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Einteilung der Gesteine

In der Geologie werden Gesteine grundsätzlich nach ihrer Genese, d.h. nach ihrer Entstehungsart, in drei Gruppen gegliedert: magmatische, sedimentäre und meta-morphe Gesteine. Der Berliner Höhenweg liegt im sogenannten "Tauernfenster" (siehe Einstiegstafeln), in dem metamorphe Gesteine an die Erdoberfläche treten. Diese entstehen unter hohen Drücken und Temperaturen in Tiefen bis zu über 100 Kilometer unter der Oberfläche durch Mineralumwandlungen und -neubildungen aus einer der anderen Gesteinsarten im festen Zustand (PRESS & SIEVER 2008).

Gneis

Gneis ist eines der häufigsten metamorphen Gesteine. Je nach Protolith (=Ausgangsgestein) werden Orthogneis (hervorgegangen aus einem Magmatit) und Paragneis (hervorgegangen aus einem Sedimentit) unterschieden. Da bei der Metamorphose meist sämtliche Strukturen überprägt werden ist die eindeutige Be-stimmung selbst für erfahrene Geowissenschaftler ohne weitere Untersuchungen oft nicht direkt möglich. Dennoch kann man Gneise ohne Kenntnis ihres Protolithes aufgrund ihrer Struktur und mineralogischen Zusammensetzung benennen (OKRUSCH & MATTHES 2009). Die folgenden Gneissorten sind im Abschnitt Greizer- bis Kasseler-Hütte zu finden:

Gesteinsdünnschliffe

Eine weitere Möglichkeit zur Unterscheidung der Gneise ist die Ermittlung der Mine-ralzusammensetzung. Diese kann mit Hilfe eines Polarisationsmikroskops be-stimmt werden. Dazu wird eine Probe des Gesteins in eine dünne Scheibe geschnit-ten (0,1 mm) und auf einen Objektträger geklebt. Anschließend wird sie hauchdünn abgeschliffen (bis auf 25 µm, das entspricht etwa 1/4 eines Haardurchmessers), damit man die Minerale, aus denen das Gestein aufgebaut ist, im Durchlichtmikros-kop unter polarisiertem Licht bestimmen kann (MÜLLER & RAITH 1987).

Die meisten Minerale besitzen wegen ihrer Kristallsymmetrie unterschiedliche Licht-brechungsindizes. Trifft ein Lichtstrahl auf ein solches Mineral wird dieser daher in zwei Wellen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufgespalten. Beim Austritt weisen diese Wellen einen Versatz, den sog. Gangunterschied, auf. Im Polarisati-onsmikroskop werden durch den Polarisator linear polarisierte Lichtwellen erzeugt. Mit einem zusätzlich senkrecht dazu orientierten Polarisationsfilter (Analysator) können Interferenzfarben, die abhängig von Mineralart und Dicke des Dünnschliffs sind, beobachtet werden. Mittels dieser oft charakteristischen Farben und weiteren optischen Eigenschaften können Geowissenschaftler Minerale identifizieren (OKRUSCH & MATTHES 2009).

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Abb. 1: Makroaufnahmen Gneise Greizer-/Kasseler Hütte.A: Augengneis. Deutlich sind helle Feldspataugen, die von Quarz, Hell- (Muskovit) und Dunkelglimmer (Biotit) "umflos-sen" werden, zu erkennen.B: Bändergneis. Charakteristisch sind nahezu parallel ver-laufenden dunklen Biotitbänder, die voneinander durch hel-lere Minerale (v.a. Feldspat und Quarz) getrennt werden. C: Biotitgneis. Allgemein überwiegen dunkle Minerale (Amphibol, Bioit, Chlorit ) und Quarz. Im Vergleich zu den anderen Gneisen relativ instabil (mit der Hand zerteilbar).D: Flasergneis. Erkennbar an den sich wellig bis flasrig ab-wechselnden hellen (v.a. Quarz und Feldspat) und dunklen (v.a. Biotit) Bändern.E: Granitgneis. Überwiegend können schwächer struktu-riert helle Mineralen (v.a. Feldspat),Quarz sowie Biotit iden-tifiziert werden.

Abb. 2: Aufnahmen Polarisationsmikroskop Gneise Greizer-/Kasseler Hütte (ungekreuzte Polarisatoren).A: Augengneis. Fast der gesamte Bildaussschnitt wird von einem der Feldspataugen eingenommen.B: Bändergneis. Unter dem Mikroskop ist zu erkennen, dass die dunklen Bänder aus vielen Biotitkristallen aufge-baut werden. C: Biotitgneis. Zentral ist ein Biotitkristall mit deutlicher Spaltfläche und teils von Chlorit, einem Verwitterungspro-dukt des Bioits, umgeben zu sehen.D: Flasergneis. Zwischen den flasrig angeordneten, dunk-len Bioitkristallen können kleine Granate identifiziert werden. E: Granitgneis. Biotit umgeben von farblosen Mineralen, die unter gekreuzten Polarisatoren bestimmt werden müssen.

Abkürzungen: Bt - Biotit, Chl - Chlorit, Fsp - Feldspat, Grt - Granat

Abb. 3: Aufnahmen Polarisationsmikroskop Gneise Greizer-/Kasseler Hütte (gekreuzte Polarisatoren).A: Augengneis. Mit gekreuzten Polarisatoren kann der Feldspat als Plagioklas, der teilweise von Quarz durch-drungen wird, klassifiziert werden.B: Bändergneis. In dem vorher hellen Bereich zwischen den Biotitbändern können Quarz und Plagioklas erkannt werden.C: Biotitgneis. Der Biotit zeigt hohe Interferenzfarben und wird v.a. von Quarz umgeben.D: Flasergneis. Unter gekreuzten Polarisatoren zeigen isotrope Minerale wie Granat keine Interferenzfarben und bleiben schwarz.E: Granitgneis. In der Bildmitte ist ein Plagioklas mit poly-synthetischen Verzwilligungen zu erkennen.

Abkürzungen: Bt - Biotit, Grt - Granat, Pl - Plagioklas, Qtz - Quarz

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1 mm

1 mm

1 mm

1 mm

1 mm

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Qtz

QtzQtz

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Pl

Pl

Pl

Bt

Bt

BtBt

Bt

Chl

Fsp

Grt

Grt

Petrografie der Gneise

Stand: Juli 2014

Abb. 3: Topographische Übersichtskarte des Geopfades - Berliner Höhenweg.

Herausgeber: Ingo Sass, Rafael Schäffer, Claus-Dieter Heldmann

Bearbeiter: Markus Schedel & Benjamin SchmitzLiteratur: MÜLLER, G. & RAITH, M. (1987): Methoden der Dünnschliffmikroskopie. 4. Auflage, Verlag Ellen Pilger (Clausthal-Zellerfeld), 152 Seiten. OKRUSCH, M. & MATTHES, S. (2009): Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 8. Auflage, Springer-Verlag (Berling, Heidelberg, New York), 658 Seiten. PRESS, F. & SIEVER R. (2008): Allgemeine Geologie. 5. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag (Berlin, Heidelberg), 735 Seiten. IAG

Institut für

Angewandte

Geowissenschaften

Ein Projekt der Hauptgeländeübung II 2013 der TU Darmstadthttp://www.geo.tu-darmstadt.de/fg/angeotherm/hgue_ii_2013/eine_extrabreite_spalte.de.jsp

Geopfad - Berliner Höhenweg

Schautafel 22 / 28

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±

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