Gneis

Gneis - Eigenschaften, Entstehung und Verwendung

englisch: gneiss | französisch: gneiss

Gneis - Ein schimmerndes Metamorphit

Eine der ältesten Erwähnungen des Gesteins Gneis findet sich in den Aufzeichnungen des Pfarrers Johannes Matthesius (1504 bis 1565). In seinem posthum 1571 veröffentlichten Werk „Sarepta“ schreibt er: „So behalt nun heut ir jungen bergleut, das metall dreyerley ding begreiffet, ein Minerische oder bergart von allerley bandfarben, die kein englein metall in sich helt. Wir nennen solche taube oder letzte arten (…) gneus.

Geprägt wurde der Name Gneis „in der Gegend von Freiberg“ (Andrew Ure; 1778 bis 1858; Naturhistoriker) im Erzgebirge/Sachsen. Der Geologe Theodor Engel (1842 bis 1933) 1883 ergänzend über Gneis: „alter Name der sächsischen Bergleute für das Muttergestein ihrer Erze“.

Kurzum: Der Name Gneis stammt aus dem Vokabular der Bergleute des Erzgebirges. Im 16. Jahrhundert waren gneiste, ganeist und gneisto geläufige Begriffe für funkeln und schimmern - im Gneis zurückzuführen auf den Anteil an Glimmermineralen im Gestein.

Carl Cäsar von Leonhard (1779 bis 1862; Mineraloge) 1825 umschreibt Gneis mit dem Synonym „Saxum compositum particulis quarzosis et micaceis“, was weniger auf die Herkunft in Sachsen anspielt; vielmehr ist es die mineralische Zusammensetzung. Saxum wird aus dem Lateinischen mit Fels oder Stein übersetzt, d.h., der Leonhard´sche Begriff wird mit „zusammengesetzter Stein mit Teilen von Quarz und Glimmer“ übersetzt.

Als über die ersten Gneis-Vorkommen in Deutschland berichtet wurde, stiftete die Zusammensetzung Verwirrung. Ein Gestein mit gleicher Zusammensetzung – „Der Gneis besteht aus Feldspath-, Quarz- und Glimmertheilen...“ (Carl Hartmann; 1796 bis 1863; Mineraloge) – war bereits bekannt: Granit. Deshalb war lange Zeit die Rede von Granit-Gneis.

Der Paläontologe Johann Samuel Schröter (1735 bis 1808) verdeutlichte 1772 den größten Unterschied zwischen Granit und Gneis, auch wenn Gneis und „Granit aus einerley Bestandtheilen bestehet, nur daß er schieferartig ist“. Zudem beobachtete Schröter, dass die glimmerhaltigen Bestandteile im Gneis größer sind als im Granit und Gneis Granat, gediegen Silber und andere Erze aufweist.

Eigenschaften von Gneis

Defintion: Gneis ist ein metamorphes Gesteins, das während der Regionalmetamorphose unter hohen Druck- und Temperaturverhältnissen entsteht.
Entscheidend für die Definition Gneis sind zudem der Feldspatanteil von mehr als 20 % aller gesteinsbildenden Mineralien sowie das für Gneise typische Paralleltextur.

Die Farbe von Gneis von Gneis ist hauptsächlich grau, kann aber auch rosa, bräunlich und grünlich sein – abhängig von den mineralischen Bestandteilen des Gesteins.
Dabei ist die Farbe nicht einheitlich, sondern lagenweise in Form heller und dunkler, aufeinander folgender Streifen bzw. Bänder angeordnet, die auch scon 1571 Matthesius als "allerley bandfarben" dokumentierte; durchsetzt von einem feinen Schimmer der namensgebenden Glimmerminerale.

Während die hellen Lagen von Gneis auf felsische Mineralien (Feldspat, Quarz und Foide) zurückzuführen sind, lassen die dunkleren Bänder auf mafische Mineralien (magnesium- und eisenreich; z.B. Amphibole, Apatit, Glimmer, Granat, Pyroxene, Olivin) schließen.

Das Gefüge von Gneis ist mittel- bis grobkörnig. Deutlich zu erkennen ist die Schieferung der lagig eingeregelten Mineralien infolge der Gneisentstehung. Oder wie vion Leonhard 1825 schreibt: "Die wesentlichen Gemengteile finden sich meist so geordnet, daß Glimmerlagen wechseln erscheinen". Trotz der kennzeichnenden Parallelstruktur weist Gneis nur eine schwache Schiefrigkeit auf und ist nur schwer aufzubrechen. An den Bruchstellen erscheint das Gestein hell und wirkt wie geschliffen.
Die Dichte von Gneis beträgt 2,67 bis 3,05 g/cm³.

Haupt- und Nebengemengteile von Gneis

Gneise werden der Zusammensetzung wegen zu den polymineralischen Gesteinen gezählt, d.h., verschiedene Mineralien bestimmen den Bestand der im Gestein vorkommenden Mineralien.

Der Hauptgemengteil von Gneis wird von Feldspäten (v.a. Orthoklas und Plagioklas), Quarz sowie Glimmer (v.a. Biotit, Fuchsit und Muskovit) repräsentiert mit einem Feldspat-Gehalt von mindestens 20 %.

Als Nebengemenge sind mit bis zu fünf Prozent Datolith, Titanit, Pyrit, Hornblende, Granat, Cordierit, Sillimanit, Ilmenit, Epidot, Apatit, Manganit sowie Magnetit am Aufbau des Gesteins beteiligt.

Die mineralische Zusammensetzung von Gneis ist wie bei vielen metamorphen Gesteinen von den Ausgangsgesteinen abhängig, sodass Gneise in Anlehnung an besonders hervortretende Gemengteile (Anteil über 5 %) oder aufgrund des Ausgangsgesteins unter anderem in folgende Varietäten unterschieden werden:

• Aplitgneis
• Augitgneis
• Biotitgneis
• Cordieritgneis
• Flasergneis
• Granatgneis
• Granitgneis
• Hornblendegneis
• Muskovitgneis
• Silimanitgneis
• Zweiglimmergneis

Entstehung und Verbreitung von Gneis

Gneise sind Metamorphite, d.h. das Gestein entstand durch Aufschmelzung und Neukristallisation aus anderen Gesteinen unter mittlerem bis hohem Metamorphosegrad. (Siehe auch: Die Entstehung von metamorphen Gesteinen)

Die Edukte/Ausgangsgesteine von Gneisen sind kieselsäurereiche Gesteine magmatischen Ursprungs wie Granit, aber auch Gesteine metamorphen Ursprungs und Sedimentgesteine, bspw. Tonschiefer, Sandstein und Schieferton.

• Orthogneis: Magmatische Gesteine als Ausgangsgestein von Gneis
• Paragneis: Sedimentgesteine als Ausgangsgestein von Gneis

Bei Temperaturen von 700 °C und Druckbedingungen bis zu 6 kbar , die beispielsweise bei der Gebirgsbildung infolge tektonischer Vorgänge vorliegen, wird Gneis als Gestein neugebildet.
Die bereits erwähnte Schieferung entsteht infolge des einseitigen Drucks, wobei die gesteinsbildenden Bestandteile senkrecht zur Richtung des Drucks eingeregelt werden.
Die Begründung für die Bänderung von Gneisen sind die bei der Bildung vorherrschenden Temperatur- und Druckverhältnisse, infolge derer zu verschiedenen Zeitpunkten Minerale bandartig entmischt auskristallisieren.

Bedeutende Vorkommen von Gneis befinden sich in Sri Lanka; Schwarzwald, Bayerischer Wald, Erzgebirge, Odenwald, Fichtelgebirge, Steinach (Thüringen)/Deutschland; Alpen; Böhmen/Tschechien; Vogesen, Zentralmassiv, Bretagne/Frankreich; Tirol, Steiermark, Hohe Tauern, Kärnten/Österreich; Tessin, Graubünden/Schweiz; Minas Gerais/Brasilien; New South Wales, Westaustralien/Australien; Indien; Shaanxi, Xinijang, Yunnan/China; Appalachen, Adirondacks Mountains, New York/USA; Ukraine; Piemont/Italien; Smaland/Schweden; Grönland; Griechenland; Sutherland/Schottland.

Bedeutung und Verwendung von Gneis

Im Jahr 2015 wurde Gneis vom Berufsverbands Deutscher Geowissenschaftler (BDG) zum Gestein des Jahres gekürt, um die wirtschaftliche Bedeutung von Gneis im Alltag des Menschen zu verdeutlichen.

Gneis ist seit Jahrhunderten ein begehrter Naturstein, der Baumaterial verwendet wird, aber auch als Schotter, Splitt oder als Pflasterstein für Bürgersteige und Straßen genutzt wird.
Auch in der Bildhauerei wird Gneis verwendet. Ein berühmtes Kunstwerk, das in Gneis gemeißelt wurde, sind die Köpfe der US-amerikanischen Präsidenten am Mount Rushmore in den USA.

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