Servus! Hier erläutern wir, wie Hornfels entsteht, welche Eigenschaften er hat und welche Pflege er braucht. Geht es um Ihre Fläche, kommen wir gern zu Ihnen.
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Hornfels: Entstehung, Eigenschaften und Verwendung
Wie wird aus Ton- und Mergelgesteinen ein dichtes, hartes Umwandlungsgestein, welche Varietäten bestehen und wofür wird Hornfels genutzt?
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Als metamorphes Gestein entsteht Hornfels durch Kontaktmetamorphose bei Temperaturen von etwa 600 bis 700 Grad Celsius, sobald Magma an das Nebengestein heranreicht. Dabei rekristallisiert das Ausgangsgestein vollständig und verliert sein schiefriges Gefüge. Das Gestein ist dicht, fein- bis mittelkörnig, sehr hart und wetterbeständig; farblich erscheint es meist grau bis schwarz oder gefleckt. Vornehmlich dient Hornfels als Schotter und Straßenbaustoff. In Deutschland kommt er insbesondere im Harz sowie im Thüringer Wald vor.
Steckbrief Hornfels
| Merkmal | Wert |
|---|---|
| Gesteinsgruppe | Metamorphes Gestein (Umwandlungsgestein) |
| Entstehung | Kontaktmetamorphose (Erhitzung des Nebengesteins) |
| Bildungstemperatur | Meist etwa 600 bis 700 °C |
| Gefüge | Hornfelsgefüge: dicht, richtungslos, vollständig rekristallisiert |
| Korngröße | Fein bis mittel |
| Farbe | Grau und Schwarz häufig, auch Weiß, selten Grün und Blau, oft mit Flecken |
| Varietäten | Benannt nach Mineral oder Edukt, etwa Granat- oder Chiastolith-Hornfels |
| Typische Verwendung | Straßenbau, historisch Werkzeug und Klangstein |
Quelle: Wikipedia, Artikel Hornfels; Universität Oldenburg, Gesteinsgalerie Hornfels
Was ist Hornfels?
Ein dichtes Umwandlungsgestein
Um Metamorphiten, also Umwandlungsgesteine, handelt es sich bei Hornfelsen. Verschiedene Ausgangsgesteine (Edukte) werden im Lauf der Zeit durch hohe Drücke und Temperaturen im Erdinneren umgewandelt. Meist bleibt dabei der ursprüngliche Mineralbestand des ursprünglichen Gesteins weitgehend erhalten.
Bei Hornfels-Gesteinen liegt die Besonderheit allerdings darin, dass sie nach der Umwandlung vollständig rekristallisiert werden: Das für Metamorphiten typische schiefrige Gefüge verlieren sie dadurch vollständig. Stattdessen entsteht ein dichtes und sehr hartes Gestein. Es besitzt meist eine feine bis mittlere Korngröße und zeigt sich insgesamt sehr hart und kompakt. Geologisch wird diese besondere Variante des Gefüges folgerichtig auch Hornfels-Gefüge genannt.
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Entstehung von Hornfels durch Kontaktmetamorphose
Umwandlung durch Hitze
Häufig kommen silikatische Gesteine als Ausgangsgesteine infrage (zum Beispiel die häufigsten Gesteine, die fast 90 % der Erdkruste ausmachen), ebenso oxidische Gesteine. Zu den Silicat-Mineralen gehört beispielsweise Feldspat, während Quarz (als SiO2) ein oxidisches Mineral ist, jedenfalls in der deutschen Geologie. Vor allem die Temperatur spielt für die Umwandlung eine Rolle (meist 600 °C bis 700 °C). Daher wird die Art der stattfindenden Metamorphose, die zur Bildung von Hornfels-Gefügen führt, auch thermische Metamorphose (Kontaktmetamorphose) genannt. Bei dieser speziellen Umwandlung fällt dem Druck hingegen kaum eine Rolle zu.
Voraussetzung ist, dass heißes Magma in oberflächennahe Gesteinsschichten aufsteigen und dort ein Nebengestein aufheizen muss, während kein hoher Gebirgsdruck herrscht. Ein Kontakthof bildet sich rund um den Magmakörper. Dort wandeln sich Tonschiefer, Tonsteine und Mergel in Hornfels um. Ein richtungsloses Gefüge bilden bei diesen Temperaturen Quarz und Feldspat.
Typischer Mineralbestand und Varietäten
Aus Ton und Mergel
Bei Hornfelsen variiert die mineralische Zusammensetzung natürlich stets abhängig vom jeweiligen Edukt; der vorhandene Bestand an Mineralen spiegelt das ursprüngliche Gestein. Als zwei besonders gut bekannte, größere Gruppen gelten hier die Pelite sowie Mergel und Kalkmergel.
Im Mineralienbestand von Peliten finden sich vorwiegend Andalusit, Cordierit, Biotit, Muskovit und Quarz. Aus sehr feinkörnigen Tonsteinen mit Korngrößen von weniger als 0,02 mm entstehen vorwiegend Pelite; darauf deutet schon der Name hin (peios = griech. Schlamm, Ton). Bei den Peliten im Hornfelsgefüge handelt es sich allerdings um umgewandelte (metamorphe) sowie zusätzlich völlig auskristallisierte Pelite.
Überwiegend finden sich in Mergeln dagegen Diopsid, Grossular und Epidot, daneben kommt auch Vesuvian vor. Bei Mergeln handelt es sich ebenfalls um sehr kleinkörnige Ton- und Schluffgesteine. Allerdings können sie fallweise größere Körnungen bis hin zu Kies enthalten. Gegenüber gewöhnlichen Mergeln (Tonmergel) zeichnen sich Kalkmergel durch einen höheren Kalkgehalt aus. Mit speziellen Benennungen (Mergelkalk, Kalkmergel, Mergel, Tonmergel, mergeliger Ton) lassen sich die jeweiligen Kalk- beziehungsweise Tongehalte noch genauer ausdrücken.
Bekannte Varietäten
Aus der Vielzahl der möglichen Edukte bilden sich typische Varietäten, die entsprechend ihrer Ausprägung benannt werden. Granat-Hornfelse, Pyroxen-Hornfelse, Cordierit-Hornfelse und Chiastolith-Hornfelse gehören dabei zu den bekanntesten. Als gut bekannte Varietät gelten außerdem die Tonschiefer-Hornfelse; ebenso bekannt sind die Grauwacken-Hornfelse.
Aussehen und Eigenschaften von Hornfels
Grau, schwarz und gefleckt
Hornfelse können natürlich ein sehr unterschiedliches Erscheinungsbild aufweisen, abhängig von den jeweiligen Ausgangsgesteinen. Häufig zeigen sie als Farbe Grau oder Schwarz; relativ häufig findet sich auch Weiß. Grüne und blaue Farbtöne treten seltener auf, sind jedoch ebenfalls möglich. Gefleckt sind dabei sehr viele Hornfels-Varianten.
Hornfels-Massive können als Fels häufig eine eindrucksvoll gebänderte Struktur aufweisen. Ihr Aussehen lässt sie dann Tierhörnern ähneln. Dies soll zur Namensgebung beigetragen haben; aus der Bergmannssprache stammt der Name selbst. Oft sind frische Bruchflächen muschelig und zeigen dabei einen hornartigen Glanz.
Sehr fest und wetterbeständig sind Hornfelse, doch wegen ihrer geringen Verbreitung werden sie nur lokal als Bruchschotter genutzt. Aufgrund ihrer Dichte und Härte haben wir es mit einem Gestein zu tun, das kaum verwittert und kaum Wasser aufnimmt.
Verwendung und Vorkommen von Hornfels
Vorkommen in Deutschland und Europa
Bedeutende Vorkommen konzentrieren sich innerhalb Deutschlands insbesondere auf den Harz und den Thüringer Wald. Im Fichtelgebirge und in der Eifel liegen weitere Fundorte, ebenso in Italien (Elba), in Frankreich (Vogesen) sowie im südlichen Norwegen.
Straßenbau, Klangsteine und Werkzeug
Heute liegt ihre Verwendung vorwiegend im Straßenbau; daneben werden sie häufig zu Schotter verarbeitet. Selten wurden sie im 19. Jahrhundert auch als Klangsteine verwendet, ganz ähnlich einem Xylophon, allerdings in deutlich größerem Maßstab. Bekannt ist etwa das Lithophon Musical Stones of Skiddaw, gefertigt aus Hornfels aus Cumbria in England. Schon in der Altsteinzeit wurden Hornfelse als Werkzeugmaterial genutzt. Der Faustkeil von Stedebergen aus Tonschieferhornfels liefert dafür ein Beispiel.
Hornfels erkennen und von anderen Steinen unterscheiden
Merkmale
Typisch ist die dichte, richtungslose Textur ohne erkennbare Schichtung: Anders als Schiefer lässt sich Hornfels nicht in dünne Platten spalten. Frische Bruchflächen sind oft muschelig und haben einen hornartigen Glanz; manche Sorten zeigen dunkle Flecken aus neu gebildeten Mineralen. Das Gestein ist sehr fest und kaum verwitterungsanfällig.
Abgrenzung
Schiefer ist schiefrig und spaltbar und unter dem Druck der Gebirgsbildung entstanden, Gneis ist gebändert und in Lagen aufgebaut. Marmor ist körnig und kristallin und entsteht aus Kalkstein.
Hornfels reinigen und pflegen
Pflege hängt von Sorte und Einbau ab
Selten findet man Hornfels als Belag, Pflaster oder Mauerstein; üblich ist sein Einsatz im Straßenbau. Sind Bauteile oder Flächen aus Hornfels vorhanden, zeigt sich das Gestein dicht, hart und wetterbeständig. Auf seinen rauen Oberflächen setzen sich Algen, Moos und Verschmutzungen jedoch genauso fest wie auf anderem Naturstein. Für Reinigung und Schutz bei Belägen aus Hornfels sind die konkreten Merkmale von Gesteinssorte, Oberfläche und Verschmutzung maßgeblich; danach richten sich die Maßnahmen.
Lassen Sie bei empfindlichen Steinflächen oder unklarem Untergrund vor der Behandlung Material, Zustand und das geeignete Verfahren durch unseren Fachbetrieb prüfen. Damit sollten Sie Schäden vermeiden, die ungeeignete Reinigungs- oder Pflegemittel verursachen können. Im Ratgeber zur Natursteinreinigung finden Sie allgemeine Hinweise zum Reinigen.
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Fazit: Hornfels im Überblick
Gesteine im Wandel
Wie stark Hitze Gesteine im Lauf der Zeit verwandeln kann, zeigen auch die Hornfelse eindrucksvoll. In ihrer Optik und ihren Eigenschaften können sich bereits Metamorphiten deutlich vom Ausgangsgestein unterscheiden. Nach der vollständigen Rekristallisierung zum Hornfels-Gefüge fallen diese Unterschiede noch einmal deutlich größer aus. Zudem zeigt die große Anzahl der verschiedenen Spielarten auf eindrucksvolle Weise, welche Vielfalt an Gesteinen eigentlich in unserer Erdkruste vorhanden ist.
Hornfels im Vergleich zu anderen Metamorphiten
| Merkmal | Hornfels | Schiefer | Gneis | Marmor |
|---|---|---|---|---|
| Metamorphose | Kontaktmetamorphose durch Hitze | Regionalmetamorphose | Regionalmetamorphose, hoher Druck und Hitze | Kontakt- oder Regionalmetamorphose aus Kalkstein |
| Gefüge | Dicht, richtungslos | Schiefrig, spaltbar | Gebändert, Lagen | Körnig, kristallin |
| Härte | Sehr hart | Mittel | Hart | Mittel |
| Typische Verwendung | Straßenbau | Dach, Platten, Bodenbeläge | Mauern, Bodenplatten | Boden, Bildhauerei |
Quellen: siehe Quellenverzeichnis am Seitenende.
Häufige Fragen zu Hornfels
Was ist Hornfels?
Durch Kontaktmetamorphose bei etwa 600 bis 700 Grad Celsius entsteht ein metamorphes Gestein, das dabei vollständig rekristallisiert und eine dichte, sehr harte Beschaffenheit annimmt.
Wie entsteht Hornfels?
Aufsteigende Gesteinsschmelze erhitzt ein Nebengestein wie Tonstein oder Mergel, sobald sie daran heranreicht. Seine Schieferung verliert das Gestein dabei und kristallisiert anschließend richtungslos neu.
Woher hat Hornfels seinen Namen?
Aus der deutschen Bergmannssprache stammt die Bezeichnung. Zur Namensgebung soll beigetragen haben, dass gebänderte Felsen an Tierhörner erinnern.
Welche Hornfels-Varietäten gibt es?
Zu den bekannten Varianten zählen Granat-, Pyroxen-, Cordierit-, Chiastolith- sowie Grauwacken-Hornfels.
Wofür wird Hornfels verwendet?
Der Einsatz erfolgt vorwiegend als Straßenbaustoff. Als Werkzeug dienten Hornfelse früher, als Klangsteine im 19. Jahrhundert nur selten.
Wo kommt Hornfels in Deutschland vor?
Die Schwerpunkte liegen im Harz und im Thüringer Wald.
Naturstein reinigen und pflegen lassen
Wir prüfen verschmutzte oder veralgte Flächen aus Natur- und Betonstein vor Ort und wählen dafür das passende Verfahren.
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Metamorphes Gestein
Hornfels, Schiefer und Gneis zählen zu den Umwandlungsgesteinen, die dieser Überblick vorstellt.
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Glimmerschiefer
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Aus Regionalmetamorphose hervorgegangenes, stark gebändertes metamorphes Gestein.
Schiefer
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Quellen
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