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Symbolbild: Metamorphes Gestein – Fassade mit Gneisplatten aus metamorphem Gestein, davor der SteinRein-Berater.

Hallo. Hier erläutern wir Ihnen, wie Metamorphes Gestein entsteht, welche Eigenschaften es hat und was zur Pflege gehört. Geht es um Ihre Fläche, kommen wir gern zu Ihnen.

Symbolbild, KI-generiert

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Metamorphes Gestein: Entstehung, Arten und Beispiele

Wie Gesteine sich durch Druck und Temperatur umwandeln, nach welchen Kriterien man Metamorphite einteilt und welche Natursteine dazugehören, etwa Marmor, Gneis, Quarzit und Schiefer.

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Erhöhter Druck und erhöhte Temperatur in der Erdkruste bewirken, dass aus einem Ausgangsgestein, dem Protolith, metamorphes Gestein (Metamorphit, Umwandlungsgestein) entsteht, ohne dass das Gestein aufschmilzt. Neue Minerale und ein neues Gefüge bilden sich dabei, während die chemische Gesamtzusammensetzung weitgehend erhalten bleibt. Marmor, Quarzit, Gneis, Schiefer, Phyllit und Serpentinit zählen zu den Metamorphiten. Gemeinsamen Eigenschaften begegnet man wegen ihrer großen Vielfalt nicht.

Steckbrief Metamorphes Gestein

Steckbrief Metamorphes Gestein
MerkmalWert
GesteinsgruppeMetamorphes Gestein (Metamorphit, Umwandlungsgestein)
EntstehungUmwandlung eines Ausgangsgesteins durch Druck und Temperatur
AusgangsgesteinProtolith: magmatisches Gestein, Sediment­gestein oder älterer Metamorphit
ZustandFest, ohne Aufschmelzung
MetamorphoseartenRegional-, Kontakt-, Impakt- und Dynamometamorphose
EinteilungNach Ausgangsgestein, Gefüge oder Mineralbestand
BeispieleMarmor, Quarzit, Gneis, Schiefer, Phyllit, Serpentinit
Gemeinsame EigenschaftenKeine, sie hängen von Ausgangsgestein und Grad der Metamorphose ab

Quelle: Wikipedia, Artikel Metamorphes Gestein; steine-und-minerale.de

Was ist metamorphes Gestein?

Haben Sie Flächen oder Bauteile aus Marmor, Gneis, Quarzit oder Schiefer? Wir prüfen, was sich reinigen und pflegen lässt

Auslöser und Folgen von Umwandlungsprozessen

Druck und Temperatur

Im Inneren der Erde liegen die Temperaturen stets deutlich höher als an der Erdoberfläche. Allerdings können sie sich verändern und zum Teil deutlich steigen. Zusätzlich kommt es durch den Einfluss der Plattentektonik zu teilweise beträchtlichen Druckanstiegen, insbesondere bei Gebirgsbildungen. Häufig findet sich nach Abschluss der Umwandlungsprozesse eine ganze metamorphe Fazies. Das heißt, es liegt ein durchgehender Bereich von Gesteinen vor, die bei ähnlichen Druck- und Temperaturbedingungen umgewandelt wurden.

Auch auf die Ausgangsgesteine wirken diese Umgebungsbedingungen beträchtlich ein; ihre Auswirkungen auf den Mineralbestand fallen allerdings je nach Art der Umgebungsbedingungen unterschiedlich aus. Druckabhängig lässt sich zudem die Textur von Gesteinen deutlich verändern.

Regional-, Kontakt-, Impakt- und Dynamometamorphose

Als zusätzliche Auslöser kommen Gesteinserhitzungen durch aufsteigendes Magma in naheliegenden Gesteinen (Kontaktmetamorphose), Meteoriteneinschläge (Impaktmetamorphose) oder tektonische Verschiebungen (Dynamometamorphose) infrage. An Gebirgsbildungen und Plattenkollisionen ist dagegen die großräumige Regionalmetamorphose gebunden. Dabei erzeugt sie schiefrige oder gneisartige Gefüge, beispielsweise in Glimmerschiefern und Gneisen. Meist kristallin sind hingegen kontaktmetamorphe Gesteine, zu denen Marmor und Quarzit gehören; beide entstehen aber ebenso durch Regionalmetamorphose bei der Gebirgsbildung.

Folgen für Mineralbestand und Gefüge

Als Folge von Umwandlungsprozessen bleiben metamorphe Gesteine ihren Ausgangsgesteinen, etwa den üblichen plutonischen Gesteinen, chemisch sehr ähnlich bis gleich; bei Metamorphiten unterscheidet sich das Gefüge jedoch mitunter beträchtlich. Wird auch die chemische Zusammensetzung des Gesteins deutlich verändert, beispielsweise durch stattfindenden Stoffaustausch, spricht man geologisch von einer Metasomatose statt von einer Metamorphose.

Metamorphosegrad und Bildungsbereich

Die brutalen Bedingungen, die tief in der Erdkruste herrschen, sind Auslöser dieser Umwandlungen vom Ausgangsgestein zum Metamorphit. Dort können sich sehr hohe Temperaturen und hoher Druck massiv auf das Gestein auswirken, wobei tektonische Prozesse, etwa bei Gebirgsbildungen, den Druck verursachen. Ist ein Ausgangsgestein solchen Veränderungen unterworfen, können sich sein Gefüge und seine Textur zum Teil sehr stark verändern.

Verantwortlich für die Umwandlung (Metamorphose) von Gesteinen sind die rauen Bedingungen im Erdinneren, also hoher tektonischer Druck und hohe Temperaturen. Die Metamorphose fällt abhängig von den Umgebungsbedingungen unterschiedlich ausgeprägt aus; entsprechend weisen die Gesteine einen unterschiedlichen Metamorphosegrad auf. Diese Umgebungsbedingungen hängen stets davon ab, wo sich genau der Bildungsbereich innerhalb der Erdkruste befindet, beispielsweise an einer Plattengrenze einer tektonischen Platte, und wie tief unterhalb der Erdoberfläche die Umwandlung stattfindet.

Mehrstufige Metamorphose beim Schiefer

Eine mehrstufige Metamorphose lässt sich besonders beim Schiefer sehen: Aus Tonstein entsteht Tonschiefer, der bei enthaltenem Hämatit rot gefärbt ist und lediglich einen sehr geringen Metamorphosegrad aufweist. Sind Tonschiefer erneut höherem Druck und höheren Temperaturen ausgesetzt, verwandeln sie sich in Phyllit. Wirken noch höhere Druck- und Temperaturbedingungen auf tonige Sandsteine oder Tonsteine ein, entstehen dagegen Glimmer­schiefer. Kennzeichnend sind ein geringerer Feldspat-Anteil und das Vorkommen von typischen Mineralen wie Granat oder Staurolith.

Migmatite als Sonderform

Innerhalb der Metamorphite bilden Migmatite eine Sonderform: Zusätzlich kommt es bei ihnen zu einer teilweisen Aufschmelzung des Ausgangsgesteins, während dies bei anderen Gesteinsumwandlungen (Metamorphosen) nicht der Fall ist. Die Auswirkungen solcher Prozesse reichen tiefgreifender als bei gewöhnlichen Metamorphosen, weshalb Migmatite als Metamorphit in eine eigene Gruppe gestellt werden. Besonders in den aufgeschmolzenen Bestandteilen der Migmatite können dabei beträchtliche Änderungen gegenüber dem Mineralbestand des Ausgangsgesteins auftreten.

Metamorphes Gestein
Metamorphes Gestein

Einteilung von Metamorphiten

Beispiele für Metamorphite

Bekannte und weniger bekannte Umwandlungsgesteine

Dass es sich bei Schiefer um einen Metamorphit handelt, ist meist weithin bekannt, ebenso beim Gneis, in dem eher Feldspat dominiert. Deutlich weniger bekannt ist dies bei Marmor und allen Marmorsorten: Viele sehen darin eine Art besonderen Kalkstein, was allerdings nicht zutrifft. Als typisches magmatisches Gestein werden dagegen häufig typische Migmatite eingeordnet, etwa der unter Aurora Borealis gehandelte Stein, was ebenfalls nicht zutrifft. Bereits an dieser Liste zeigt sich, wie unterschiedlich metamorphe Gesteine am Ende aussehen können und wie stark ihre Eigenschaften sowie ihr Mineralbestand voneinander abweichen können.

Als typisches Umwandlungsgestein gelten beispielsweise Marmor (umgewandelter Kalkstein oder anderes karbonatisches Gestein) und die verschiedenen Arten von Schiefer. Welche Art der Ausgangsgesteine vorliegt, unterscheidet beim Gneis Orthogneis von Paragneis. Durch die Umwandlung von magmatischen Gesteinen entstehen Orthogneise. Sie sind deshalb reich an Quarz und Glimmern wie Biotit und Muskovit, seltener Hornblende. Aus der Umwandlung von Sedimentgesteinen gehen dagegen Paragneise hervor. Unter den gleichen Bedingungen wandeln sich reine Quarzsandsteine allerdings zu Quarzit oder Glimmer­schiefer und nicht zu Gneis um.

Eigenschaften von Metamorphiten

Keine gemeinsamen Eigenschaften

Bei Metamorphiten können sich aufgrund der Vielfalt der möglichen Ausgangsgesteine sowohl die chemische Zusammensetzung als auch die Art des Gefüges zum Teil grundlegend unterscheiden. Das Gefüge ist dabei auch vom Grad der Metamorphose abhängig, woraus sich Unterschiede in den technischen Eigenschaften ergeben. Über gemeinsame Eigenschaften, die allen Metamorphiten eigen sind, kann deshalb auf diese Weise keine Aussage getroffen werden.

Es gilt die Faustregel: Säureempfindlich ist Marmor, hart und widerstandsfähig sind Quarzit und viele Gneise, und entlang seiner Schieferung lässt sich Schiefer spalten. Vom konkreten Gestein hängt jedoch immer ab, wie sich eine Fläche verhält.

Technische und praktische Unterschiede

Im praktischen Einsatz zeigen sich deutliche Unterschiede, wenn man Granite, Marmor und Gneis vergleicht. Im Härtegrad des Gesteins liegt der wesentlichste Unterschied zwischen Granit und Marmor. Während Granit als typisches Hartgestein gilt, zählt Marmor mit einer Mohs-Härte von 3 bis 4 noch zum Weichgestein. Unter den Gneisen weisen Paragneise oft noch sehr granitähnliche Eigenschaften auf und werden sogar oft fälschlich als Granit angeboten. Vom Quarzgehalt hängt bei Paragneisen die Härte ab.

Dementsprechend benötigt der empfindliche Marmor eine vorsichtige Pflege, die unbedingt und auf jeden Fall säurefrei erfolgen muss. Gegenüber Säuren zeigt sich Granit etwas toleranter; seine Oberfläche ist genau wie die der Orthogneise deutlich weniger empfindlich. Weil Granit und Gneis fast immer frostbeständig sind, sind sie für den Außenbereich geeignet; bei Marmor hängt dies stets von der Sorte ab. Allerdings fehlt sehr vielen Marmoren die Frostbeständigkeit, und Tausalz bereitet den meisten ebenfalls ein Problem.

Metamorphite als Naturstein

Marmor, Gneis, Quarzit und Schiefer im Bau

Symbolbild: Metamorphes Gestein – Fassade eines Berghauses mit Spaltplatten aus graubraunem, gebändertem Gneis und einem Schieferdach darüber.Symbolbild, KI-generiert
Metamorphes Gestein als Fassade

Zu den Metamorphiten zählen viele Natursteine, die für Böden, Treppen, Fassaden, Dächer und Arbeitsplatten verwendet werden. Als Boden- und Wandbelag sowie für Arbeitsplatten dienen Marmor und Quarzit; Gneis wird häufig als Pflaster, Mauerstein und Fassadenplatte eingesetzt, Schiefer als Dach- und Wandschiefer sowie als Boden- und Terrassenplatte. Häufig ist uns bei vielen Gesteinen, beispielsweise Marmor, gar nicht bewusst, dass die von uns geschätzten typischen Eigenschaften erst durch die Gesteinsumwandlung und enorme Kräfte hervorgebracht wurden.

Metamorphes Gestein erkennen und von anderen Gesteinen unterscheiden

Gefüge und Abgrenzung

Ein erstes Erkennungszeichen ist das Gefüge. Gneis zeigt ein weitständiges Parallelgefüge, Schiefer ein engständiges, lagiges, Phyllit ist sehr feinkörnig mit Seidenglanz auf den Spaltflächen, und ein Fels hat ein völlig richtungsloses Gefüge. Marmor besteht überwiegend aus Calcit oder Dolomit und ist säureempfindlich, Quarzit überwiegend aus Quarz und hart. Den Namen verrät oft schon die Vorsilbe: Aus Basalt wird Metabasalt.

Von einem magmatischen Gestein unterscheidet sich ein Metamorphit dadurch, dass er nicht aus einer Schmelze erstarrt, sondern im festen Zustand umgewandelt wurde; ein Sediment­gestein entsteht dagegen aus abgelagertem und verfestigtem Material. Eindeutig bestimmt wird ein Stein allerdings nur mit Dünnschliff oder Prüfbericht, denn im Handel laufen Metamorphite oft unter anderen Namen.

Metamorphes Gestein reinigen und pflegen

Gesteinsart vor der Reinigung klären

Die Reinigung richtet sich nach dem tatsächlich verbauten Gestein, denn Metamorphite sind sehr verschieden: Säuren verträgt Marmor nicht, bei Schiefer gilt es, raue, spaltbare Oberflächen zu beachten, während Gneis und Quarzit meist robuster ausfallen. In unseren Ratgebern Naturstein reinigen und Marmor reinigen finden Sie die Grundlagen.

Steinbehandlung gehört in Fachhände

Ob Imprägnierungen, Fluatierung (Kristallisation), Aufpolieren, Grundreinigung oder Fleckenentfernung: Im nicht spezialisierten Handel finden sich für fast alles Mittelchen. Von der Selbstanwendung sollte man jedoch lieber absehen, selbst wenn man die nötigen Mittel im Fachhandel kauft. Zum Behandeln von Steinen, ebenso zum Grundreinigen oder Polieren, gehört neben viel Erfahrung eine enorme Menge Fachwissen; ansonsten richtet man oft unversehens und schnell schweren Schaden an.

Wir empfehlen daher, alle diese Arbeiten eher einem Fachmann unseres Fachbetriebs zu überlassen. Er weiß, bei welchem Stein Reinigungs- und Behandlungsmittel bedenkenlos angewendet werden können und bei welchem nicht. Für irgendwelche Experimente durch Laien sind hochwertige Steinbeläge zu wertvoll und zu teuer.

AKEMI-Produkte für geeignete Steinoberflächen

Mit den folgenden Angaben geben wir die Herstellerangaben wieder. Allein durch die Bezeichnung legt sich die Materialverträglichkeit nicht fest. Lassen Sie für das tatsächlich verbaute Gestein auch die Oberfläche bestimmen. Zur Grundreinigung geeigneter Natur- und Kunststeine ist AKEMI Steinreiniger bei Öl-, Fett- und allgemeinem Schmutz vorgesehen. An einer unauffälligen Stelle prüfen Sie zunächst die Verträglichkeit; ausgeschlossen sind lösemittelempfindliche Materialien.

Mit AKEMI Anti-Fleck Super lassen sich saugfähige, unbeschichtete Steinflächen wasser-, öl- und fettabweisend ausrüsten. Der Gebrauch ist ausschließlich dem professionellen Einsatz vorbehalten. Eine saubere, vollständig trockene Fläche sowie eine Musterprüfung bilden die Voraussetzung; möglich sind Farbtonänderungen. Auf glasierten oder nicht saugenden Flächen dürfen Sie das Produkt nicht anwenden.

Bei empfindlichen Steinflächen oder unklarem Untergrund sollten Sie Material, Zustand und das geeignete Verfahren von unserem Fachbetrieb prüfen lassen, bevor die Behandlung beginnt. Damit vermeiden Sie Schäden durch ungeeignete Reinigungs- oder Pflegemittel.

Haben Sie Böden, Treppen oder Fassaden aus Marmor, Gneis, Quarzit oder Schiefer? Wir prüfen den Zustand vor Ort und reinigen oder schützen die Fläche

Fazit zu metamorphem Gestein

Metamorphite auf einen Blick

Welche Kräfte in der Natur am Werk sind, macht besonders metamorphes Gestein deutlich. Selbst an massiven Gesteinen können Druck und Temperatur durch ihre Einwirkung Veränderungen bewirken. Häufig ist uns bei vielen Gesteinen, etwa beim Marmor, gar nicht bewusst: Ihre von uns geschätzten typischen Eigenschaften haben erst die Gesteinsumwandlung und enorme Kräfte hervorgebracht.

Bei der Bildung von Gesteinen stellt die Gesteinsumwandlung einen wichtigen Prozess dar, der neben der üblichen Diagenese (Gesteinsbildungen) sowie der Verwitterung stattfindet. Bei der gewöhnlichen Diagenese herrschen überwiegend wenig Druck und niedrige Temperatur. Metamorphosen hingegen führen durch hohe Drücke und Temperaturen, die an einzelnen Orten herrschen, zu massiveren Umwandlungen von Gesteinen, die räumlich begrenzt bleiben. So entstehen besondere Gesteinsarten, die es andernfalls nicht gäbe und die wir zum Teil sehr zu schätzen wissen, z. B. Marmor.

Unter den Gesteinen unseres Planeten stellt die Gruppe der Metamorphite (Umwandlungsgestein) eine sehr große Gruppe dar. Diese Gesteine gehören als Bestandteil des Gesteinskreislaufs zu den Abläufen von Verwitterung, Neubildung und Umformung. Wie die bei einer Umwandlung entstehenden Gesteine aussehen, kann sehr unterschiedlich sein. Genauso unterschiedlich müssen sie auch behandelt werden. Marmor und Gneis weisen nur wenige Gemeinsamkeiten auf, was ebenso für ihre Reinigung und Behandlung gilt. Am besten weiß darüber der Fachmann Bescheid. Deshalb sollte man solche Arbeiten unserem Fachbetrieb überlassen.

Metamorphite und ihre Ausgangsgesteine

Metamorphite und ihre Ausgangsgesteine
MetamorphitAusgangsgesteinTypisches Merkmal
MarmorKalkstein oder DolomitKristallin aus Calcit oder Dolomit, säureempfindlich
QuarzitQuarz­sandsteinÜberwiegend Quarz, hart
Tonschiefer, Phyllit, Glimmer­schieferTonsteinZunehmende Metamorphose, Schieferung
OrthogneisMagmatisches Gestein, etwa GranitWeitständiges Parallelgefüge, über 20 % Feldspat
ParagneisSediment­gesteinWeitständiges Parallelgefüge, über 20 % Feldspat
AmphibolitZum Beispiel Diabas oder BasaltÜberwiegend Amphibol und Plagioklas

Quellen: siehe Quellenverzeichnis am Seitenende.

Häufige Fragen zu Metamorphes Gestein

Was ist metamorphes Gestein?

Durch Druck und Temperatur aus einem Ausgangsgestein umgewandeltes Gestein, das dabei nicht aufschmolz.

Welche Natursteine sind metamorph?

Dazu zählen unter anderem Marmor, Quarzit, Gneis, Schiefer, Phyllit sowie Serpentinit.

Was ist der Unterschied zwischen Orthogneis und Paragneis?

Aus einem magmatischen Gestein geht Orthogneis hervor, aus einem Sediment­gestein dagegen Paragneis.

Was ist eine Metasomatose?

Von Metasomatose statt Metamorphose spricht man, wenn die Umwandlung die chemische Zusammensetzung deutlich verändert, beispielsweise durch Stoffaustausch.

Wie reinigt man metamorphes Gestein?

Vom konkreten Gestein hängt es ab: Säuren verträgt Marmor nicht, während Schiefer raue, spaltbare Oberflächen aufweist. Vor der Reinigung sollte die Gesteinsart bestimmt werden.

Naturstein reinigen und pflegen lassen

Vor Ort prüfen wir Böden, Treppen und Fassaden aus Marmor, Gneis, Quarzit oder Schiefer. Anschließend wählen wir das passende Verfahren.

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Quellen

Auf diese Quellen stützen sich die Aussagen dieser Seite. Auf externe Seiten führen die Links.

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