Petrographie

Petrographie (Lithologie, v. gr.), ein Theil der Geognosie, ist die Lehre von den Gebirgsarten; sie beschäftigt sich mit der Beschreibung der Gebirgsarten in Hinsicht ihrer Bestandtheile, aus denen sie zusammengesetzt sind, ihrer inneren Structurverhältnisse, ihrer Schichtung u. Absonderung. A) Zusammensetzung der Gebirgsarten. Die Mineralien, welche als Bestandtheile der Gesteine auftreten, sind: Quarz, Feldspath, Glimmer, Talk, Hornblende, Pyroxen, Granat, Turmalin, Serpentin, Epidot, Topas, Zirkon, Leucit, Magneteisen, Thon, Kalk, Dolomit, Eisenspath, Perlstein, Pechstein, Anhydrit, Gyps, Steinsalz, Kohle. In Bezug auf die Beschaffenheit der Bestandtheile der Gebirgsarten unterscheiden sich krystallinische Gesteine, wenn die sie zusammensetzenden Mineralien in krystallinischen Individuen (selten vollkommenen Krystallen) ausgebildet sind, u. klastische od. Trümmergesteine, welche aus Bruchstücken schon früher vorhanden gewesener Gesteine bestehen. Ein anderer Unterschied ist auch, daß in den klastischen Gesteinen die einzelnen Bruchstücke durch ein Bindemittel od. Cäment zusammengehalten werden, während die Individuen der krystallinischen Gesteine sich selbst gegenseitig fest halten, zu Aggregaten mit einander verwachsen sind. Die krystallinischen Gesteine bestehen zum Theil wesentlich aus nur einer Mineralspecies u. heißen dann einfache od. gleichartige; zum Theil sind sie aber aus zwei od. mehrern Mineralspecies (Gemengtheilen) zusammengesetzt u. heißen dann gemengte od. ungleichartige. Die Gemengtheile sind entweder wesentliche (charakteristische), wenn sie fast nie fehlen, u. vorzugsweise nur in einem gewissen Gestein gefunden werden, u. daher für dasselbe bezeichnend sind, wie z.B. der Olivin im Basalt; od. begleitende (accessorische), welche nicht wesentlich zu ihrer Zusammensetzung gehören. Diesen Gemengtheilen schließen sich die begleitenden od. accessorischen Bestandmassen, an welche sich als Concretionen u. Secretionen unterscheiden. Concretionen sind Aggregate einer Mineralsubstanz, durch Zusammenziehung im Innern eines Gesteins entstanden, in ihrer Substanz verschieden von dem umschließenden Gestein u. meist scharf von demselben getrennt; sie haben verschiedene Formen u. erscheinen bald in freien Krystallgruppen, bald kugelförmig u. zeigen dann oft eine radialstängelige, faserige u. concentrisch schalige Structur; zuweilen hat sich die äußere Schale der Concretion von dem Kern getrennt, wodurch die sogen. Klappersteine entstehen; bald bilden sie flach ellipsoidische od. linsenförmige Massen, wie der thonige Sphärosiderit; diese sind oft im Innern geborsten u. heißen dann Septarien; bald sind sie endlich knollig, von sehr mannigfachen Formen, wie die kalkigen Knollen im Löß (die sogen. Lößkindchen) u. im Lias, Feuersteine in der Kreide u.a. Hierher gehören auch die Augen- od. Brillensteine (Morpholithe), kalkige od. mergelige, runde od. platte knollige Concretionen mit concentrischen Knollen od. Wülsten. Unter Secretionen versteht man Ausfüllungen von Blasenräumen, Spalten u.a. Hohlräumen, durch Infiltration von außen od. Ausscheidung aus der Gesteinsmasse selbst. Sind die Blasenräume durch solche Substanzen vollständig erfüllt, so heißen sie Mandeln, im Gegensatz zu den Geoden, welche zum Theil noch hohl sind. In Spalten hat sich das fremdartige Mineral theils in plattenförmigen Massen, theils in Trümmern, Schnüren u. Adern ausgeschieden. Nester sind meist unregelmäßig gestaltete krystallinische Secretionen, welche gewöhnlich nicht scharf von dem sie umgebenden Gestein getrennt sind. Endlich trifft man in manchen Gesteinen als fremdartige od. zufällige Einschlüsse Bruchstücken anderer Gebirgsarten, welche zum Theil deutlich von dem umgebenden Gestein abgegrenzt sind, zum Theil sich die u. da in dasselbe verlaufen, zuweilen auch vollständig umgeändert sind. Zu diesen fremdartigen Einschlüssen sind auch die fossilen Überreste von Pflanzen u. Thieren, die Versteinerungen, zu zählen.

B) Die Structur der Gebirgsarten, d.h. die Art u. Weise, wie die Bestandtheile derselben verbunden erscheinen, unterscheidet man als: a) körnig, das Gestein besteht aus Körnern, welche nach allen Richtungen hin ohne eine bestimmte Anordnung mit einander verbunden erscheinen; je nach der Größe der Körner unterscheidet man die Structur des Gesteins als groß-, grob-, klein- u. feinkörnig; b) schieferig, wenn sich das Gestein nach einer Richtung hin in dicke od. dünne Platten spalten läßt; man unterscheidet vollkommen od. unvollkommen schieferige Structur, je nachdem dies leichter od. weniger leicht geschieht; c) dicht, sowohl bei amorphen als auch krystallinischen Gesteinen, wenn die einzelnen Individuen mit blosem Auge nicht zu unterscheiden sind; d) Oolithstructur (Roggensteinstructur), die ganze Masse besteht aus kleinen kugelförmigen[916] od. linsenförmigen Concretionen, welche durch ein Bindemittel vereinigt sind; zuweilen herrscht das Bindenmittel vor u. die Kügelchen erscheinen nur eingestreut in demselben. Die Kügelchen sind meist von concentrisch schaliger Zusammensetzung u. radialfaseriger Structur. Am vollkommensten ausgebildet findet sich die Oolithstructur bei dem Erbsenstein. Ähnliche Concretionen kommen auch in den Perlsteinen, Pechsteinen u. manchen Porphyren vor, sie sind ebenfalls concentrisch schalig u. radialfaserig u. heißen Sphärolithe, daher diese Structur auch sphärolithische Structur genannt wird. e) Porphyrstructur, Krystalle od. krystallinische Körner liegen zerstreut u. einzeln in einer dichten od. feinkörnigen gleichartigen Grundmasse. Diese eingestreuten Mineralien sind meistens verschieden von der Grundmasse u. gehören verschiedenen Mineralspecies an, sie heißen auch Einsprenglinge. f) Mandelsteinstructur, in einer gleichartigen Grundmasse befinden sich rundliche od. längliche, theils leere, theils mit verschiedenen Mineralien angefüllte Blasenräume (Mandeln), s. Mandelstein. Werden die Blasenräume größer, 2 Zoll u. darüber, u. sind sie zugleich hohl, so heißen sie Geoden; sie sind oft im Inneren mit schönen Krystallen ausgekleidet (Krystalldrusen). g) Conglomerate u. Puddinge bestehen aus abgerundeten, Breccien aus eckigen Bruchstücken, Geröllen u. Geschieben verschiedener Gesteine, welche durch einen Cäment verschiedener Art zusammengehalten werden. h) Sandsteinstructur, kleine Qnarzkörner sind durch ein Bindemittel verschiedener Natur verkittet.

C) Schichtung der Gesteine. Die Trennungsflächen im Inneren des Gesteins theilen dasselbe häufig in lauter mehr od. weniger parallel laufende Lagen, diese Gesteinslagen, welche durch zwei parallele Flächen begrenzt sind u. bei einer oft meilenweiten Ausdehnung gewöhnlich nur eine geringe Dicke besitzen, heißen Schichten u. das Gestein selbst geschichtet od. normal. Die Schichtung kommt nur in den durch Niederschlag aus dem Wasser gebildeten Gesteinen (Flötzgebirge) vor, u. da dieser Niederschlag nur von oben nach unten erfolgen konnte, so muß jede tiefer liegende Schicht früher abgesetzt worden, also älter sein als die darüber befindliche. Die Gesteine, welche keine Schichtung zeigen, heißen massige Gesteine. Die Dicke der Schicht heißt ihre Mächtigkeit, die obere Schichtungsfläche das Hängende, die untere das Liegende, die Ausdehnung der Schicht nach der Richtung der Schichtungsflächen heißt ihre Verbreitung, die Enden der Schichten, wo dieselben von der Gebirgsoberfläche begrenzt sind, ist das Ausgehende. Nicht immer liegen die Schichten horizontal, söhlig, häufig sind sie geneigt, bisweilen stehen sie selbst senkrecht, auf dem Kopf. Die Neigung einer Schicht gegen den Horizont nennt man das Fallen der Schicht u. bestimmt dasselbe nach dem Winkel, welchen die Schicht mit dem Horizont einschließt u. der Himmelsgegend, nach welcher sie sich neigt. Unter Streichen einer Schicht versteht man die Ausdehnung der Schicht nach der auf der Falllinie senkrechten Richtung; die Richtung des Streichens ergibt sich also unmittelbar von selbst aus der Fallrichtung der Schichten. Die Schichten sind oft wellenförmig, durch Hebungen u. Senkungen verrückt (Verwerfung) u. zickzackförmig gebogen.

D) Absonderung ist die Trennung des Gesteins im Großen in mehr od. weniger regelmäßige Stücke; erstreckt sie sich unregelmäßig weit hin durch das Gestein nach verschiedenen Richtungen u. bildet sie durchkreuzende Risse u. Spalten, so heißt sie Zerklüftung. Man unterscheidet: a) Plattenförmige Absonderung, welche sich von der Schichtung dadurch unterscheidet, daß die tafel- od. plattenförmigen Stücken meist eine geringe Ausdehnung haben u. nicht durch die ganze Masse in horizontalen Ebenen liegen; b) säulenförmige Absonderung, die Trennung des Gesteins in mehr od. weniger lange säulenförmige Stücke. Die Säulen sind drei- bis neunseitige, meist fünf- od. sechsseitige Prismen mit ebenen u. glatten Seitenflächen, häufig durch Querklüfte in einzelne Stücken gespalten (gegliedert), sie stehen gewöhnlich senkrecht u. parallel neben einander gereiht, zuweilen schief, sogar horizontal, seltener sind sie gebogen. Am ausgebildetsten findet man diese Absonderung beim Basalt, doch kommt sie auch beim Porphyr, Klingstein, Trachyt u.a. Gesteinen vor; c) kugelige Absonderung, wenn das Gestein sich in kugeligen Massen abgesondert hat, die durch eine Masse von derselben Beschaffenheit mit einander verbunden sind. Die Kugeln sind zuweilen concentrisch schalig abgesondert, bei manchen tritt dies erst bei beginnen der Verwitterung ein; d) unregelmäßige Absonderung, wenn die Trennungsflächen das Gestein nach allen Richtungen hin in unregelmäßige Stücken zertheilt. Hierher gehören noch e) die Stylolithen, gerade, selten etwas gekrümmte, 1 Zoll bis 1 Fuß lange, wenige Linien bis 2 Zoll dicke Stängel, deren Oberfläche der Länge nach stark gestreift od. gefurcht u. nach der Quere oft mit Runzeln versehen ist; sie liegen im Gestein rechtwinkelig in der Schicht u. finden sich bes. häufig im Muschelkalk. Einzelne Schichten u. Lagen, die sich ihrer Masse nach von dem unter u. über ihnen liegendem Gestein unterscheiden, heißen Lager, sie enthalten Erze (Erzlager) od. andere nutzbare, nicht metallische Mineralien (Flötze). Lager von geringer Ausdehnung heißen Stöcke. Leere Trennungsspalten sind Schlotten u. Höhlen. Gänge sind plattenförmige Massen von größerer od. geringerer Mächtigkeit, welche andere Gesteine senkrecht od. auch geneigt durchsetzen u. deren Masse (Gangart, Ganggestein) von der umgebenden Gebirgsart (Nebengestein) verschieden ist. Die beiden Grenzflächen des Gangs, in denen die Gangart das Nebengestein berührt, heißen Saalbänder. Die Gänge enthalten theils Metalle (Erzgänge, Metalladern), theils nicht metallische Mineralien, meist Kalkspath, Quarz od. Schwerspath. Sehr schmale Gänge nennt man Schnüre. Von den Veränderungen der Gesteine durch die stete Einwirkung der atmosphärischen Luft u. des Wassers s.u. Verwittern; über die Eintheilung der Gesteine nach ihren Massen- u. Structurverhältnissen s.u. Gebirgsarten.