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Eruptivgesteine

[504] Eruptivgesteine, auch Massengesteine, werden in feurigflüssigem Zustand (als Magma) aus dem Innern der Erde in offene Hohlräume hineingepreßt oder haben die Erdoberfläche erreicht und sich als Lavaströme ergossen.

Für die Entstehung der Eruptivgesteine hat man in den von den heutigen Vulkanen ausgesandten Magmen, die teils Gänge, teils Ströme bilden, hinreichende Aehnlichkeiten. Man darf annehmen, daß das glutflüssige Magma noch mit einer Reihe von Gasen, besonders aber mit Wasserdampf und Wasser in überhitzter Form gesättigt war, die nach der Erstarrung verschwanden oder aber in mikroskopischen Formen in manchen Gemengteilen der Gesteine erhalten blieben. Das ursprüngliche Vorhandensein überhitzten Wassers wird auch durch die Gegenwart von Mineralien wahrscheinlich gemacht, deren Bildung auf diese hinweist, z.B. Quarz. Bei den in Gängen und unterirdischen Hohlräumen erstarrten Magmen wirkten die Gase des Magmas günstiger und nachhaltiger auf die volle Auskristallisierung der Gemengteile. Die lavaartigen Gesteine dagegen verloren ihre Gase und ihr Wasser sehr bald und sie zeigen daher in den meisten Fällen einen unkristallisierten oder amorphen Rückstand (Glas).

Die Struktur der Eruptivgesteine, d.h. die Art des Gefüges der einzelnen Gemengteile, ist zumeist nach allen Seiten die gleiche; sie ist regellos massig im Gegensatz zu den Schichtgesteinen. Schichtung fehlt ihnen, da sie einem einheitlichen Bildungsakte ihre Entstehung verdanken. Organische Reste kommen in Eruptivgesteinen nicht vor, da die glutflüssige Natur des Magmas die Existenz von Organismen ausschloß. Bei den lavaartigen Gesteinen zeigt sich, wie bereits angegeben, oft neben den kristallisierten Gemengteilen noch ein amorpher Rest, der Glasnatur hat. Tritt er in den Vordergrund, so wird das ganze Gestein selbst glasig. Entweichen beim Erstarren viele Gase und Dämpfe, so wird das Gestein blasig und schlackenartig. Die Flußnatur der lavaartigen Gesteine gibt sich zumeist durch ein gebändertes oder schlierenartiges Aussehen kund. Die Lagerungsform der lavaartigen Gesteine ähnelt, oberflächlich betrachtet, derjenigen eines Schichtgesteines, die Form der gangartigen Gesteine jedoch weicht von der Schichtung ab. Sie durchbrechen die geschichteten Gesteine unter mehr oder minder großem Winkel zur Schichtung und verändern dieselben an den Berührungsflächen teils durch Hitzwirkung, teils auf chemischem Wege.

Das Alter der Eruptivgesteine läuft parallel mit demjenigen der Schichtgesteine. In allen Formationen trifft man solche Gesteine an. Das Alter eines Eruptivgesteins richtet sich nach demjenigen des durchbrochenen nur insofern, als es jünger als dieses, und nach demjenigen des auflagernden, als es älter als dieses ist. Die Eruptivgesteine der älteren Formationen haben im allgemeinen eine vollkristalline, diejenigen der jüngeren Formationen eine nur teilweise kristalline, dagegen oft glasartige Beschaffenheit. Auch die Verwitterung hat durchschnittlich bei jenen einen höheren Grad erreicht als bei diesen. Doch sind diese beiden Gesichtspunkte keineswegs hinreichend, um ältere und jüngere Eruptivgesteine voneinander zu unterscheiden.[504]

Auf ihre ursprüngliche Beschaffenheit übt das Alter keinen bestimmten Einfluß aus, und es wäre richtiger, bei der Einteilung der Gesteine die Altersbeziehung gänzlich außer Betracht zu lassen, da Gesteine von bestimmter Beschaffenheit beinahe in allen Formationen auftreten können. Man hat trotzdem die Eruptivgesteine in paläo- und neo-eruptive oder -vulkanische geteilt, je nachdem ihre Entstehungszeit vor die Tertiärformation oder in diese und in die noch jüngeren Formationen fällt.

In ihrer geologischen Erscheinungsweise nehmen die Eruptivgesteine zweierlei Hauptformen an. – Die erste Form wurde in unterirdische Hohlräume eingepreßt und kam demnach in glutflüssiger Form nicht an den Tag. Man nennt solche Gesteine plutonische, intrusive, eingepreßte oder auch Tiefengesteine. Derartige Magmen sind zumeist vollkristallinisch erstarrt, sehr selten blasig und mandelsteinartig, oft säulenförmig abgesondert und in vielen Fällen an den Berührungsflächen mit dem Nebengestein (Salband) porphyrisch, im Innern dagegen körnig. Die plutonischen Gesteine sind entweder als Gänge (Ganggesteine) in lange, schmale, offene Spalten eingepreßt worden (Diabase) oder sie bilden rundliche, stock- oder linsenförmige Masten von sehr großer Ausdehnung zwischen den Schichten (Granite, Porphyre, Diorite, Syenite, Gabbro u.s.w.). Ihre Einwirkung auf das Nebengestein ist meist eine sehr große, und sie erstreckt sich z.B. beim Granit mitunter auf Tausende von Metern (Kontaktzone). – Die zweite Art der Eruptivgesteine charakterisiert sich dadurch, daß ihre Magmen ebenfalls durch Spalten aus dem Erdinnern emporgepreßt, aber bis auf die Oberfläche gelangt sind und sich hier lavaartig ergossen haben. Sie werden als vulkanische oder Erguß-, auch Effusivgesteine bezeichnet. Nur selten haben sie körnige, meist aber porphyrische Struktur, da ihre Hauptgemengteile in zwei Generationen, als Einsprenglinge und als Grundmasse, erstarrt sind. Rein glasige Erstarrungsweisen kommen oft vor. Veränderungen des Nebengesteins beobachtet man selten. Sehr häufig sind sie blasig, schaumig und mandelsteinartig. In der Regel werden sie von Tuffen und Auswurfsmassen unterlagert. Man unterscheidet zwischen alt- und jungvulkanischen Gesteinen in dem gleichen Sinne, wie die Begriffe paläo- und neoeruptiv bereits oben gefaßt wurden. Zu den altvulkanischen Gesteinen werden Diabase, Melaphyre, Porphyrite, Quarzporphyre, Pechsteine u.a., zu den jungvulkanischen die Basalte, Andesite, Trachyte, auch die heutigen Laven gerechnet. Es ist jedoch keineswegs gesagt, daß alle als vulkanische oder Ergußgesteine bezeichneten Felsarten nicht auch Tiefengesteine sein können. Man spricht ebensowohl von Melaphyrgängen wie von Melaphyrergüssen.

Für die eigentliche Unterscheidung und Benennung der Eruptivgesteine kommt als Hauptgesichtspunkt die chemische Beschaffenheit in Betracht; doch sind die Grenzen zwischen den einzelnen chemischen Mischungen der Magmen natürlicherweise keine scharfen. Deshalb hat der Namengebung und Unterscheidung der Gesteine in erster Linie die Untersuchung ihrer mineralischen Zusammensetzung vorauszugehen. Im nachfolgenden wird die Klassifikation der Eruptivgesteine zumeist nach Zirkel wiedergegeben:

I. Körnige Gesteine (vorwiegend plutonische Gesteine) mit

A. Orthoklas (Alkalifeldspat):

a) mit Quarz und Glimmer: Granite.

b) mit Hornblende, ohne Quarz, ohne Nephelin: Syenite.

ohne Quarz mit Nephelin: Eläolithsyenit.

B. Plagioklas (Kalknatronfeldspat):

a) ohne Nephelin:

α. mit Hornblende und Quarz: Quarzhornblendediorit,

mit Hornblende ohne Quarz: Hornblendediorit.

ß. mit Biotit und Quarz: Quarzglimmerdiorit.

mit Biotit ohne Quarz: Glimmerdiorit, Kersantit.

γ. mit Augit ohne Olivin: Diabas, Quarzdiabas, Ophit, Teschenit.

mit Augit und Olivin: Olivindiabas.

δ. mit Diallag: Gabbro, Olivingabbro.

C. Feldspatfreie Olivingesteine: Pikrit u.a.

II. Porphyrische und glasige Gesteine (vulkanische oder Ergußgesteine):

1. Vortertiär (paläo-vulkanisch):

A. mit Orthoklas (Kalifeldspat):

a) mit Quarz: Granitporphyr, Quarzporphyr, Felsitporphyr, Felsitpechstein, Quarzkeratophyr.

b) ohne Quarz: Orthoklasporphyr (quarzfrei), Keratophyr, Syenitporphyr, Minette.

B. mit Plagioklas (Kalknatronfeldspat):

a) mit Hornblende und Quarz: Quarzhornblendeporphyrit.

mit Hornblende ohne Quarz: Hornblendeporphyrit.

b) mit Biotit und Quarz: Quarzglimmerporphyrit.

mit Biotit ohne Quarz: Glimmerporphyrit.

c) mit Augit ohne Olivin: Diabasporphyrit, Augitporphyrit.

mit Augit und Olivin: Melaphyr.

2. Tertiär und Nachtertiär (neo-vulkanisch):

A. mit Orthoklas (Kalifeldspat):

a) mit Quarz: Rhyohth.

b) ohne Quarz und ohne Nephelin: Trachyte, Obsidian, Pechstein.

c) ohne Quarz mit Nephelin oder Leucit: Phonolith, Leucitphonolit, Leucittrachyt.

B. mit Plagioklas (Kalknatronfeldspat):

a) mit Hornblende und Quarz: Quarzpropylit, Dacit.

b) mit Hornblende ohne Quarz: Propylit, Hornblendeandesit.

c) mit Biotit: Glimmerandesit.

d) mit Augit: Augitandesit.

e) mit Augit und Olivin: Basalt.

f) mit Nephelin und Leucit: Nephelin-, Leucitbasanit, Nephelin-, Leucittephrit.

C. mit Nephelin, Augit und Olivin: Nephelinite.

D. mit Leucit, Augit und Olivin: Leucitite.

E. mit Melilith und Augit: Melilithbasalt.

F. mit Augit und Olivin: Limburgit.

mit Augit ohne Olivin: Augitit.

Bedeutung der Eruptivgesteine für die Technik. Die Härte der Eruptivgesteine geht im frischen Zustande selten unter 5 und daher sind die Druckfestigkeiten ziemlich hoch: Verwendung[505] zu Pflaster- und Straßenbaumaterial. Nur die sehr glimmerreichen bilden hiervon eine Ausnahme. Der Mangel an Schichtung hat Vor- und Nachteile. Er begünstigt das Gewinnen großer Blöcke, deren unregelmäßige Form jedoch die Bearbeitung erschwert. Die schwerere Verwitterbarkeit der Eruptivgesteine als Silikate überhaupt empfiehlt ihre Verwendung als Gebäudesockel, Postamente, zu Wasserbauten und Wettermauern; die Augit und Hornblende führenden zeigen sehr große Zähigkeit, besonders wenn diese beiden Mineralien in Chlorit umgewandelt wurden. Sie lassen fleh alsdann oft leichter zersägen als behauen und gestatten auch Profilierungen. Die quarzreichen Gesteine gehören zu den härtesten und gegen Verwitterung am widerstandsfähigsten, und wenn der Quarz als Gemengteil der Grundmasse eng mit den andern Gemengteilen verwachsen ist, erreichen die Gesteine auch große Zähigkeit. Gesteine mit reichlichem kaolinisiertem Feldspat sind durchschnittlich weich und zu Bauzwecken ungeeignet, weil sie zerfallen. Liegen die Härtegrade der Hauptgemengteile weit auseinander, z.B. um zwei Grade oder mehr, so ist die Herstellung einer schönen Politur oft sehr schwierig; der härtere Gemengteil wird glänzend, der weichere bleibt rauh. Die ganz dichten Arten der Eruptivgesteine werden als Pflastersteine meist sehr glatt und bieten dem Huf wenig Reibung (Basalte). Auch die glasreichen zeigen dieselbe Eigenschaft (Pechsteine); sie sind sehr spröd und lassen sich von allen Eruptivgesteinen am schwersten bearbeiten, können daher nur äußerst selten als Hau- und Werksteine benutzt werden. In blasiger Ausbildung (Lava) ist ihre Verwendungsweise eine größere und erstreckt sich auf alle Arten von Mauerwerk. Die glimmerreichen Gesteine neigen vielfach zum Aufblättern und zum Verfall beim Verwittern. Als Zuschlagsmaterial beim Schmelzen der Eisenerze werden leicht schmelzbare Eruptivgesteine (quarzfreie) in manchen Fällen verwendet (Erlan, Gabbro, Diorit u.s.w.).

Literatur: Zirkel, Lehrbuch der Petrographie, Leipzig 1893–94, 3 Bde.; Roth, Allgemeine und chemische Geologie, Berlin 1887–90, Bd. 2 und 3; Rosenbusch, H., Physiographie der Gesteine, 3. Aufl., Stuttgart 1895; Ders., Elemente der Gesteinslehre, 2. Aufl., Stuttgart 1901; Rinne, F., Gesteinskunde für Techniker u.s.w., Hannover 1901.

Leppla.