Begriffserklärung

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Granit::

Granite (von ital. granito, „gekörnt“) sind massige, relativ grobkristalline, magmatische Tiefengesteine (Plutonite), die reich an Quarz und Feldspäten sind, aber auch dunkle Minerale, zum Beispiel Glimmer, enthalten. Der Merksatz Feldspat, Quarz und Glimmer, die drei vergess’ ich nimmer gibt die Zusammensetzung von Granit etwas vereinfacht wieder.

Entstehung

Allgemeines

Granite entstehen durch die Erstarrung von Gesteinsschmelzen (Magma) innerhalb der Erdkruste, meistens in einer Tiefe von mehr als 2 km unter der Erdoberfläche. Im Gegensatz dazu stehen die vulkanischen Gesteine, bei denen das Magma bis an die Erdoberfläche dringt. Granit ist deshalb ein Tiefengestein (Fachausdruck: Plutonit). Gesteine, die sehr nahe an der Erdoberfläche (weniger als 2 km) erstarren, nennt man hingegen Subvulkanite, Übergangsmagmatit oder Ganggestein.

Granite entstehen in den meisten Fällen nicht aus dem flüssigen Material des Erdmantels, sondern aus aufgeschmolzenem Material der unteren Erdkruste. Für die Entstehung von Magmakammern muss mit Zeiträumen von 10 – 15 Millionen Jahren gerechnet werden (ZEIL, 1984).

Aufschmelzung

Granitisches Magma entsteht meistens in der unteren Kruste unserer Erde, so z. B. in Bereichen der Wurzel von Gebirgen. Dort kann es durch die Bewegung von Magmaströmen im oberen Erdmantel zu einer erhöhten Wärmezufuhr in die untere Erdkruste kommen. Durch Hebungen, Senkungen oder Horizontalbewegungen der Erdkruste kommt es punktuell zu einer Druckentlastung. Dadurch sinkt die Schmelztemperatur des Magmas und führt zur Bildung der meistens zähflüssigen granitischen Gesteinsschmelzen.

Magmenaufstieg (Intrusion)

Tektonische Verwerfungen, die durch Bewegungen der Erdkruste entstehen, dienen den Magmen als leichte Aufstiegswege von der unteren in die obere Kruste. Man bezeichnet den Aufstieg derartiger Magmablasen nach oben als „Intrusion“. Dabei bilden sich in der Erdkruste große, oft riesige Magmenkörper. Sie erreichen beträchtliche Ausmaße von mehreren Kilometern bis hin zu mehreren 100 Kilometern Länge und einer entsprechenden Breite. Diese Körper nennt man Pluton oder Batholith.

Durch tektonische Prozesse kann es zu einer Abschnürung der Magmenaufstiegswege kommen. Es entsteht dann eine isolierte Magmenkammer. Häufig bleiben aber auch die Aufstiegswege in Verbindung mit dem Intrusionskörper. Daneben tritt aber auch der Fall auf, dass Magmen beim Aufstieg aufgehalten werden, da sie ihre Temperatur durch die teilweise Aufschmelzung des umgebenden Gesteins verlieren. Häufig enthalten sie dann Relikte von unaufgeschmolzenem Gestein, sogenannte Xenolithe (Fremdgestein).

Erstarrung

Wie alle Plutonite erstarrt auch Granit sehr langsam in größeren Tiefen von mehreren Kilometern. Entsprechend der Schmelztemperaturen beginnen sich die ersten Kristalle zu bilden. Dabei besitzen die dunklen Minerale – die auch meistens eine hohe Dichte haben – den höchsten Schmelzpunkt und erstarren zuerst. Erst danach kristallisieren Feldspäte und Quarz. Die zuerst gebildeten schweren Mineralien, wie Hornblende oder Pyroxen, die auf Grund ihres höheren spezifischen Gewichts und ihres höheren Schmelzpunktes bei dem Abkühlungsprozess früher ausgeschieden werden, sinken in der noch flüssigen Restschmelze ab und sammeln sich im unteren Bereich einer erstarrenden Magmakammer. Quarz oder Kalifeldspat hingegen reichern sich auf Grund ihrer geringeren Dichte in der Schmelze an und haben im Dachbereich der Magmenkammer oft deutlich erhöhte Gehalte. Diesen Prozess nennt man Differentiation.

Kontakt zum Nebengestein

Der Kontakt mit dem Nebengestein führte in den Randbereichen des Magmas zu “Verunreinigungen” und zu einem rascheren Erkalten des Magmas. Häufig entstehen dabei besonders ausgefallene Gesteinsvarietäten und Minerale. Dieses trifft zum Beispiel auf den bläulichen Kösseine-Granit aus dem Fichtelgebirge zu, bei dem es durch Vermischung der Schmelze mit tonigem Nebengestein zur Bildung von feinen Cordieritkristallen kam, welche die bläuliche Einfärbung verursachen.

Weiterhin wird auch das Nebengestein durch die hohe Temperatur und durch die Materialzufuhr aus dem heißen Magma deutlich verändert und in ein metamorphes Gestein umgewandelt. Bekanntestes Beispiel sind die Hornfelse.

Nach der Erstarrung

Durch weitere Bewegungen der Erdkruste und Abtragung des darüber befindlichen Gesteins gelangt dann der erstarrte Granit an die Erdoberfläche. Dabei kann sich der Granit durch tektonische oder hydrothermale Prozesse deutlich verändern. Mit dem Erreichen der Erdoberfläche setzt außerdem die Verwitterung und Abtragung des Granits selbst ein. Bei genügend langer Zeitdauer und warm-feuchten Klima kann die Verwitterung mehr als 100 m in die Tiefe reichen. In der Sprache der Steinmetze gilt daher der Spruch: „Jeder Granit wird gelb“. Ob eine für den Abbau vorgesehene Partie eines derartigen Gesteins „gesund“ ist, kann ein Mineraloge oder Petrograph ohne Schwierigkeit bestimmen.

Aussehen

Im Allgemeinen ist Granit mittel- bis grobkörnig. Er besitzt eine homogene Mineralverteilung und die daraus resultierende relativ gleichmäßige Optik. Die Größe der Kristalle schwankt meistens zwischen 1 mm und mehreren cm. Man kann für gewöhnlich alle Kristalle mit bloßem Auge erkennen.

Das Farbspektrum reicht bei Graniten von hellem Grau bis bläulich, rot und gelblich. Dabei spielen die Art der Erstarrung und Umwelteinflüsse, denen das Gestein ausgesetzt war, ebenso eine Rolle, wie der Mineralgehalt. Die gelbe Farbe angewitterter Granite kommt von Eisenhydroxidverbindungen (Limonit), die infolge von Verwitterungseinflüssen aus primär im Granit enthaltenen Eisen führenden Mineralen entstanden sind.

Chemische Zusammensetzung

Granite bestehen hauptsächlich aus Quarz, Feldspäten und dunklen, mafischen Mineralen, die etwa 20-40 % der Masse einnehmen. Meistens handelt es sich dabei um Glimmer (Biotit, Muskovit), seltener um Amphibole oder andere mafische Minerale. Bei den Feldspäten überwiegt der Kalifeldspat über die Plagioklase. Als Akzessorien (Nebenbestandteile) führen sie Zirkon, Apatit, Titanit, auch Magnetit, Rutil, Ilmenit oder auch andere Erzmineralien, die z. T. aus überprägten Zonen stammen können.

Granite weisen oft eine natürliche Radioaktivität auf, da sie Spuren von Uran, Rubidium und anderen radioaktiven Elementen enthalten können. Ein weiterer möglicher Träger der Radioaktivität sind die in den Feldspäten und Glimmern vorkommenden radioaktiven Isotope verschiedenster Elemente, vor allem Kalium. Die Stärke der Radioaktivität kann selbst innerhalb eines geologischen Aufschlusses sehr stark schwanken.

Vorkommen

Granite gehören zu den häufigsten Gesteinen innerhalb der kontinentalen Erdkruste. Sie finden sich auf allen Kontinenten. Sie entstehen im Rahmen der Plattentektonik primär an Subduktionszonen: die abtauchende (ozeanische) Platte erwärmt sich, der hohe Wassergehalt lässt Sedimente aufschmelzen, dabei entsteht saures, granitisches Magma, das bei der Abkühlung im Erdinneren Granit bildet. Bei orogenen (gebirgsbildenden) Prozessen entsteht ebenfalls Granit.

Granittypen

Man unterscheidet vier verschiedene Typen von Graniten:

I-Typ (ingeous source, d.h. aus Magmatiten erschmolzen) Granite sind Restdifferentiate von Mantelschmelzen.
S-Typ Granite (sedimentary source, d.h. aus Sedimentiten erschmolzen) sind das Ergebnis einer Auffschmelzung von Sedimentgesteinen.
A-Typ Granite (anorogenic source, d.h. außerhalb von gebirgsbildenden Ereignissen entstanden) treten oft bei beginnendem Aufreißen kontinentaler Kruste in Erscheinung (z. B. auch im Oberrheingraben).
M-Typ Granite entstehen an ozeanischen Inselbögen.

Bodenbildung auf Graniten

Auf Grund des Vorherrschens von Quarz und Feldspat entstehen in Mitteleuropa aus Graniten im Allgemeinen nährstoffarme Böden, die außerdem zur Versauerung neigen. Je nach Wasserangebot und Entwicklungstiefe des Bodens findet man meistens Ranker oder Braunerden, seltener Podsole. Meistens werden diese Böden forstwirtschaftlich genutzt.

Bedeutung im Bauwesen

Typisch für ältere Bürgersteige Sachsens sind Platten aus Lausitzer GranitGranite haben wegen ihrer hohen Widerstandskraft, Härte und Wetterfestigkeit und wegen ihrer guten Schleif- und Polierbarkeit eine große wirtschaftliche Bedeutung im Bauwesen. Sie finden sich:

im Straßenbau als Pflasterstein, Bordstein, Schotter,

im Bahnbau als Schotter,

im Hochbau als Außenwandbekleidung, Bodenbelag,

im Innenausbau als Wandbekleidung, Treppenbelag, Fensterbank, Tischplatte,

im Gartenbau als Pflasterstein, Rabattenstein, Brunnen, Vogeltränke, etc.

Granit wird weltweit in vielen Steinbrüchen gewonnen. Dabei gelten grob folgende Regeln: Gelbe Granite sind meistens technisch schlechter als graue. Sie wurden zum Teil in Tonminerale umgewandelt, was mit einem deutlichen Rückgang der Festigkeitseigenschaften verbunden ist. Vor allem die Feldspäte sind dann oft in Tonminerale umgewandelt worden. In manchen gelben Graniten ist die Intensität der Feldspatumwandlung noch zu tolerieren. Stark verwitterte gelbe Granite lassen sich aber noch bei einer Stärke von 2 cm wie ein Hartkeks von Hand brechen. Je nach Materialqualität kann die Zeit bis zur „Vergelbung“ eines Granits von 4 Wochen nach Verlegung bis 30.000 Jahre dauern.

Granite enthalten oft Erzminerale, die einen Verfärbungsprozess stark beschleunigen können, ohne dass sich die technischen Eigenschaften messbar verändern. Dabei kommt es sehr darauf an, um welches Erzmineral es sich handelt. Pyrit (FeS2) zersetzt sich sehr rasch. Magnetit (Fe3O4) ist dagegen relativ verwitterungsresistent. Die erste Maßnahme nach der groben Entscheidung über die gewünschte Optik , sollte eine polarisationsmikroskopische Untersuchung der ausgewählten Gesteine sein. Dabei kann ein Geowissenschaftler ungewünschte Beimengungen und auch den Verwitterungszustand erkennen. Sollte ein Material bereits bei dieser relativ preiswerten Prüfung (ca. 350 €) durchfallen, erübrigen sich die Kosten für weitere Untersuchungen. Nachfolgend ist ein typisches Anforderungsprofil mit Normprüfungen für belastete Bereiche aufgeführt:

Wasseraufnahme nach DIN 52103 < 0,32 Gewichtsprozent

Druckfestigkeit nach DIN 52105 > 160 N / mm²

Biegezugfestigkeit nach DIN 52112 > 13 N / mm²

Abrieb nach DIN 52108 < 6,5 cm³

Frost- Tausalzbeständigkeit nach Önorm B3303 / 3306

Dichte: 2800 kg/m3

Dass Granit nicht immer grau sein und eine „Pfeffer und Salz – Optik“ besitzen muss, zeigen uns Materialien aus dem Norden Europas. Zu den bekanntesten Vertretern der farbigen Granite gehören die als Baltic Braun und Baltic Rot bekannten Rapakiwi-Granite aus Finnland oder Karelien. Beide Materialien werden mit einer geflammten Oberfläche häufig in Außenbereichen eingesetzt.

Granite als umgangssprachlicher Begriff

In der Umgangssprache wird häufig das Wort Granit als Überbegriff jener vielen Gesteine verwendet, die in Struktur, Körnung und Entstehung Ähnlichkeiten mit Granit haben. Meistens handelt es sich dabei um andere Tiefengesteine unterschiedlichster mineralogischer Zusammensetzung und Farbe. Vor allem der Granodiorit und der Alkaligranit werden umgangssprachlich meistens als Granit bezeichnet.

Im Vallemaggia und im gesamten Tessin wird sehr häufig ein “Granit” genanntes Gestein für Hausdächer, Pergole, Strassenbegrenzungen, Tische und Bänke verwendet, das im geologischen Sinne kein Granit ist, sondern Gneis.

Weiterhin taucht der Begriff Granit mehrmals in Redewendungen auf. Es wird dabei vor allem auf seine Härte und Widerständigkeit verwiesen:

Auf Granit beißen für ein aussichtsloses Unterfangen
hart wie Granit für extrem widerständig

Weitere Besonderheiten

Besonderheiten sind auch die „polsterartige“ Verwitterung (Wollsackverwitterung) und die damit zusammenhängende moosüberwachsene Struktur, der bodenbildende Gries, die Entstehung von Blockheiden und Hochmooren, die touristische Vermarktung von granitischen Landschaften in „mystischen Projekten“ und Seminaren, frühere Hexengeschichten und viele Wackelsteine, an denen man seine Kräfte messen kann. Aus verwittertem Granit entstehen u. a. Kaolin und Quarzgrus. Am Monte Kaolino in der Oberpfalz ist der “Restquarz” zu einem Eventhügel aufgetürmt. Andere Verwitterungsprodukte sind u. a. Tonmineralien.

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Gneis::
Gneise entstehen durch Metamorphose, also unter relativ hohen Temperatur-Druck Bedingungen, dabei wird das Ausgangsmaterial von vielen Gesteinsschichten überlagert, an der Oberfläche kommt Gneis folglich nur dann vor, wenn entweder das überliegende Material weg erodiert ist, oder ehemals tiefliegende Schichten durch Tektonik an die Oberfläche angehoben wurden.

Gneise sind weltweit verbreitet und finden sich häufig in den alten Kernen (Kratonen) der Kontinente, wo sie durch tief reichende Erosion (Geologie) Erosion freigelegt wurden. In der Regel haben diese Gesteine seit ihrer Entstehung gleich mehrere Phasen der Gesteinsumwandlung (Regionalmetamorphosen) mitgemacht. Sie bilden die ältesten Gesteinsformationen der Erde, so den Acasta-Gneis aus dem Hadaikum von 4.030 Mya (Einheit) aus dem westlichen Kanadischer Schild|Kanadischen Schild und den Gneise enthaltende Nuvvuagittuq-Grünsteingürtel aus dem östlichen Kanadischen Schild. Gneise treten auch in den Kristallinzonen jüngerer Faltengebirge auf, z.B. im Alpenhauptkamm der Zentrale Ostalpen|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. Gneis besteht hauptsächlich aus den Mineralen Feldspat (> 20 %), Quarz sowie Glimmergruppe|Glimmer, Dazu der bergmännische, auch für Granit gültige, Merksatz: „Feldspat, Quarz und Glimmer: Die drei vergess’ ich nimmer!“dies sind, neben dem Calcit, die in der [[Sial|kontinentalen Erdkruste]] weit verbreiteten Minerale. Das [[Gefüge (Geologie)|Gefüge]] schwankt zwischen fein- und grobkörnig, bei mitunter gut sichtbarer Paralleltextur. Im letzteren Fall spricht man von Textur (Geologie)|eingeregeltenKristallen. Das Gestein kann dann lagig-flaserig bis Schieferung|grobschieferig, und oft auffällig gebändert erscheinen. Im Gegensatz dazu gibt es Orthogneise mit schwach ausgebildeten Textur (Geologie)|Texturmerkmalen und relativ gleichmäßigen Kristallgrößen oder in der Grundmasse nur gering ausgeprägter Kristallinität.

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Quarzit::

Ehemalige Quarzkörner mit QuarzzementenQuarzit ist ein fein- bis mittelkörniges metamorphes Gestein.

Aussehen und Eigenschaften

Quarzit besitzt in den meisten Fällen eine weissgraue Farbe. Durch Verunreinigungen von Magnetit und Pyrit ist es manchmal auch braun oder grau gefärbt. Er weist rein äußerlich eine gewisse Ähnlichkeit mit Marmor auf, auch wenn die Mineralzusammensetzung völlig anders ist. Da Quarzit fast ausschließlich aus miteinander verbundenen, rekristallisierten Quarzkörnern besteht, handelt es sich um ein sehr hartes, sprödes und gegenüber Erosion und Verwitterung widerstandsfähiges Gestein.
Entstehung

Quarzit entsteht durch Metamorphose aus Sandstein. Durch eine Kombination von hohem Druck und hoher Temperatur sowie mechanischer Belastung werden die einzelnen Quarzkörner dabei deformiert. Beim Rekristallisieren wachsen sie dann über ihre ursprünglichen Korngrenzen hinaus und bilden eine dicht vernetzte Struktur. Ehemals im Sandstein enthaltene Strukturen wie Fossilien werden durch diesen Prozess meistens zerstört, können jedoch in Einzelfällen umrissartig erhalten bleiben. Die verschiedenen Varianten des Quarzits entstehen durch die unterschiedlichen Mineral-Zusammensetzungen der ursprünglichen Sandsteine.
Vorkommen

Rippelmarken in Quarzit, Gorges du Guil in den französischen AlpenQuarzit ist weltweit verbreitet und in metamorph überprägten Orogenkomplexen ein recht häufiges Gestein. In Deutschland findet man Quarzit unter anderem im Taunus und im Hunsrück, zu beiden Seiten des Mittelrheintales (zum Beispiel an der Goldgrube). Weitere Vorkommen befinden sich in der Eifel und im Westerwald. Des Weiteren findet es sich auch im Westharz; dort ist der Quarzit leicht rötlich gefärbt und wird als Ackerbruchbergquarzit bezeichnet. Quarzite findet man auch gelegentlich als eiszeitliches Geschiebe in Norddeutschland.
Wirtschaftliche Bedeutung

Auf Grund seiner Härte und Widerständigkeit wird Quarzit in der Natursteinindustrie vielfältig verwendet. Vor allem wird er zu Splitt oder Pflastersteinen verarbeitet oder in sehr reiner Form als Rohstoff für Quarz verwendet. Als Fassadenstein sind stark überprägte Quarzite hingegen nur bedingt geeignet, da sie sich nur schwer bearbeiten lassen. Weniger stark überprägte Quarzite werden hingegen wie Sandsteine verwendet. Weiterhin wird er als Naturstein für Gartenanlagen genutzt. Im Taunus wird das Gestein in einem Quarzit-Werk im Köpperner Tal abgebaut.

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Sandstein::
Sandstein entsteht durch die Verkittung (Zementation) von lockerem Sand und hat daher die gleichen Entstehungsbedingungen wie dieser. Er ist im Gegensatz zu chemischen und biogenen (von Lebewesen abgelagerten) Gesteinen wie Kalkstein oder Kohle klastischen Ursprungs, besteht also aus Trümmern verwitterter und abgetragener Gesteine. Da Quarz ein relativ verwitterungbeständiges Mineral ist, welches außerdem in sehr vielen Gesteinen vorkommt, reichert es sich beim Verwitterungs- und Transportprozess stark an, während andere Mineralkörner zerfallen. Deshalb bestehen die Sandsteine ganz überwiegend aus diesem Mineral.

Die wichtigsten Entstehungsräume für Sandsteine sind die Meere, dabei vor allem die küstennahen Flachmeere, die [[Schelf]]e. Der Sand stammt aber meist vom Festland und wird durch Flüsse und Meeresströmungen an seinen endgültigen Ablagerungsort transportiert. Es gibt aber auch zahlreiche Sandsteinvorkommen, die auf dem Festland entstanden sind. Dabei überwiegen die fluvialen, das heißt die von Flüssen abgelagerten Sandsteine deutlich über die vom Wind abgelagerten.

Im Meer abgelagerte Sandsteine finden sich in Deutschland zum Beispiel im Elbsandsteingebirge sowie im Zittauer Gebirge. Die in Deutschland weit verbreiteten Sandsteine des [[Buntsandstein]]s sind hingegen meist auf dem Festland abgelagert worden.

Durch den Auflastdruck der jüngeren, überlagernden Ablagerungen, durch den Druck und die natürlichen Chemikalien des Meer- oder Grundwassers und teilweise auch durch Beimischungen im Sandstein selbst kommt es zur Verfestigung (Diagenese) des Sandes. Dieser Prozess läuft unterschiedlich schnell ab und dauert zwischen wenigen Jahrzehnten und mehreren Millionen Jahren.

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Marmor::

Marmor (über lat. marmor aus altgr. ????????, mÃ¡rmaros – heute ???????, mÃ¡rmaro; vermutlich verwandt mit ??????????, marmaÃrein, „schimmern, glänzen“) ist ein metamorphes Gestein.

Es entsteht durch Umwandlung von Sedimenten unter Einfluss von hohem Druck und hoher Temperatur infolge tektonischer Bedingungen (Regionalmetamorphose) oder durch Kontaktmetamorphose im Zusammenhang mit aufsteigenden Magmakörpern aus dem Erdmantel (Kalzitmarmor). Sind dolomitische Grundmassen umgewandelt worden spricht man von einem Dolomitmarmor.

Bei der Kontaktmetamorphose intrudieren granitische Magmen in die Erdkruste. Diese Magmakammern erreichen die Erdoberfläche nicht, sondern verbleiben in der Erdkruste, wo sie über Jahrtausende zu Granit oder magmatischen Gesteinen ähnlicher Zusammensetzungen abkühlen. Während dieser Periode können sich sedimentäre Nachbargesteine um den Granitpluton herum zu Marmor umwandeln. Bei der so genannten Regionalmetamorphose werden die großen Gesteinsmengen unter Druck und Hitze ohne Magmenkontakt umgewandelt. Diese Prozesse laufen sehr langsam ab. Dabei können z. B. spaltraue Marmore entstehen. Die Spaltrichtung ergibt sich meist orthogonal zur Druckrichtung.

Weißer Kalzitmarmor aus CarraraDer Marmor wird in verschiedenen Farben gefunden; von schwarzgestreift über gelb, grün, rosa bis zu weißem Marmor, wie er unter anderem bei Carrara in Italien und im Krastal in Österreich gefunden wird. Ein typischer Dolomitmarmor kommt im Raurisertal in Österreich vor oder als Thassos-Marmor von der gleichnamigen griechischen Insel.

In der Steinverarbeitung werden auch polierbare Kalke als Marmor bezeichnet. Der bekannteste ist wohl der fossilreiche Treuchtlinger Marmor aus dem oberen Malm, der in vielen Treppenhäusern oder Sohlbänken verarbeitet ist, ebenso wie der Jura-Marmor aus dem Altmühltal. Ein typisches Kennzeichen eines Marmors ist das Fehlen von Fossilien. Hat ein Gestein noch sichtbare organische Reste, dann ist es mit Sicherheit kein Marmor. Ebenso gibt es keine schwarzen Marmore. Dies birgt Verwechslungsmöglichkeiten mit der petrographischen Definition des Marmors.

Der geringe Porenraum führt zu einer hohen Frostbeständigkeit von Marmor. Aufgrund seiner Säureempfindlichkeit (Essig, Wein, Zitrusfrüchte und starke Reinigungsmittel) ist unbehandelter Kalzitmarmor nicht zur Verwendung in Küchen zu empfehlen. Es kann zur Fleckenbildung kommen. Allerdings sind die Fleckschutzbehandlungen aufgrund ihrer Zusammensetzung (Silane, Siloxane) auch nicht unumstritten. Dolomitmarmor zeigt eine wesentlich höhere Resistenz gegenüber Amidosulfonsäure oder Fruchtsäuren als der Kalzitmarmor. Die Frostbeständigkeit ist immer nur für die jeweilige Gesteinssorte zu prüfen. Eine generelle Aussage kann nicht gemacht werden.

Weitere Verwendung findet Marmor in feinster Pulverform als Scheuermittel in Zahnpasta und als Füllstoff in bzw. zur Glättung von hochwertigen Papieren oder in Grundierungen der Tafelmalerei (Calciumcarbonat, auch als Weißpigment). Die Belieferung dieser Industriezweige wird durch eigens hierfür ausgewählte Steinbrüche erfüllt.

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Kalkstein::

Als ”’Kalkstein”’ werden Sedimentgesteine bezeichnet, die ganz überwiegend aus dem chemischen Stoff Calciumcarbonat in Form der Mineralien Calcit und Aragonit bestehen.

Kalkstein ist ein äußerst variables Gestein; das betrifft sowohl seine Entstehung als auch seine Eigenschaften, das Aussehen und die wirtschaftliche Verwendbarkeit. Es gibt daher innerhalb der Geologie eine eigene Fachrichtung, die ”Karbonatsedimentologie”, die sich ausschließlich mit der Entstehung und den Eigenschaften der verschiedenen Kalksteintypen befasst. Der größte Teil aller Kalksteine ist biogener Entstehung (von Lebewesen abgelagert), es gibt aber auch chemisch ausgefällte und klastische Kalksteine.

Kalksteine besitzen eine enorme wirtschaftliche Bedeutung als [[Rohstoff]] für die Bauindustrie und als Naturstein|Naturwerkstein. Des Weiteren sind solche Lagerstätten Speichergestein für Erdöl und Erdgas.

Der Begriff ”Kalkstein” wird sowohl in der Umgangssprache als auch in der technischen und wissenschaftlichen Fachsprache anders verwendet. Während man in der Wissenschaftssprache den Begriff relativ umfassend verwendet und außer den stark verfestigten Kalksteinen auch relativ mürbe Gesteine wie die ”[[Kreide (Gestein)|Kreide]]” den Kalksteinen zurechnet, ist der Begriff in der Baustoffindustrie eher auf stark verfestigte Kalke eingeschränkt.

Weiterhin bezeichnet man in der Naturwerksteinindustrie polierfähige Kalksteine oft als „Marmor“, obwohl sie im geologischen Sinne keine Marmore sind. ”Marmor” ist in den Geowissenschaften ein metamorphes Gestein.

Kalkstein besteht überwiegend aus den Mineralen Calcitund Aragonit, zwei Kristallisationsformen von Calciumcarbonat (Kohlensäure|kohlensaures Calcium ). In mehr oder minder schwankenden Anteilen kommen andere Minerale vor. Dazu zählen Tonminerale, Dolomit (Mineral)|Dolomit, Quarz, Gips und andere. Überwiegt der Dolomitanteil, so spricht man vom Gestein Dolomit. Besitzt der Kalkstein einen relativ hohen Anteil an Tonmineralen, so bezeichnet man ihn dann als Mergel. Kalkstein kann auch bis zu mehreren Prozent organische Substanz enthalten und wird dann bituminöser Kalk (bei Vorhandensein von Schwefelwasserstoff auch Stinkkalk) genannt.

Kalksteine können innerhalb der Sedimente und Sedimentgesteine|Sedimentgesteine mehreren Typen angehören. Der überwiegende Teil der Kalksteine ist aber biogenen Ursprungs, das heißt er wurde von Lebewesen gebildet und abgelagert. Kalkstein kann aber auch durch chemische Prozesse (die wiederum von Lebewesen beeinflusst werden können) aus dem Wasser Fällungsreaktion|ausgefällt werden. Weiterhin kann ein Gestein, welches aus Calciumcarbonat besteht (Kalkstein oder Marmor), abgetragen, transportiert und an anderer Stelle als klastisches Sediment wieder abgelagert werden.

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Schiefer::
Schiefer aus der Gruppe der undeformierten Sedimentgesteine
Tektonisch nicht beanspruchte, sehr feinkörnige Sedimentgesteine (englisch ”shale”) mit hohen Anteilen an Tonmineralen erhielten bis weit ins 20. Jahrhundert die Bezeichnung Schiefer, wenn sie in dünne Platten aufspalten. Der korrekte Name ist heute Tonstein, nur für den an Kerogen|organischem Material reichen Ölschiefer wird der alte Name noch verwendet. Daneben gibt es noch Lithostratigraphie|stratigrafische Bezeichnungen, die den Begriff ”-schiefer” enthalten und eine regional verbreitete Gesteinsablagerung eines bestimmten Alters bezeichnen. Hierzu gehören beispielsweise der ”Fischschiefer” im Aptium Nordwestdeutschlands und der ”Posidonienschiefer (Jura)|Posidonienschiefer” aus dem Toarcium der Schwäbische Alb|Schwäbischen Alb.

Tonschiefer
Tonschiefer aus dem südlichen Ural mit einer von rechts oben nach links unten verlaufenden Schieferung; Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme. Die Schieferflächen haben einen Abstand von ca. 15 ?m, dazwischen Domänen mit Tonmineralen, die noch die sedimentäre Lagenstruktur aufweisen.
Tonschiefer aus dem südlichen Ural. Die Tonminerale sind nahezu vollkommen parallel ausgerichtet, das Gestein war im Bereich der schwachen Metamorphose.
Tonschiefer (engl. ”slate”) sind Gesteine aus dem Übergangsbereich von der Diagenese zur Metamorphose (Geologie)|Metamorphose. Es handelt sich um dichte klastische Gesteine mit schwarzer, schwärzlich grauer, bläulich grauer, auch grünlicher, gelblicher, roter und violetter Farbe, die eine engständige Schieferung im Millimeterbereich aufweisen.

Sie entstehen aus Tonstein unter gerichtetem Druck und erhöhten Temperaturen und können sowohl den Sedimentiten wie auch den Metamorphiten zugerechnet werden. Dabei zeigt das Gestein aber noch keine der typischen, bei der Metamorphose neu gebildeten Minerale. Bei der Gebirgsbildung werden die Tonsteinschichten durch seitlichen Druck aufgefaltet. Während dieser tektonischen Vorgänge kommt es zunächst zur Anlage von Lösungsflächen senkrecht zum vorherrschenden Druck ein Hauptfaktor beim Schieferungsprozeß.” Geologische Mitteilungen, Neue Tonminerale kristallisieren auf den Flächen, dadurch erhält der ursprüngliche Tonstein sein schiefriges Gefüge (Geologie)|Gefüge.

Die Dichte schwankt um 2,8 g/cm³. Die Zusammensetzung kann erst durch die Röntgenbeugung bestimmt werden, da der Durchmesser der einzelnen Mineralkörner deutlich unter 20 ?m liegt. Das Gestein besteht aus größeren oder geringeren Mengen von klastischem Material, das neben den eigentlichen Tonmineralen auch Quarz- und Feldspatkörner, sowie Detritus (Geologie)|detritische Glimmer- und Chloritgruppe|Chloritblättchen enthält. Daneben kann ein Tonschiefer in kleinsten Mengen Schwerminerale wie dunkle nadelförmige Rutilkriställchen oder kleine Pyritwürfel enthalten. In den feinkörnigen Gesteinen sind oft Fossilien zu finden, die aber oft durch die Deformation verzerrt oder zerstört wurden. Davon nicht betroffen sind Mikrofossilien, die zur Datierung der Gesteine herangezogen werden können.

Die Zugehörigkeit zur Gruppe der Sedimentite oder Metamorphite wird ebenfalls mit Hilfe der Röntgenbeugung bestimmt. Hierbei wird speziell das in geologischen Zeiträumen temperaturempfindliche Verhalten des Tonminerals Illit benutzt, dessen 10 Ã…ngström (Einheit)|Ã…-Reflex bei zunehmender Metamorphose ausgeprägter ist.

Kristalline Schiefer
Geologisch handelt es sich bei diesen Schiefern (engl. ”schist”) um metamorphe Gesteine (z. B. Glimmerschiefer, Fruchtschiefer, Glaukophanschiefer), bei denen sich unter hohem Druck und hohen Temperaturen aus den Tonmineralen neue Schichtsilikate wie Muskovit, Biotit und Chloritgruppe|Chlorit gebildet haben, die allesamt parallel ausgerichtet sind und dadurch die gute Spaltbarkeit des Gesteins bedingen. Die Bildung des typischen Aufbaus kristalliner Schiefer nennt man Kristalloblastese.

Bestimmte Minerale, wie Glaukophan oder die Minerale der Granatgruppe|Granat- und[Amphibolgruppe, lassen Rückschlüsse auf die Druck-Temperatur-Bedingungen der Metamorphose (Geologie)|Metamorphose zu. Die senkrecht zur Druckrichtung der Metamorphose ausgerichtete Schieferungsebene hat nichts mit der ursprünglichen sedimentären Schichtung zu tun; Schieferungs- und Schichtungsebene können in beliebigem Winkel zueinanderstehen.

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