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.Mineral- und Gestemsbilduiig 



Mineral- und Gesteinsbildung 



auf dem Wege der Metamorphose. 



1. Einleittvng: a) Metamorphe Gesteine. 

 b) Erscheinungsformen der Metamorphose, c) 

 Wesen der Metamorphose. 2. Faktoren der Meta- 

 niorphose: a) Die Konzentration der beteiligten 

 Stoffe. Massenwirkungsgesetz. Phasenregel. 

 Losungsmittel. b) Temperatur. Van 'tHoff- 

 sches Temperaturgesetz. Warmetonung. Sarnrnel- 

 kristallisation. Warmequellen. c) Druck. Gesetz 

 von Le Cha teller. Volumgesetz. Druck- 

 gleichung fiir den Urmvandlungspunkt. Volumen- 

 anderung. d) Arten des Druckes. a) Allseitiger 

 Druck. {!) Gerichteter Druck (S t r e 6). Prinzip 

 von R i e c k e. e) Plastizitat der Gesteine und 

 bruchlose Umformung. Kataklase. f) Indi- 

 viduelle Faktoren. Chemismus des Ausgangs- 

 materials. KomgroBe. 3. Arten der Metamor- 

 phose und ihre Produkte. a) Vorwiegend rnecha- 

 nisch wirkender Strefi. Kataklastische Um- 

 formung. b) Kombinierte Wirkung von Druck 

 und Temperatur. Kristalline Schiefer im engeren 

 Sinn. Zonenlehre. Schwierigkeiten in der Ab- 

 grenzung. Diagenese. c) Vorherrschaft der 

 Temperaturwirkung, erzeugt durch vulkanische 

 Intrusion. Kontaktmetamorphose. Gewohn- 

 licher und pneumatplytischer Kontakt. Injektions- 

 rnetarnorphose. Einschmelzmetamorphose. 



i. Einleitung. i a) Metamorphe 

 Gesteine. In der neueren Gesteinskunde 

 unterscheidet man neben den groBen Ab- 

 teilungen der Erstarrungsgesteine und der 

 Sedimente noch eine ihnen genetisch gleich- 

 wertige Abteilung der metamorphen Gesteine, 

 welche aus einerUmwandlung (Metamorphose) 

 jener Gesteinsarten hervorgegangen sind. 

 Letztere bewahren dabei im groBen und 

 ganzen ihren stofflichen Gehalt; daher lie- 

 fern Ausgangsgestein und metamorpher Ab- 

 kommling in der quantitative!! chemischen 

 Analyse im wesentlichen dieselben Resultate 

 und es gehen die durch die Metamorphose 

 erzeugten Abweichungen kaum je soweit, 

 daB der chemische Charakter des Ursprungs- 

 gesteins vollstandig verwischt wurcle; ferner 

 bestehen sowohl zwischen den verschiedenen 

 Erstarrungsgesteinen und ihren metamor- 

 phen Derivaten, als auch zwischen den 

 Sedimenten und ihren Abkommlingen alle 

 moglichen Uebergange, so daB in einem und 

 demselben Gesteinskomplex Anfangs- und 

 Endstadien der Metamorphose beobachtet 

 werden konnen. 



ib) Erscheinungsformen der Meta- 

 morphose. Der UnrwandlungsprozeB 

 schlagt verschiedene Wege ein. Manchmal 

 werden die Gemengteile des Ausgangs- 

 gesteins einfach zerbrochen, zerstiickelt, an- 

 einander verschoben und zu Linsen oder 

 Streifen ausgezogen, oder aber, was 

 haufiger ist sie unterliegen einer Um- 

 kristallisation oder sogar einer vollstandigen 

 Ummineralisation, in welch letzterem Falle 

 das metamorphe Gestein einen vom Ur- 

 ;;prungsgestein ganzlich verschiedenen 



Mineralbestand erhalt. Hierbei kann einfach 

 eine neue Komponente an die Stelle einer 

 alten treten (Hornblende an die Stelle von 

 Augit) oder aber diese muB sich in mehrere 

 spalten (Plagioklas in Zoisit, Quarz und 

 Albit); endlich konnen mehrere Ausgangs- 

 mineralien sich auch zu einer einzigen neuen 

 Komponente summieren (Wollastonit und 

 Andalusit zu Anorthit) oder auch wieder 

 in eine Mehrzahl neuer Form en tibergehen 

 (Augit und Anorthit in Granat und Quarz). 

 Solche Umwandlungen wurden beobachtet 

 in den Kontakthofen von Intrusivgesteinen 

 und an Gesteinsmassen von besonders tief 

 liegenden oder stark verfalteten Teilen der 

 Erdrinde. Heute ist man bestrebt, durch 

 das Experiment und die Feststellung der 

 zugrunde liegenden chemisch-physikalischen 

 Gesetze den Erscheimmgen und Vorgangen 

 der Metamorphose naher zu treten, in ahn- 

 licher Weise, wie dies fiir die Entstehungs- 

 weise chemischer Sedimente geschah durch 

 die Arbeiten von van t' Hoff und seiner 

 Schiller (vgl. Ozeanische Salzablagerungen) 

 und fiir diejenige der Erstarnmgsgesteine 

 in vorbildlicher Weise eingeleitet worden 

 ist durch die synthetischen Experimente 

 von Arthur L. Day, E. T. Allen, E. S. 

 Shepherd u. a. am geophysikalischen 

 Laboratorium des Carnegie-Institutes in 

 Washington. 



ic) Wesen der Metamorphose. Die 



Eigenart 



dieses Vorganges ist zunachst 



darin begriindet, daB das sich umwandelnde 

 Gestein zwar als Ganzes fest bleibt, daB aber 

 vermoge der ihm innewohnenden Gesteins- 

 feuchtigkeit iminer minimale Mengen des- 

 selben gelost und daher reaktionsfahig sind, 

 so daB der im Wandel begriffene Gesteins- 

 anteil in diesem Falle aufgefaBt werden kann 

 als eine ,,Losung mit sehr vielen Boden- 

 korpern". Die fiir solche Losungen geltenden 

 Gesetze konnen daher auch hier Anwendung 

 finden. Theoretisch kann jedes Gestein 

 angesehen werden als ein chemisches System, 

 das unter den gegebenen Umstanden sich 

 in einem bestimmten Gleichgewichtszustand 

 befindet. Tritt in den bestehenden Kon- 

 zentrations-, Temperatur- und Druckver- 

 haltnissen eine Verschiebung ein, so wird 

 dieses Gleichgewicht gestort und die Vorgange 

 der Metamorphose entspringen alsdann einem 

 Streben, diese Stoning wieder auszugleichen 

 und einen neuen Gleichgewichtszustand her- 

 zustellen. Hierbei ist zu beachten, daB, 

 wie die anderen chemischen Verbindungen, 

 so auch die gesteinsbildenden Mineralien 

 ihre Existenzfelder haben und daher jedes 

 von ihnen nur innerhalb eines gewissen 

 Temperaturintervalls bestehen kann, dessen 

 Grenzen durch Druck beeinfluBt und auBer- 

 dem von dem stofflichen Inhalt (der Kon- 

 zentration) des Systems abhangig sind. 



