein.
LösungJetzt kannst du die magmatischen Gesteine nach ihrem Entstehungsort unterscheiden:
- unterhalb der Erdoberfläche (intrusiv) und
- oberhalb der Erdoberfläche (extrusiv).
Magmatische Gesteinsbeispiele:
- Granit ist also ein Intrusivgestein und eines der häufigsten vulkanischen Gesteine. Man findet Granit im Inneren vieler Gebirge.
- Basalt (Extrusivgestein) ist das am meisten verbreitete Gestein am Festland und am Meeresgrund.
Eine Sonderform sind pyroklastische Gesteine.
- Diese entstehen bei explosiven Vulkanausbrüchen.
- Dabei mischen sich beim Austritt Lavapartikel mit Fremdgestein.
- Die Ablagerung kann durch die explosive Kraft an sehr unterschiedlichen Stellen erfolgen.
- Beispiele für Pyroklastite sind Tuffe und Bimsstein.
-
Untersuche die Metamorphose bei Gesteinen.
TippsEine Metamorphose steht für Veränderung, für Verwandlung.
Bei der Gesteinsmetamorphose verwandelt sich Ursprungsgestein aufgrund hohen Drucks und/oder Hitze.
Eine Schmelze findet bei der Verwandlung nicht statt. Der feste Zustand bleibt bestehen.
LösungWie du jetzt weißt, kann die Metamorphose bei allen drei Gesteinsarten erfolgen.
- Kalkstein (Sedimentgestein) wird beispielsweise durch große Hitze und Druck zu Marmor umgewandelt. Chemische Prozesse führen zu teilweise farblichen Unterschieden im Marmor.
- Aus dem magmatischen Gestein Granit wird Gneis.
- Und beim eher weichen und porösen Sandstein werden die Quarzsandkörner aufgrund des hohen Drucks zusammengepresst und Quarzit entsteht.
Ach übrigens, der römische Dichter Ovid beschrieb in seinen Büchern Metamorphosen vielfältige Verwandlungsgeschichten aller Art.
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Lokalisiere das Vorkommen bestimmter Gesteinsarten.
TippsAuf Bildern vom Grand Canyon sind oft Schichten von Sedimentgestein zu sehen. Sandstein gehört zur Sedimentgesteinsart.
Die Halong-Bucht ist berühmt für ihre vielen aus dem Wasser ragenden Kalksteinfelsen.
LösungKalifornien liegt im Westen der USA.
- Das Yosemite-Tal wird von 1.000 m hohen Granitwänden flankiert.
Arizona schließt sich östlich an Kalifornien an und ist ebenfalls ein Bundesstaat in der USA.
- Die Steilwände des Grand Canyons bestehen zum größten Teil aus Sedimentgesteinen, in diesem Fall meist Sandstein.
- Wenn du Bilder vom Grand Canyon siehst, erkennt man oft die in Übung 2 beschriebene typische Schichtung des Sedimentgesteins.
Die Halong-Bucht liegt in Vietnam.
- Über 1900 Felsen aus Kalk ragen in dieser Bucht im Norden Vietnams aus dem Wasser.
- Einer Legende nach schlug ein Drache mit seinem Schwanz Furchen in das Gestein, bevor er untertauchte und alles unter Wasser setzte.
-
Erschließe dir den Kreislauf der Gesteine.
TippsSedimentgesteine und magmatische Gesteine verwandeln sich auf die gleiche Art und Weise zu metamorphem Gestein.
Sedimentgestein und metamorphes Gestein können beide im Erdinnern zu Magma aufgeschmolzen werden und zu magmatischem Gestein werden.
LösungJetzt hast du dich optimal in die Welt der Gesteine eingearbeitet.
- Du kennst die drei Gesteinsarten.
- Du kannst ihre jeweilige Entstehung beschreiben.
- Und du hast den Kreislauf der Gesteine im Blick.
- Eine wichtige Unterscheidung noch: Die Metamorphose findet bei höheren Temperaturen und Drücken statt, als die Diagenese.
Jetzt kannst du loslegen mit der Gesteinsbestimmung.
- Dafür benötigt man ein ausführliches Bestimmungsbuch, eine Lupe, einen Hammer, eine Schutzbrille und viel Geduld.
- Warum denn Geduld? Durch die gesamten Veränderungsprozesse der Gesteine gibt es unendlich viele Mineralienzusammensetzungen auf der Welt.
Übrigens, die Geologie ist die Wissenschaft, die die Eigenschaften von Steinen und den gesamten Aufbau der Erdkruste untersucht.
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