Hornfels

Bei Hornfelsen handelt es sich um Metamorphiten, also Umwandlungsgesteine. Durch hohe Drücke und Temperaturen im Erdinneren werden verschiedene Augangsgesteine (Edukte) im Lauf der Zeit umgewandelt, wobei der ursprüngliche Mineralbestand des ursprünglichen Gesteins meist weitgehend erhalten bleibt.

Die Besonderheit bei Hornfels-Gesteinen ist allerdings, dass sie nach der Umwandlung vollständig rekristallisiert werden und damit das für Metamorphiten typische schiefrige Gefüge vollständig verlieren. Es entsteht stattdessen ein dichtes und sehr hartes Gestein, das meist eine feine bis mittlere Korngröße besitzt und insgesamt sehr hart und kompakt ist. Diese besondere Gefüge-Variante wird geologisch folgerichtig auch “Hornfels-Gefüge” genannt.

Als Ausgangsgesteine kommen häufig silikatische Gesteine (z. B. die häufigsten Gesteine, die fast 90 % des Erdmantels ausmachen) und oxidische Gesteine infrage. Feldspat gehört etwa zu den Silicat-Mineralen, Quarz (als SiO2) ist dagegen ein oxidisches Mineral (jedenfalls in der deutschen Geologie). Bei der Umwandlung spielt vor allem die Temperatur eine Rolle (meist 600 °C bis 700 °C). Die Art der stattfindenden Metamorphose, die zur Bildung von Hornfels-Gefügen führt, wird daher auch “thermische Metamorphose” (Kontaktmetamorphose) genannt. Druck spielt bei dieser speziellen Umwandlung dagegen kaum eine Rolle.

Typischer Mineralbestand und Varietäten

Der vorhandene Bestand an Mineralen variiert bei Hornfelsen natürlich immer nach dem jeweiligen Edukt.

Zwei besonders gut bekannte, größere Gruppen sind dabei:

• die Pelite
• die Mergel und Kalkmergel

Bei Peliten finden sich im Mineralienbestand vorwiegend Andalusit, Cordierit, Biotit und Muskovit sowie Quarz. Pelite entstehen vorwiegend aus sehr feinkörnigen Tonsteinen (Korngrößen von weniger als 0,02 mm), auch der Name (peios = griech. Schlamm, Ton) deutet bereits darauf hin. Im Hornfelsgefüge handelt es sich jedoch um umgewandelte (metamorphe) und zusätzlich völlig auskristallisierte Pelite.

Bei Mergeln sind dagegen überwiegend Diopsid, Grussular und Epidot zu finden, daneben auch Vesuvian. Auch Mergel sind sehr kleinkörnige Ton- und Schluffgesteine, die allerdings fallweise auch größere Körnungen bis hin zu Kies enthalten können. Kalkmergel sind Mergel mit höherem Kalkgehalt als gewöhnliche Mergel (Tonmergel). Durch spezielle Benennungen (Mergelkalk – Kalkmergel – Mergel – Tonmergel – mergeliger Ton) lassen sich dann die Kalk- bzw. Tongehalte dann noch genauer ausdrücken.

Durch die Vielzahl der möglichen Ausgangsgesteine entstehen einige typische Varietäten, die dann auch entsprechend benannt werden. Zu den bekanntesten gehören die Granat-Hornfelse, die Pyroxen-Hornfelse, die Cordierit-Hornfelse und die Chiastolith-Hornfelse. Auch die Tonschiefer-Hornfelse sind eine gut bekannte Varietät.

Aussehen

Abhängig von den jeweiligen Ausgangsgesteinen können Hornfelse natürlich auch ein sehr unterschiedliches Erscheinungsbild aufweisen. Als Farbe sind Grau und Schwarz häufig, auch Weiß findet man relativ häufig, grüne und blaue Farbtöne sind seltener, aber ebenfalls möglich. Sehr viele Hornfels-Varianten sind dabei gefleckt.

Als Fels können Hornfels-Massive oft auch eindrucksvoll gebändert sein. Sie ähneln dann dem Aussehen von Tierhörnern, was mit zur Namensgebung beigetragen hat.

Verwendung und Vorkommen

Innerhalb Deutschlands gibt es bedeutende Vorkommen vor allem im Harz und im Thüringer Wald.

Verwendet werden sie heute vorwiegend im Straßenbau, daneben werden sie häufig zu Schotter verarbeitet. Im 19. Jahrhundert wurden sie selten auch als Klangsteine (ganz ähnlich wie bei einem Xylophon, nur in deutlich größerem Maßstab) verwendet. Als Werkzeugmaterial wurden Hornfelse schon in der Altsteinzeit genutzt.

Fazit

Auch die Hornfelse zeigen eindrucksvoll, wie sehr sich Gesteine im Lauf der Zeit durch Druck und Temperatur verwandeln können. Schon Metamorphiten können sich in der Optik und in ihren Eigenschaften deutlich vom Ausgangsgestein unterscheiden, nach der vollständigen Rekristallierung zum Hornblende-Gefüge werden die Unterschiede noch einmal deutlich größer. Die große Anzahl der verschiedenen Varietäten zeigt zudem eindrucksvoll, welche Vielfalt an Gesteinen in unserer Erdkruste eigentlich vorhanden sind.