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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 [* 2] vermittelst der Lupe, [* 3] 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. [* 4] Zu diesem Zweck stellt man Dünnschliffe der Gesteine (s. beifolgende Tafel) dar, in welchen fast alle Bestandteile mit Ausnahme weniger (Magneteisen, Eisenkies [* 5] 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, [* 6] 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 [* 7] 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: [* 8] Cotta, Gesteinslehre (2. Aufl., Freiberg [* 9] 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 [* 10] 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) [* 11] 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.
Magneteisengestein.
Quarzit oder Quarzfels (körniger; dichter).
Kieselschiefer oder Lydit (schieferiger dichter Quarz, meist dunkel gefärbt durch Kohle etc.).
Kalkstein (körniger; oolithischer; dichter; poröser): Kalksinter, Marmor, Kreide. [* 13]
Dolomit (körniger; poröser).
Eisenspatfels oder Sideritgestein.
Gips [* 14] (Alabaster, gemeiner Gips, Fasergips).
Amphibolit (körniger oder Hornblendegestein; schieferiger oder Hornblendeschiefer; auch Strahlsteinschiefer gehört hierher).
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; [* 15] 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, [* 16] 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.
Topasfels: Quarz, Topas, [* 17] Turmalin.
Granitporphyr: feinkörnige Grundmasse von Orthoklas, Quarz, Glimmer, große Kristalle [* 18] 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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Felsitfels, felsitische Grundmasse mit spärlichen Einsprenglingen, Hälleflinta, eine derartige dichte Grundmasse ohne Einsprenglinge.
Rhombenporphyr oder quarzfreier Orthoklasporphyr; Orthoklas in dichter Grundmasse und in Kristallen, accessorisch Oligoklas.
Minette: feldspatige Grundmasse mit viel Biotit, vereinzelte Orthoklaskörnchen.
Porphyrit: Oligoklas als Ausscheidungen und Grundmasse;
letztere selten felsitisch.
Hierher außer dem eigentlichen Oligoklasporphyrit oder Feldspatporphyrit der Hornblendeporphyrit, der Glimmerporphyrit und der Quarzporphyrit; der beigesetzte Name gibt die Mineralspezies an, welche allein oder neben Feldspat die Ausscheidungen bildet.
Pechstein (Felsitpechstein): glasartige Modifikation des Porphyrs, namentlich (wie der Siliciumgehalt zeigt) des Quarzporphyrs, oft sphärolithisch, mitunter porphyrisch (Pechsteinporphyr) durch Sanidin, Biotit oder Quarz.
D. Diorit und Diabasgesteine.
Diorit: trikliner Feldspat (Oligoklas oder Labrador), Hornblende;
meist feinkörnig, oft porphyrisch (Dioritporphyr) mit Oligoklas oder Hornblende als Ausscheidungen.
Hierher, zum Teil aber auch zum Diabas: Ophit (mit welchem Namen mitunter aber auch Serpentin bezeichnet wird), dichtes Gemenge von Hornblende oder Augit [* 20] mit Oligoklas;
Kugeldiorit (Corsit), Anorthit und Hornblende in radial stängeliger Anordnung.
Tonalit oder Adamellogranit: körnig, trikliner Feldspat, Quarz, Biotit, Hornblende.
Diabas: körnig, Labrador oder Oligoklas und Augit;
Diabasporphyr hat dichte bis feinkörnige Grundmasse mit Ausscheidungen von Labrador oder Oligoklas, auch Augit daneben, Augitporphyr in ebensolcher, meist sehr dunkler Grundmasse Augitkristalle.
E. Gabbro- und Olivinfelsgesteine.
Gabbro: körniges Gemenge von Labrador und Diallag, auch Smaragdit;
oder von Saussurit und Diallag, auch Smaragdit;
im Olivingabbro noch Olivin. [* 21]
Hyperit oder Hypersthenfels: körniges Gemenge von Labrador und Hypersthen.
Schillerfels: Anorthit, Enstatit, Diallag, mitunter auch Olivin, oft serpentinisiert. Hierher der Forellenstein oder Serpentinfels, Anorthit, Diallag, Olivin und Serpentin.
Lherzolith oder Olivinfels (Dunit), körnig: Olivin, Enstatit, Diopsid nebst Picotit.
Pikrit: Hornblende mit viel Olivin, Diallag, Biotit, Magneteisen.
F. Melaphyrgesteine.
Melaphyr: dichte, seltener feinkörnige Masse, oft mit Mandelsteinstruktur;
trikliner Feldspat, Augit, Olivin, Glasbasis, Magnet und Titaneisen.
Hierher: Palatinit, dem Melaphyr äußerlich sehr ähnlich, mit weniger Glasbasis, Enstatit führend.
G. Trachytgesteine.
Quarztrachyt oder Liparit, auch felsitischer Rhyolith: Sanidin und Quarz in Grundmasse mit Ausscheidungen von denselben, auch von Oligoklas und Hornblende. Hierher: Domit, sehr feinkörnige Grundmasse mit kleinen Ausscheidungen von Oligoklas und Biotit.
Sanidin und Sanidin-Oligoklastrachyt: Sanidin, in ersterm mit wenig, in letzterm mit mehr Oligoklas in Grundmasse und Ausscheidungen.
Andesit, körnig: Oligoklas, Hornblende oder Augit, mitunter Quarz;
danach vier Varietätengruppen: quarzführender Hornblende-Andesit (Dacit), quarzfreier Hornblende-Andesit (hierher: Propylit), quarzführender Augit Andesit, quarzfreier Augit-Andesit.
Phonolyt, dicht, oft porphyrisch, meist hellgrau: Sanidin, Nephelin, Hornblende, Magneteisen, sehr oft Nosean (Noseanphonolith);
auf Adern und durch die ganze Masse durch Zersetzung des Nephelins: Zeolithe, mitunter Leucit [* 22] führend (Leucitophyr, zum Teil vgl. unten Basaltgesteine).
Obsidian, Perlstein (Perlit), Bimsstein, Trachytpechstein: glasartige Modifikationen der Trachytgruppe;
Obsidian, schwer schmelzbar;
Perlit, Emailmasse mit Körnern, Sphärolithstruktur, auch porphyrartig mit Sanidinkristallen;
Bimsstein, schaumig schlackig;
Trachytpechstein, leichter schmelzbar und in der Hitze Wasser abgebend.
H. Basaltgesteine.
Feldspatbasalt, Anamesit und Dolerit;
die Dolerite sind die gröbern körnigen, die Anamesite die feinkörnigen, die Basalte die dichten Varietäten;
trikliner Feldspat, Augit, Magnet- oder Titaneisen, Glasbasis, meist etwas Olivin, accessorisch zuweilen Nephelin;
häufig ist bei diesen, wie bei den übrigen Basalten, die Mandelsteinstruktur.
Nephelinbasalt und Nephelinit (Nephelindolerit): Nephelin, Augit, Olivin, Magneteisen, selten Glasbasis, accessorisch zuweilen Feldspat, Leucit, Nosean; der Nephelinbasalt dicht, der Nephelinit grobkörnig.
Melilithbasalt, an Stelle des Nephelins Melilith.
Leucitbasalt und Leucitophyr (zum Teil vgl. oben unter Phonolith): Leucit, Augit, Magneteisen., Glasbasis, accessorisch Nephelin, Hauyn, Olivin;
Leucitbasalt dicht, Leucitophyr porphyrartig durch größere Leucite.
Magmabasalt (Limburgit): vorwaltend Glassubstanz, in der Augit und Olivin ausgeschieden liegen;
bildet den Übergang zu den basaltischen Gläsern.
Hyalomelan, Tachylyt und Hydrotachylyt: glasartige Modifikationen der Basaltgesteine;
Hyalomelan in Säuren schwer, Tachylyt und Hydrotachylyt leicht zersetzend, letzterer etwas wasserhaltig.
Hauynophyr oder Hauynlava: feinkörnig bis dicht; Augit und Hauyn, selten Leucit.
III. Klastische Gesteine.
A. Zementierte.
Tuffe: zertrümmertes und wieder verkittetes Material der Eruptivgesteine;
Bindemittel: Bestandteile der zertrümmerten Gesteine, fein zerrieben, auch wohl durch Wasser verändert;
dahin porphyrischer oder felsitischer Tuff (Thonstein), Diabastuff nebst dem kalkhaltigen Schalstein, Trachyttuff, Bimssteintuff, Traß, Phonolithtuff, Basalttuff, Peperin, Palagonittuff, Leucittuff.
Konglomerat: Fragmente von rundlicher Gestalt, durch ein beliebiges Bindemittel zementiert.
Breccien; die Fragmente sind eckig.
Sandsteine: Sandkörner, durch ein Bindemittel (kalkig, thonig, kieselsäurehaltig) zu festem Gestein verbunden.
B. Lose.
Blöcke, Gerölle ohne Bindemittel, loser Gruß, loser Sand (Quarzsand, Dolomitsand, Glaukonit oder Grünsand, Magneteisensand, vulkanischer Sand etc.), Vulkanbomben, Lapilli, Asche etc.
C. Thon und Thongemenge.
Thon: plastische Masse, durch kohlensaure Verbindungen, andre Silikate, mitunter auch Gips, Eisenkies etc. verunreinigtes Kaolin.
Schieferthon: mild, schieferig; verhärteter Thon, oft mit Glimmer etc.; Übergang zum Thonschiefer.
Lehm: Thon, mit feinem Quarzsand etc. gemengt; weniger plastisch; hierher Laterit, stark eisenschüssig.
Löß: Thon, mit Quarz in Schüppchenform und mit Kalk gemengt, locker, porös, nicht plastisch.
Mergel: Thon, mit Kalk oder Dolomit, auch mit Quarz, Gips etc. gemengt.
Roter und brauner Thoneisenstein: Gemenge von Thon mit Rot- und Brauneisenstein;
zu ersterm Rötel, zu letzterm Sumpferz (Raseneisenstein, Ortstein, quarzreich), Bohnerz etc.
Thoniger Sphärosiderit: Gemenge von Thon mit Eisenspat.
IV. Organogene Gesteine.
A. Kohle.
Anthrazit oder Kohlenblende.
Schwarzkohle oder Steinkohle; Varietäten: Pechkohle, Kännelkohle, Grobkohle, Rußkohle, Schieferkohle, Faserkohle etc.
Braunkohle; Varietäten: Lignit, Pechglanzkohle oder Gagat, Erdkohle, bituminöses Holz, [* 23] Blätter, Papierkohle etc. Torf.
B. Kohlenwasserstoffe.
Bogheadkohle (wegen ihres Reichtums an Kohlenwasserstoffen den Übergang zu den Kohlen bildend).