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Gneis Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig Weitere Bedeutungen sind unter Begriffsklärung aufgeführt Die e alte säch

Gneis

Die Gneise (alte sächsische Bergmannsbezeichnung aus dem 16. Jahrhundert, vielleicht zu althochdeutsch gneisto, mittelhochdeutsch ganeist(e), g(e)neiste „Funke“; bis in das frühe 19. Jahrhundert auch noch Gneus oder Geneus) sind metamorphe Gesteine mit Paralleltextur, die mehr als 20 % Feldspat enthalten.

Gebänderter Gneis
Gneissteinbruch am Rand des Pfälzerwaldes
Der Hexenstein ist ein Gneisblock im Bodensee bei Lindau

Entstehung, Vorkommen und Zusammensetzung Bearbeiten

Gneise entstehen durch Metamorphose, d. h. Umwandlung von Gestein unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen. Das Ausgangsmaterial wird von vielen Gesteinsschichten überlagert. An die Oberfläche kommt Gneis folglich nur dann, wenn entweder das überliegende Material erodiert ist oder ehemals tiefliegende Schichten durch Tektonik an die Oberfläche gehoben wurden.

Gneise sind weltweit verbreitet und finden sich häufig in den alten Kernen (Kratonen) der Kontinente, wo sie durch tiefreichende Erosion freigelegt wurden. In der Regel haben diese Gesteine seit ihrer Entstehung mehrere Phasen der Umwandlung (Regionalmetamorphosen) mitgemacht. Sie bilden die ältesten Gesteinsformationen der Erde, beispielsweise den Acasta-Gneis aus dem Hadaikum (4.030 mya) im westlichen Kanadischen Schild und den Gneise enthaltenden Nuvvuagittuq-Grünsteingürtel (möglicherweise bis zu 4.400 mya) im östlichen Kanadischen Schild. Gneise treten auch in den Kristallinzonen jüngerer Faltengebirge auf, z. B. im Tauernfenster in den Zentralalpen.

Die Zusammensetzung der Gneise hängt vom Ausgangsgestein ab: Die wichtigsten Minerale im Gneis bilden sich nicht während der Metamorphose, sondern sind schon im Ausgangsmaterial vorhanden. Gneise bestehen hauptsächlich aus den in der folgenden Tabelle aufgeführten Mineralbestandteilen (in %).

Gneis-Varietät Quarz Kalifeldspat Plagioklas Biotit Muskovit Cordierit Granat Sillimanit andere Dichte
(g/cm³)
Granodioritgneis 30 8 38 9 1 2,73
Graugneis 33 3 37 17 9 1 2,71
Biotit-Plagioklasgneis 31 4 38 14 12 1 2,70
Langflasriger Rotgneis 39 27 25 2 6 1 2,67
Dünnplattiger

Rotgneis

43 29 13 1 12 2 2,63
Quarzaugengneis 41 13 28 5 12 1 2,65
Aplitgneis 44 11 29 15 1 2,64
Plattiger, feinkörniger Paragneis 14 22 18 40 6 2,70
Schichtiger Zweiglimmergneis 16 31 31 20 2 2,68
Metatektischer

Graugneis

29 1 66 1 2 1 2,72
Cordieritgneis 20 25 40 13 2 2,74
Sillimanitgneis 14 18 1 26 14 14 4 20 6
Granatgneis 13 7 3 6 27 35 6

Das Gefüge schwankt zwischen fein- und grobkörnig bei mitunter gut sichtbarer Paralleltextur. Im letzteren Fall spricht man von eingeregelten Kristallen. Das Gestein kann dann lagig-flaserig bis grobschieferig und oft auffällig gebändert erscheinen. Im Gegensatz dazu gibt es Orthogneise mit schwach ausgebildeten Texturmerkmalen und relativ gleichmäßigen Kristallgrößen oder in der Grundmasse nur gering ausgeprägter Kristallinität.

Einteilung Bearbeiten

Augengneis. Rio de Janeiro, Brasilien

Gneise unterscheiden sich in ihrer mineralischen Zusammensetzung, in ihrem Gefüge und in ihrer Genese (Entstehungsgeschichte).

Mineralogisch unterscheiden sich die Gneise nach Art der vorhandenen Minerale. Unterschieden nach verschiedenen Glimmern kennt man zum Beispiel den Biotitgneis, den Muskovitgneis oder den aus beiden genannten Glimmern bestehenden Zweiglimmergneis. Bei hohen Anteilen von Cordierit oder Hornblende spricht man von Cordieritgneis oder Hornblendegneis.

Unabhängig davon kann man Gneise auch auf Grund ihres Gefüges unterscheiden: so kennt man Augengneise, wenn eine feinkörnigere Gesteinsmatrix größere Mineral-Einsprenglige „umfließt“ oder Flasergneise, wenn das Gefüge linienhaft-flaserig entwickelt ist und weniger flächenhaft-schiefrig. Oft sind Gneise deutlich gebändert.

Stark durchbewegte Schiefergneise (Glimmerschiefer) werden unter der Sammelbezeichnung Gneisphyllite zusammengefasst.

Üblich ist darüber hinaus eine Unterscheidung der Gneise nach ihren Ausgangsgesteinen (Edukten).

  • Orthogneise stellen das metamorphe Umwandlungsprodukt von feldspat- und quarzreichen magmatischen Gesteinen wie z. B. Granit oder Granodiorit dar. Oftmals haben sie aber bereits mehrere Gesteinsumwandlungen durchgemacht (Polymetamorphose) und entstanden aus bereits vorliegenden Gneisen.
Paragneis, Serizzo

Granitgneis, Syenit- oder Geröllgneis unterscheiden sich von chemisch und mineralogisch identischen metamorphen Gesteinen (wie Metagranit etc.) nur durch ihr typisches, schiefriges Gefüge. Gneise werden auch nach dem Grad ihrer Metamorphose als Epi-, Meso- oder Katagneis unterschieden, je nachdem, welcher Druck und welche Temperatur bei ihrer Entstehung herrschten.

Das Schichtgefüge (Foliation) der Gneise entstehen durch Entmischung (Seigerung) von Lagen aus hellen Feldspäten, Quarz und dunklen Mineralen. Dies geschieht wegen der unterschiedlichen Plastizität bei unterschiedlichen Temperaturen. Schichtsilikate (insbesondere Biotit) neigen dazu, sich unter tektonischer Belastung durch seitliche Neukristallisation flächig einzuregeln. Quarz und Feldspäte bleiben eher körnig. Die räumliche Lage der Schieferungsflächen entspricht dabei der Richtung der maximalen tektonischen Scherkräfte.

Gneis als Naturstein Bearbeiten

Eigenschaften Bearbeiten

Beispiele für Gefügebilder von Gneisen (poliert) aus den Penninischen Decken zwischen Locarno und Domodossola
Verde Andeer

Oftmals werden Gneise auch als „Granit“ gehandelt, da sie sehr ähnliche technische Eigenschaften wie diese Gesteinsgruppe aufweisen. Sie haben allerdings eine durchwegs höhere Wasseraufnahme und bessere Biegezugwerte. Sie sind als Natursteine polierfähig und weitgehend frostbeständig. Die Feldspäte und Glimmer bestimmen die Farbe, und Quarz bestimmt die Abriebfestigkeit der Gneise. Schichtsilikate verleihen den Gneisen ihre gute Spaltfähigkeit, wenn sie lagenförmig im Gestein auftreten.
Wesentliche technisch-physikalische Parameter sind in der folgenden Tabelle am Beispiel von Erzgebirgs-Gneis zusammengefasst.

Reindichte (g/cm³) Rohdichte (g/cm³) Wasseraufnahme (M% n. 72 h Lagerung) Drucktopffestigkeit (M%) 5 mm Siebdurchgang Abriebfestigkeit (M%) 5 mm Siebdurchgang Frostbeständigkeit (M%) < 2 mm n. 25facher Frostung Zylinderdruckfestigkeit (g/cm³)
2,70–2,79 2,65–2,72 0,4–1,3 8–16 17–24 0,1–0,8 1.100

Die technischen Unterschiede zwischen Para- und Orthogneisen sind minimal. In aller Regel sind die bunten Gneise entweder Migmatite oder Orthogneise, und die grauen Gneise sind Paragneise. Die hellen (fast weißen) „Gneise“ können auch Granulite sein.

Bekannte Natursteinsorten Bearbeiten

Hallandia (Migmatit aus Schweden)

Sonstiges Bearbeiten

Der Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler hat den Gneis zum Gestein des Jahres 2015 ernannt.

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

  • Siegfried Matthes, Martin Okrusch: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. Springer, Berlin 2005, ISBN 3-540-23812-3.
  • Roland Vinx: Gesteinsbestimmung im Gelände. Springer, Berlin, Heidelberg 2008, ISBN 978-3-8274-1925-5.
  • Gregor Markl: Minerale und Gesteine. Eigenschaften – Bildung – Untersuchung. Elsevier, München 2004, ISBN 3-8274-1495-4.
  • Hans Murawski: Geologisches Wörterbuch. Elsevier, München 2004, ISBN 3-8274-1445-8.

Weblinks Bearbeiten

Commons: Gneis – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Anmerkungen Bearbeiten

  1. Jubelt, R., Schreiter, P., Gesteinsbestimmungsbuch, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1977, Seite 84
  2. Der Geologische Aufbau Österreichs, S. 336 rechte Spalte
  3. O. Wagenbreth; Naturwissenschaftliches Grundwissen für Ingenieure des Bauwesens, Technische Gesteinskunde, VEB Verlag für Bauwesen Berlin 1977.
  4. LBEG Niedersachsen: Gestein des Jahres 2015: Pünktlich zur Ehrung taucht riesiger Gneis auf Pressemitteilung am 13. Januar 2015
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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig Weitere Bedeutungen sind unter Gneis Begriffsklarung aufgefuhrt Die Gneise alte sachsische Bergmannsbezeichnung aus dem 16 Jahrhundert vielleicht zu althochdeutsch gneisto mittelhochdeutsch ganeist e g e neiste Funke bis in das fruhe 19 Jahrhundert auch noch Gneus oder Geneus sind metamorphe Gesteine mit Paralleltextur die mehr als 20 Feldspat enthalten Gebanderter GneisGneissteinbruch am Rand des PfalzerwaldesDer Hexenstein ist ein Gneisblock im Bodensee bei Lindau Inhaltsverzeichnis 1 Entstehung Vorkommen und Zusammensetzung 2 Einteilung 3 Gneis als Naturstein 3 1 Eigenschaften 3 2 Bekannte Natursteinsorten 4 Sonstiges 5 Siehe auch 6 Literatur 7 Weblinks 8 AnmerkungenEntstehung Vorkommen und Zusammensetzung BearbeitenGneise entstehen durch Metamorphose d h Umwandlung von Gestein unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen Das Ausgangsmaterial wird von vielen Gesteinsschichten uberlagert An die Oberflache kommt Gneis folglich nur dann wenn entweder das uberliegende Material erodiert ist oder ehemals tiefliegende Schichten durch Tektonik an die Oberflache gehoben wurden Gneise sind weltweit verbreitet und finden sich haufig in den alten Kernen Kratonen der Kontinente wo sie durch tiefreichende Erosion freigelegt wurden In der Regel haben diese Gesteine seit ihrer Entstehung mehrere Phasen der Umwandlung Regionalmetamorphosen mitgemacht Sie bilden die altesten Gesteinsformationen der Erde beispielsweise den Acasta Gneis aus dem Hadaikum 4 030 mya im westlichen Kanadischen Schild und den Gneise enthaltenden Nuvvuagittuq Grunsteingurtel moglicherweise bis zu 4 400 mya im ostlichen Kanadischen Schild Gneise treten auch in den Kristallinzonen jungerer Faltengebirge auf z B im Tauernfenster in den Zentralalpen Die Zusammensetzung der Gneise hangt vom Ausgangsgestein ab Die wichtigsten Minerale im Gneis bilden sich nicht wahrend der Metamorphose sondern sind schon im Ausgangsmaterial vorhanden Gneise bestehen hauptsachlich aus den in der folgenden Tabelle aufgefuhrten Mineralbestandteilen in 1 Gneis Varietat Quarz Kalifeldspat Plagioklas Biotit Muskovit Cordierit Granat Sillimanit andere Dichte g cm Granodioritgneis 30 8 38 9 1 2 73Graugneis 33 3 37 17 9 1 2 71Biotit Plagioklasgneis 31 4 38 14 12 1 2 70Langflasriger Rotgneis 39 27 25 2 6 1 2 67Dunnplattiger Rotgneis 43 29 13 1 12 2 2 63Quarzaugengneis 41 13 28 5 12 1 2 65Aplitgneis 44 11 29 15 1 2 64Plattiger feinkorniger Paragneis 14 22 18 40 6 2 70Schichtiger Zweiglimmergneis 16 31 31 20 2 2 68Metatektischer Graugneis 29 1 66 1 2 1 2 72Cordieritgneis 20 25 40 13 2 2 74Sillimanitgneis 14 18 1 26 14 14 4 20 6Granatgneis 13 7 3 6 27 35 6Das Gefuge schwankt zwischen fein und grobkornig bei mitunter gut sichtbarer Paralleltextur Im letzteren Fall spricht man von eingeregelten Kristallen Das Gestein kann dann lagig flaserig bis grobschieferig und oft auffallig gebandert erscheinen Im Gegensatz dazu gibt es Orthogneise mit schwach ausgebildeten Texturmerkmalen und relativ gleichmassigen Kristallgrossen oder in der Grundmasse nur gering ausgepragter Kristallinitat Einteilung Bearbeiten nbsp Augengneis Rio de Janeiro BrasilienGneise unterscheiden sich in ihrer mineralischen Zusammensetzung in ihrem Gefuge und in ihrer Genese Entstehungsgeschichte Mineralogisch unterscheiden sich die Gneise nach Art der vorhandenen Minerale Unterschieden nach verschiedenen Glimmern kennt man zum Beispiel den Biotitgneis den Muskovitgneis oder den aus beiden genannten Glimmern bestehenden Zweiglimmergneis Bei hohen Anteilen von Cordierit oder Hornblende spricht man von Cordieritgneis oder Hornblendegneis Unabhangig davon kann man Gneise auch auf Grund ihres Gefuges unterscheiden so kennt man Augengneise wenn eine feinkornigere Gesteinsmatrix grossere Mineral Einsprenglige umfliesst oder Flasergneise wenn das Gefuge linienhaft flaserig entwickelt ist und weniger flachenhaft schiefrig Oft sind Gneise deutlich gebandert Stark durchbewegte Schiefergneise Glimmerschiefer werden unter der Sammelbezeichnung Gneisphyllite zusammengefasst 2 Ublich ist daruber hinaus eine Unterscheidung der Gneise nach ihren Ausgangsgesteinen Edukten Orthogneise stellen das metamorphe Umwandlungsprodukt von feldspat und quarzreichen magmatischen Gesteinen wie z B Granit oder Granodiorit dar Oftmals haben sie aber bereits mehrere Gesteinsumwandlungen durchgemacht Polymetamorphose und entstanden aus bereits vorliegenden Gneisen nbsp Paragneis SerizzoParagneise entstehen durch die Umwandlung von Sedimentgesteinen Sandsteinen Grauwacken Arkosen und Tonschiefer und weisen deshalb oft eine grossere Vielfalt von akzessorischen Mineralen Nebengemengeteile auf als die Orthogneise Einen Ubergang von den metamorphen Gneisen zu den magmatischen Tiefengesteinen stellt der Migmatit oder Anatexit dar Granitgneis Syenit oder Gerollgneis unterscheiden sich von chemisch und mineralogisch identischen metamorphen Gesteinen wie Metagranit etc nur durch ihr typisches schiefriges Gefuge Gneise werden auch nach dem Grad ihrer Metamorphose als Epi Meso oder Katagneis unterschieden je nachdem welcher Druck und welche Temperatur bei ihrer Entstehung herrschten Das Schichtgefuge Foliation der Gneise entstehen durch Entmischung Seigerung von Lagen aus hellen Feldspaten Quarz und dunklen Mineralen Dies geschieht wegen der unterschiedlichen Plastizitat bei unterschiedlichen Temperaturen Schichtsilikate insbesondere Biotit neigen dazu sich unter tektonischer Belastung durch seitliche Neukristallisation flachig einzuregeln Quarz und Feldspate bleiben eher kornig Die raumliche Lage der Schieferungsflachen entspricht dabei der Richtung der maximalen tektonischen Scherkrafte Gneis als Naturstein BearbeitenEigenschaften Bearbeiten nbsp Beispiele fur Gefugebilder von Gneisen poliert aus den Penninischen Decken zwischen Locarno und Domodossola nbsp Verde AndeerOftmals werden Gneise auch als Granit gehandelt da sie sehr ahnliche technische Eigenschaften wie diese Gesteinsgruppe aufweisen Sie haben allerdings eine durchwegs hohere Wasseraufnahme und bessere Biegezugwerte Sie sind als Natursteine polierfahig und weitgehend frostbestandig Die Feldspate und Glimmer bestimmen die Farbe und Quarz bestimmt die Abriebfestigkeit der Gneise Schichtsilikate verleihen den Gneisen ihre gute Spaltfahigkeit wenn sie lagenformig im Gestein auftreten Wesentliche technisch physikalische Parameter sind in der folgenden Tabelle am Beispiel von Erzgebirgs Gneis zusammengefasst 3 Reindichte g cm Rohdichte g cm Wasseraufnahme M n 72 h Lagerung Drucktopffestigkeit M 5 mm Siebdurchgang Abriebfestigkeit M 5 mm Siebdurchgang Frostbestandigkeit M lt 2 mm n 25facher Frostung Zylinderdruckfestigkeit g cm 2 70 2 79 2 65 2 72 0 4 1 3 8 16 17 24 0 1 0 8 1 100Die technischen Unterschiede zwischen Para und Orthogneisen sind minimal In aller Regel sind die bunten Gneise entweder Migmatite oder Orthogneise und die grauen Gneise sind Paragneise Die hellen fast weissen Gneise konnen auch Granulite sein Bekannte Natursteinsorten Bearbeiten nbsp Hallandia Migmatit aus Schweden Hallandia Migmatit Schweden Halmstad Juparana Classico Orthogneis Brasilien Rio de Janeiro Mitternachtsblau Orthogneis Indien Orissa Orthogneis Indien Steinbacher Augengneis Orthogneis Deutschland Steinbach Serizzo Antigorio Paragneis Italien Piemont Valle Antigorio Calanca Paragneis Schweiz Kt Graubunden Calanca Tal Onsernone Paragneis Schweiz Kt Tessin Onsernone Tal Maggia Paragneis Schweiz Kt Tessin Maggia Tal Soglio Paragneis Schweiz Soglio Branco Ipanema Granulit Brasilien Espirito Santo Stainzer Hartgneis Osterreich Stainz Verde Andeer Schweiz Kt Graubunden Andeer Bittescher Gneis Granitgneis OsterreichSonstiges BearbeitenDer Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler hat den Gneis zum Gestein des Jahres 2015 ernannt 4 Siehe auch BearbeitenListe der GesteineLiteratur BearbeitenSiegfried Matthes Martin Okrusch Eine Einfuhrung in die spezielle Mineralogie Petrologie und Lagerstattenkunde Springer Berlin 2005 ISBN 3 540 23812 3 Roland Vinx Gesteinsbestimmung im Gelande Springer Berlin Heidelberg 2008 ISBN 978 3 8274 1925 5 Gregor Markl Minerale und Gesteine Eigenschaften Bildung Untersuchung Elsevier Munchen 2004 ISBN 3 8274 1495 4 Hans Murawski Geologisches Worterbuch Elsevier Munchen 2004 ISBN 3 8274 1445 8 Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Gneis Sammlung von Bildern Videos und AudiodateienAnmerkungen Bearbeiten Jubelt R Schreiter P Gesteinsbestimmungsbuch VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie Leipzig 1977 Seite 84 Der Geologische Aufbau Osterreichs S 336 rechte Spalte O Wagenbreth Naturwissenschaftliches Grundwissen fur Ingenieure des Bauwesens Technische Gesteinskunde VEB Verlag fur Bauwesen Berlin 1977 LBEG Niedersachsen Gestein des Jahres 2015 Punktlich zur Ehrung taucht riesiger Gneis auf Pressemitteilung am 13 Januar 2015Gestein des Jahres in Deutschland Granit 2007 Sandstein 2008 Basalt 2009 Kalkstein 2010 Tuff 2011 Quarzit 2012 Kaolin 2013 Phonolith 2014 Gneis 2015 Sand 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