Findlinge im Geologischen Lehrgarten
Teisendorf · Rupertiwinkel

Ein Blick auf die Gesteinswelt und ihre Mineralien

Aufbau der Erde
Kreislauf der Gesteine

Unsere Erde hat einen schalenförmigen Aufbau, um dessen zentralen Bereich, dem Erdkern, der Erdmantel und als äußerste Schicht die Erdkruste angeordnet sind. Erdkruste und der obere Bereich des Erdmantels bestehen aus Gesteinen.

Die weitaus meisten Gesteine sind feste und harte Gemenge aus gleichen oder unterschiedlichen Mineralarten wie Kalke oder Granite. Untergeordnet gibt es auch Gesteinsarten, die feste oder lose Gemische aus gleichen oder unterschiedlichen Gesteinsbruchstücken sind. Beispiele sind eiszeitliche verfestigte Schotterbänke (Nagelfluhgesteine) oder ausgedehnte lose Schottervorkommen. Gesteine stellen das Baumaterial der Kontinente und der Ozeanböden. Kontinentale Gesteine sind im Mittel leichter als die Gesteine der Ozeanböden.

Die Gesteine stammen ursprünglich aus zähflüssig-formbaren Gesteinsmaterial (Magma), das in einer in mehreren hundert Kilometern Tiefe liegenden Zwischenschicht des Erdmantels vorkommt. Von dort können Anteile des Magmas in die Erdkruste eindringen und nach oben steigen. Bleiben sie auf ihrem Weg nach oben in der Erdkruste stecken, dann erstarren sie dort allmählich zu Tiefengesteinen (Plutonite). Von dort können sie sehr viel später durch geologische Prozesse wie Gebirgsbildungen oder Verwitterungsgeschehen an die Erdoberfläche gelangen. Erreichen sie dagegen sofort die Erdoberfläche, bilden sich dort Oberflächengesteine (Vulkanite). Plutonite und Vulkanite werden als Magmatite bezeichnet, weil sie beide unmittelbar von Gesteinsschmelzen abstammen.

Oberflächengesteine sind dem physikalischen, chemischen und biologischen Verwitterungsgeschehen ausgesetzt, das sie in unterschiedlich große Trümmer zerlegt oder zersetzt. Wind, Wasser und Eis transportieren die zerkleinerten, teilweise in Lösung gegangenen Gesteinsrückstände an andere Orte, wo sie als Sedimentgesteine (Sedimente) abgelagert werden. Gelangen Gesteine durch geologische Prozesse von der Erdoberfläche in tiefere Zonen der Erdkruste oder in Bereiche des Erdmantels, dann unterliegen sie den dort herrschenden hohen Druck- und Temperaturverhältnissen.

Diese verändern Aufbau und Mineralbestand der noch immer festen Gesteine erheblich, es bilden sich neue Gesteinsarten, die Umwandlungsgesteine (Metamorphite). Weiteres Vordringen in die Tiefe führt zu teilweisem oder vollständigem Aufschmelzen, wodurch der Kreislauf der Gesteine von Neuem beginnen kann.

Die mineralische Zusammensetzung der allermeisten Gesteinsarten lässt sich für einen ersten Überblick und stark vereinfacht mit Hilfe von lediglich sechs Silikatmineral- Familien beschreiben. Dies sind die große Gruppe der Feldspatmineralien (60% allergesteinsbildender Mineralien), Quarze (wasserfreie Varianten der Kieselsäure wie Bergkristalle), die Gruppen der Glimmer und Hornblenden, Augite und Olivine. Chemisch gesehen sind die Silikatmineralien metallische Verbindungen (Salze) der Kieselsäure (SiO2 x n H2O), die in der Natur in vielfältiger Form vorkommt. Sie befindet sich in vielen Land- und Meeresorganismen wie zum Beispiel Gräsern, Schachtelhalmen, Kieselalgen und Schwämmen oder in gelöster Form in Meeren, Quellwässern und Geysiren. Und sie dominiert vor allem die Mineralien der Gesteinswelt.

Die obersten 16 km der Erdkruste bestehen zu 95 Prozent (Volumenprozent) aus Magmatiten, zu vier Prozent aus Metamorphiten und zu einem Prozent aus Sedimentgesteinen. Magmatitgesteine werden nach ihrem Quarz- und Feldspatgehalt klassifiziert und können bis zu 60% Quarz (SiO2) enthalten. Tiefengesteine mit einem Quarzgehalt zwischen20% und 60% gehören zu den Graniten, die unter 20% Quarzanteil zu den Syeniten, Dioriten oder Gabbros. Sie bestehen häufig aus relativ grobkörnigen Mineralien, wie an den Graniten aus dem Achtal deutlich wird. Oberflächengesteine mit einem Quarzanteil bis zu 60% heißen Rhyolithe, die mit weniger als 20% Quarz Andesite und Basalte. Vulkanite haben meist einen feinkörnigen, dichten Aufbau, der aus winzigen Mineralkörnern zusammengesetzt ist. Bei den Porphyrgesteinen sind in eine dichte Grundmasse größere Mineralien eingebettet, die zum Teil ihre regulären Kristallformen entwickeln konnten.

Feste Sedimentgesteine lassen sich in die zwei Hauptgruppen Trümmergesteine und Ausfälllungsgesteine einteilen. Trümmergesteine bestehen aus einem Gemisch unterschiedlich großer Bruchstücke von Gesteinen oder Mineralien, die oft durch Bindemittelwie Kieselsäure oder Calcit verfestigt sind. Abhängig von Größe und Form ihrer Gesteinskomponenten werden feinkörnige Gesteine wie Tone, Mergel und Sandsteine von grober körnigen Konglomeraten (verfestigte, gut gerundete Geröllebis zu 20 cm Durchmesser) und Brekzien (verfestigte, eckige Gesteinsbruchstücke gleicher Größenordnung) unterschieden. Die roten und blaugrauen Mergel, immer wieder entlang des Waldlehrpfades am Fuß des Teisenbergs sichtbar, sind durch sehr feine Mineralkörner und kalkiges Bindemittel gekennzeichnet, während manche Flyschsandsteine vom Högl verkieselt sein können. Wesentlich gröberes Korn führen Partien der helvetischen Sandsteine im Achtal und am Kressenberg, die wegen ihres abbauwürdigen Eisengehalts im Teisendorfer Raum große wirtschaftliche Bedeutung hatten. Die Konglomerateder Gosauformation enthalten gerundete Gesteinskomponenten bis zu 10cm Durchmesser, häufig verfestigt durch rot gefärbtes Bindemittel.

Ausfälllungsgesteine entstanden aus den im Wasser gelösten Verwitterungsrückständen von Gesteinen, die durch Verdunstung oder andere Änderungen der physikalisch/chemischen Umweltbedingungen ausgefällt wurden. Typische Vertreter mariner Ausfällungsgesteine sind in unserer nächsten Umgebung die Steinsalzvorkommen am Rand des Gebirges, mit ihnen vergesellschaftete Gipsgesteine und natürlich die große Gruppe der Kalkgesteine und Dolomite der Nördlichen Kalkalpen. Stellvertretend seien die teilweise fossilführenden Kalkgesteine des Untersbergmassivs und des Staufens genannt oder der Ramsaudolomit aus den unteren Partien des Müllnerhorns.

Hauptmineralien metamorpher Gesteine sind neben Feldspäten, Glimmer und Quarz die Gruppen der schwarz-grün-braun gefärbten Silikatmineralien Amphibol, Chlorit und Serpentin. Die Kristalle im Gestein sind oft deutlich eingeregelt (Schieferung) und ausgerichtet. Durch die erhöhtenTemperaturen in der tieferen Erdkruste und die dort herrschenden hohen Drucke können aus dem vorhandenen Mineralbestand neue, typische Mineralien wie beispielsweise Granat gebildet werden. Typische Vertreter metamorpher Gesteine sind Gneise, die aus Graniten entstanden sind oder Glimmerschiefer und Phyllite, deren Ausgangsgesteine Tone und Mergel waren. Im Eichelgarten stammen sie aus dem Einzugsbereich der oberen Salzach.