Mineralaggregate, die einen wesentlichen Teil der Erdrinde bilden. Die Gesteinslehre oder Petrographie, wohl auch, aber wenig gebräuchlich, Lithologie, ist einer der fundamentalen Teile der Geologie [* 3] (petrographische Geologie); sie hat in neuester Zeit, namentlich durch die Anwendung des Mikroskops und ganz besonders durch dessen Verbindung mit Polarisationsapparaten, welche die optischen Eigenschaften der Mineralien klar und scharf hervorheben, bedeutende Fortschritte erzielt.

Man teilt die Gesteine zunächst in kristallinische Gesteine und in Trümmergesteine (klastische Gesteine). Erstere enthalten die einzelnen Mineralindividuen unmittelbar verbunden, letztere sind durch mechanische Zertrümmerung entstandene Fragmente andrer Gesteine, lose gehäuft oder durch ein später hinzugekommenes Bindemittel, Zement, zusammengehalten (s. Tafel »Mineralien und Gesteine«, [* 1] Fig. 20 u. 21). Alle Gesteine, namentlich die kristallinischen, können einfach, gleichartig, oder gemengt, zusammengesetzt, ungleichartig, sein; im erstern Fall sind sie wesentlich aus nur einer, im letztern Fall aus mehreren Mineralspezies zusammengesetzt.

Die Zahl der gesteinbildenden Mineralspezies ist eine beschränkte;

unter den Oxyden: Eis [* 4] (Wasser), Quarz, Brauneisen, Roheisen, Magneteisen;

unter den Chloriten: Steinsalz;

unter den Carbonaten: Kalkspat, [* 5] Dolomit, Magnesit, Eisenspat;

unter den Sulfaten: Anhydrit und Gips; [* 6]

unter den Silikaten (abgesehen von der nicht individualisierten Glassubstanz, s. unten): die verschiedenen Glieder [* 7] der Feldspatgruppe, der Augit- und Hornblendegruppe, der Glimmergruppe, der Nephelingruppe, Serpentin, Talk, Chlorit, Granat; [* 8]

endlich die Organoide: Anthracit, Steinkohle etc. Größer ist die Zahl derjenigen Mineralspezies, welche als zufällige (accessorische) Bestandteile der Gesteine auftreten, welche, als das Wesen der Gesteine nicht bedingend, bald in denselben vorkommen, bald auch fehlen, gelegentlich aber durch Häufigkeit und Gebundensein an Ein Gestein geradezu charakteristisch für dasselbe werden können.

Unter solchen accessorischen Gemengteilen sind außer den obigen Mineralabteilungen noch die Klassen der Elemente, der Schwefelmetalle, der Titanate besonders häufig vertreten. - Neben der Zusammensetzung ist die Struktur der Gesteine, die Art und Weise, in welcher die Mineralaggregate verbunden sind, zu unterscheiden. Sie ist körnig: dann sind die Gesteine aus kristallinischen Körnern (auch Blättern etc.) zusammengesetzt, ohne daß in der Anordnung eine besondere Norm obwaltete (Granit, s. Tafel »Mineralien«, Fig. 13). Werden die kristallinischen Individuen so klein, daß sie nicht mit bloßen Augen (selbst nicht immer mit der Lupe) [* 9] zu erkennen sind, so heißt die Struktur dicht (dichter Kalkstein etc.). Porphyrisch heißt sie, wenn in dichter oder ¶

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feinkörniger Grundmasse Kristalle, [* 11] Körner etc., sogen. Einsprenglinge, besser Ausscheidungen, von einem oder mehreren Mineralien vorkommen (Feldspat, od. Feldspat und Quarz etc. im Porphyr, s. Tafel »Mineralien«, [* 10] Fig. 15); porphyrartig aber, wenn ein Gemengteil eines feinkörnigen, zusammengesetzten Gesteins in größern Kristallen vorkommt (porphyrartiger Granit mit großen Orthoklaskristallen, [* 10] Fig. 14), oder wenn in einem einfachen feinkörnigen Gestein auch einzelne größere Kristalle (Gipsspat im Gips), oder endlich, wenn im einfachen Gestein accessorische Bestandteile in größern Kristallen (Granat im Chloritschiefer u. dgl.) auftreten.

Sind die kristallinischen Individuen nach einer bestimmten Richtung aneinander gefügt, so findet schieferige Struktur (Chloritschiefer, Glimmerschiefer) statt, die besonders oft durch tafelartige Individuen (Glimmer) bedingt und bei einfachen Gesteinen nur durch blätterige Individuen (Chlorit) hervorgebracht wird. Hierher gehört auch die Gneisstruktur [* 10] (Fig. 19). Umgeben dünne Lagen schuppiger Mineralindividuen linsenförmige Aggregate, so entsteht die flaserige Struktur. Bei der Oolithstruktur umschließt eine dichte bis feinkörnige Grundmasse kugelförmige Konkretionen von Hirsekorn- bis Erbsengröße; sie ist namentlich dem Kalk eigen, daher oolithische Kalksteine einfach Oolithe (Roggensteine, [* 10] Fig. 23) heißen.

Größere, im Mittel erbsengroße Kugeln von schaligem Bau und mit fremdem Kern geben den Pisolith (Erbsenstein). Sphärolithische Struktur, in Pechstein, Porphyr etc. auftretend (vgl. Felsitkugeln), zeigt weniger regelmäßige Kugelgestalten, nicht durchweg schaligen Bau u. sehr innigen, meist erst durch Verwitterung zertrennten Zusammenhang der Kugeln milder Grundmasse [* 10] (Fig. 16, 17). Mandelsteinstruktur (amygdoloidische Struktur) entsteht, wenn Hohl- oder Blasenräume mit gewissen Mineralien ausgefüllt sind (Mandeln, Achat [* 12] im Palatinit, [* 10] Fig. 12, 18). Sind die Hohlräume leer, so ist die Struktur blasig; sind dieselben gewunden, verengert, so heißt das Gesteine schlackig; treten viele kleine eckige Hohlräume (meist durch Auswittern) auf, so ist die Struktur porös.

Glasartig ist die Struktur: wenn das Gestein ganz oder vorwiegend aus einer amorphen Glasmasse (Glasbasis) besteht;

da aber derartige Gesteine durch Ausscheidungen kleiner Kristallindividuen (Kristallite, Trachyte) und größerer Einzelkristalle sowie auch genetisch mit andern dichten, körnigen und porphyrischen Gesteinen eng verknüpft sind, so pflegt man sie als glasartige Modifikationen (Gläser) diesen ihren Verwandten beizuzählen, die ihrerseits ebenfalls oft noch mehr oder weniger zahlreiche Glaseinschlüsse enthalten.

Unter dem Mikroskop [* 13] lassen die vereinzelten Kristallitenausscheidungen der Gläser häufig eine mehr oder weniger deutliche parallele Anordnung (Mikrofluktuationsstruktur, Fluidalstruktur, s. Tafel »Gesteine, Dünnschliffe«, [* 10] Fig. 2, 3) erkennen (vgl. Entglasung). [* 14]

Dem Aufbau ihres Materials (Tektonik) nach unterscheiden sich die Gesteine als geschichtete (s. Tafel »Mineralien«, [* 10] Fig. 22) u. ungeschichtete oder massige. Erstere sind, eng zusammenhängend mit ihrer Bildung, aus einzelnen, untereinander parallel verlaufenden Schichten (vgl. Schichtung) zusammengesetzt, letztere lassen eine solche Zerfällung in einzelne Lagen nicht erkennen. Der äußern Begrenzung nach unterscheidet man die massigen Gesteinskörper als Stöcke von unregelmäßig konturierter Begrenzung u. ungefähr gleichen drei Raumdimensionen.

Sie entsenden mitunter Ausläufer (Apophysen) in das Nebengestein. Gänge sind parallelepipedische Gesteinsmassen von großer Ausdehnung [* 15] nach zwei Dimensionen, von geringerer nach der dritten. Als echte Gänge durchschneiden sie Schichtsysteme widersinnig, als Lagergänge laufen sie den einschließenden Schichten parallel (s. Gang). [* 16] Treten die massigen Gesteine als an der Oberfläche entwickelte Bildungen auf, so unterscheidet man Kuppen, Decken, Ströme, Ausdrücke, von denen sich die ersten beiden von selbst erklären, während Ströme langgestreckte Gesteinskörper sind, welche die Art der Bildung aus feurigem Fluß durch das Höherliegen des Ausgangspunktes, durch Längserstreckung bei relativ kleinerm Querdurchmesser erraten lassen. Oft spielt sich in den betreffenden Gesteinen die oben erwähnte Fluidalstruktur in dem Sinn ab, daß die Anordnung der Kristallite und kleinen Kristalle parallel zur Längsachse des Stroms verläuft. - Unter Absonderung der Gesteine versteht man eine Zerklüftung, welche sich nach der Bildung der Gesteine herausgebildet hat, wohl meist durch Zusammenziehung des Gesteinsmaterials (Austrocknung oder Abkühlung), in einzelnen Fällen vielleicht auch durch innern Druck entstanden, dann nämlich, wenn, wie nicht unwahrscheinlich ist, sich die Silikatgemenge bei dem Übergang aus dem flüssigen in den festen Zustand ausdehnen. Als Absonderungsformen lassen sich unterscheiden die quaderförmige vieler Sandsteine, die säulenförmige der Basalte und andrer auf eruptivem Weg entstandener Gesteine, die kugelförmige, ebenfalls an Basalten beobachtet, die plattenförmige der Phonolithe etc.

Der Entstehung nach unterscheidet man endlich die Gesteine als sedimentäre, durch mechanischen Absatz aus Wasser oder durch Niederschlag aus wässeriger Lösung gebildet, und eruptive, in feurigflüssigem Zustand aus dem Erdinnern emporgestiegen. Wenn letztere in ihrem Vorkommen und in ihrer mineralogisch-chemischen Beschaffenheit eine große Ähnlichkeit [* 17] mit den Produkten jetzt thätiger Vulkane [* 18] besitzen, so nennt man sie vulkanische; diese Produkte selbst heißen Laven [* 10] (Fig. 24). Dem jetzigen Zustand unsrer geologischen Kenntnisse entspricht es, wenn man neben sedimentärem und eruptivem Material auch noch von kryptogenen Gesteinen spricht. Es gehören dahin namentlich Gesteine ältester Entstehung, welche mit den sedimentären deutliche Schichtung, mit den eruptiven die Ähnlichkeit der mineralogisch-chemischen Zusammensetzung teilen. - Alle Untersuchungsmethoden der Gesteine gipfeln in der Bestimmung der Bestandteile des Gesteins.

Bei einfachen Gesteinen wird deshalb, da jede Mineralspezies eine feste chemische Zusammensetzung hat, die chemische Analyse direkt brauchbare Resultate geben, sofern man nur von accessorischen Bestandteilen möglichst freies Material aussucht; dagegen kann sie von den gemengten Gesteinen ein gleich erschöpfendes Bild nicht geben. Aber auch hier wird die Untersuchung einer mittlern Probe des gesamten Gesteins (Pauschanalyse) wertvolle Anhaltspunkte ergeben können, insofern, als die chemischen Formeln der das Gestein zusammensetzenden Mineralien Grenzwerte darstellen, zwischen welche hinein die Resultate dieser Pauschanalyse fallen müssen. So werden namentlich die Silikatgemenge schon durch den prozentischen Gehalt an Silicium charakterisiert und als siliciumreiche (saure, über 23 Proz. Silicium enthaltend) und siliciumarme (basische, unter etwa 23 Proz. Silicium enthaltend) unterschieden. Auch kann bei recht heterogener Zusammensetzung der einzelnen Bestandteile die Pauschanalyse einer die Gesamtresultate auf die Gemengteile ausschlagenden Berechnung unterworfen werden. In weitaus den meisten Fällen aber wird die Untersuchung eines ¶

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Gesteins erst dann als erschöpfend anzusehen sein, wenn sie sich auch auf die einzelnen Bestandteile ausdehnt. Bei grobkörnigen Gesteinen genügt zu diesem Zweck Auslesen der verschiedenen zusammensetzenden Mineralien vermittelst der Lupe, bei feinkörnigen verwendet man neuerdings mit Glück die Unterschiede des spezifischen Gewichts, indem man Flüssigkeiten von hohem spezifischen Gewicht (Kalium und Baryumquecksilberjodid, mehrere Borowolframiate) herstellt und, diese allmählich verdünnend, aus dem Gesteinspulver die Trümmer in der Skala ihres spezifischen Gewichts erhält.

Eine wichtige Kontrolle der chemischen bildet die mikroskopische Untersuchung im polarisierten Licht. [* 20] Zu diesem Zweck stellt man Dünnschliffe der Gesteine (s. beifolgende Tafel) dar, in welchen fast alle Bestandteile mit Ausnahme weniger (Magneteisen, Eisenkies [* 21] u. einige andre) durchsichtig werden u. nun durch Anwendung zweier drehbarer Nicolscher Prismen des einen unter dem Objekttisch des Mikroskops u. des andern zwischen Objekt u. Auge, [* 22] im polarisierten Licht untersucht werden können. Der Unterschied zwischen amorphen (Glasbasis), resp. tesseral kristallisierenden Mineralien und den doppeltbrechenden ist dabei sofort eruierbar, und für eine Reihe der letztern, soweit sie als Gesteinsbestandteile vorkommen, ist ihr Verhalten im polarisierten Licht (s. Tafel »Gesteine«, Fig. 1 u. 5) charakteristisch. Eine vorzügliche Erweiterung hat diese mikroskopisch-optische Untersuchungsmethode neuerdings durch eine Reihe mikroskopisch-chemischer Reaktionen erfahren, welche man auf dem Objektträger mit durchbohrtem Deckglas ausführt, so daß die angewandten Reagenzien nur auf den beabsichtigten Teil des Dünnschliffs einwirken können.

Einer einfachen Systematik der Gesteine stehen als Schwierigkeit die zahlreichen Übergänge und Zwischenvarietäten entgegen, welche die Gesteinsarten nicht im gleichen Sinn voneinander abtrennbar machen, wie dies bei den Mineralspezies möglich ist. So kann der körnige Granit durch allmähliche Strukturänderung in den schieferigen Gneis übergehen, aber auch, da er aus Quarz, Feldspat und Glimmer zusammengesetzt ist, durch Aufnahme von Hornblende [* 23] und allmähliches Zurücktreten des Quarzes und des Glimmers in Syenit; ferner bilden sich bei allen gemengten Gesteinen durch Vorwiegen bald des einen, bald des andern Gemengteils eine große Anzahl einzelner Varietäten aus, welche sich nach äußerer Erscheinungsweise und chemischer Zusammensetzung von typischen Mittelvarietäten weit entfernen können. Die unten folgende Übersicht macht den Versuch, die in möglichst wenige natürliche Gruppen zu verteilen.

Vgl. außer den Lehrbüchern der Geologie: Cotta, Gesteinslehre (2. Aufl., Freiberg [* 24] 1862);

Senft, Klassifikation und Beschreibung der Felsarten (Bresl. 1857);

Derselbe, Die kristallinischen Felsgemengteile (das. 1868);

Derselbe, Analytische Tabellen für Mineralien und Gebirgsarten (Hannov. 1874);

Zirkel, Lehrbuch der Petrographie (das. 1866, 2 Bde.);

v. Lasaulx, Elemente der Petrographie (Bonn [* 25] 1875);

Derselbe, Einführung in die Gesteinslehre (Bresl. 1886);

Lang, Grundriß der Gesteinskunde (Leipz. 1877);

Blaas, Katechismus der Petrographie (das. 1882);

Hußak, Anleitung zum Bestimmen der gesteinsbildenden Mineralien (das. 1885);

Kalkowsky, Elemente der Lithologie (Heidelb. 1886).

Der mikroskopische Teil wurde ausführlich behandelt von Vogelsang (»Philosophie der Geologie«, Bonn 1867),

Zirkel (»Die mikroskopische Beschaffenheit der Mineralien und Gesteine«, Leipz. 1873),

Rosenbusch (»Mikroskopische Physiographie«, Stuttg. 1873-77, 2 Bde.; 1. Bd., 2. Aufl. 1885) und Cohen (»Sammlung von Mikrophotographien«, das. 1880-84). Die mikroskopisch-chemischen Reaktionen sind zusammengestellt in Behrens »Mikrochemischen Methoden« (Haarlem) [* 26] und Strengs »Methode zur Isolierung der Mineralien eines Dünnschliffs« (Bonn 1883 und 1885). Über die Resultate der chemischen Untersuchung (Analyse) der Gesteine vgl. Roth, Gesteinsanalysen (Berl. 1861); Derselbe, Beiträge zur Petrographie der plutonischen Gesteine (das. 1869, 1873, 1879, 1884).

Übersicht der natürlichen Gesteinsgruppen.

I. Einfache kristallinische Gesteine.

Graphitschiefer.

Wasser und Eis.

Roteisenstein.

Magneteisengestein.

Brauneisenstein.

Quarzit oder Quarzfels (körniger; dichter).

Kieselschiefer oder Lydit (schieferiger dichter Quarz, meist dunkel gefärbt durch Kohle etc.).

Steinsalz.

Kalkstein (körniger; oolithischer; dichter; poröser): Kalksinter, Marmor, Kreide. [* 27]

Dolomit (körniger; poröser).

Eisenspatfels oder Sideritgestein.

Anhydrit.

Gips (Alabaster, gemeiner Gips, Fasergips).

Phosphorit.

Amphibolit (körniger oder Hornblendegestein; schieferiger oder Hornblendeschiefer; auch Strahlsteinschiefer gehört hierher).

Talkschiefer.

Chloritschiefer.

Serpentin.

Kaolin oder Porzellanerde.

II. Gemengte kristallinische Gesteine.

A. Kristallinische Schiefer.

Gneis: Quarz, Orthoklas, Glimmer, im Gegensatz zum körnigen Granit schieferig;

Abarten mit Oligoklas, Hornblende, Talk, Graphit, Cordierit.

Granulit: Orthoklas, Quarz, Granat; accessorisch Glimmer, Turmalin, Disthen.

Glimmerschiefer: Glimmer (meist Muskovit oder dieser doch neben Biotit), Quarz. Hierher auch Sericitschiefer: Sericit und Feldspat.

Kalkglimmerschiefer: Quarz, Kalk, Muskovit.

Thonschiefer und Phyllit: Quarz, Glimmer, chloritisches Mineral, Kristallite (Rutil, [* 28] Turmalin?), aber auch klastische Gesteinselemente, wodurch Übergänge zum Schieferthon (s. unter III.). Hierher: Garben-, Fleck-, Knoten-, Frucht-, Ottrelith-, Chiastolithschiefer.

B. Granit und Syenitgesteine.

Granit: Quarz, Orthoklas, Glimmer (beiderlei); öfters Oligoklas, auch Cordierit, Graphit, Turmalin etc.

Syenitgranit: zu vorigen Hornblende.

Turmalinfels oder Schörlfels, auch Turmalinschiefer, Quarz und Turmalin (Schörl), accessorisch Orthoklas.

Granatfels: Granat und Hornblende, accessorisch Magneteisen.

Eklogit: Smaragdit oder Omphacit (auch gemeine Hornblende) und Granat, accessorisch Glimmer und Cyanit.

Greisen: Quarz, Lepidolith.

Topasfels: Quarz, Topas, [* 29] Turmalin.

Granitporphyr: feinkörnige Grundmasse von Orthoklas, Quarz, Glimmer, große Kristalle von Orthoklas;

auch Chlorit.

Syenit: Orthoklas und Hornblende.

Zirkonsyenit: zu vorigen Zirkon.

Miascit: Orthoklas, Eläolith, Biotit.

Foyait: Orthoklas, Eläolith, Hornblende.

Monzonit: Orthoklas, trikliner Feldspat, Hornblende, Biotit.

C. Porphyrgesteine.

Quarzporphyr (Felsitporphyr): Grundmasse felsitisch (inniges Gemenge von Orthoklas und Quarz); Ausscheidungen: Orthoklas, Quarz, öfters trikline Feldspate, Glimmer. Hierher: ¶

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