Gestein :

– Material, aus dem der überwiegend feste Teil der Erde und anderer Himmelskörper (Planeten, Monde, Meteoriten, Kometen) besteht. Gesteine setzen sich aus einem oder mehreren Mineralen zusammen, die kristallin oder glasartig sein können. Sie sind meist mehr oder weniger hart und fest (Steine, Kiesel), manchmal auch plastisch (wassergetränkte Tone) oder locker (Sande) (modifiziert nach Foucault & Raoult, 2010, und Michel, 2016).
.

Geologinnen und Geologen betreiben Petrologie (von griech. petra = Stein und logos = Wort, Lehre), um die Gesteine zu beschreiben (A) und sie entsprechend ihrer Entstehung in Gruppen einzuteilen (B).

A. Beschreibung

Die Gesteinsbeschreibung wird auch Petrographie genannt (griech. graphein = schreiben). Sie kann mit bloßem Auge (makroskopisch) oder mithilfe von Vergrößerungshilfen (mikroskopisch) erfolgen.

Zur Beschreibung eines Gesteins ziehen Fachleute verschiedene Merkmale heran:

Obwohl viele Gesteine fest sind, gibt es auch lockere Gesteine wie Tone oder Mergel, pulverförmige, faserige usw.

Die Farbe eines Gesteins kann durch Verwitterung oder biologische Besiedlung (z. B. Algen, Flechten) verändert sein. Deshalb ist es wichtig, möglichst eine frische Bruchfläche zu beobachten.

Gesteine brechen oft entlang bestimmter Flächen – dieser sogenannte Klüftungs- oder Spaltverlauf kann charakteristische Formen aufweisen (z. B. Rhomboeder, Kugeln, Platten).

Der Bruch gibt Hinweise auf Bruchverhalten und Widerstandsfähigkeit.

Je nach Mineralbestand kann die Oberflächenstruktur eines Gesteins von rau bis glatt variieren.

Die Dichte wird als Verhältnis der Masse eines Gesteinsvolumens zur Masse desselben Volumens Wasser angegeben. Eine grobe Schätzung ist durch "Wiegen in der Hand" möglich, aber ungenau.

Die Härte eines Gesteins zeigt, wie gut es andere Materialien ritzen kann. Sie wird auf der Mohs’schen Härteskala (1 = weich, 10 = hart) angegeben. Wichtig: Härte ≠ Festigkeit.

Manche Gesteine haben einen Geschmack – etwa salzhaltige wie Halit oder Sylvin. Poröse Gesteine können an der Zunge "kleben".

Bestimmte Gesteine oder Minerale können einen Geruch entwickeln, z. B. durch Schwefel (fauler Ei-Geruch) oder Quarz bei Schlag.

Gesteine enthalten oft erkennbare Bestandteile wie Minerale, Fossilien, Einschlüsse, Brüche – hilfreich zur Bestimmung.

Einzelne Gesteinsfragmente haben je nach Korngröße eigene Bezeichnungen. Lose Gesteinspartikel durch Verwitterung heißen Sedimente, solche aus Vulkanen Pyroklasten.

2. Klassifikation

Aus makro- und mikroskopischen Beobachtungen sowie ggf. physikalisch-chemischen Analysen lassen sich Gesteine in drei Hauptgruppen einteilen:

1. Sedimentgesteine – exogene Gesteine (an der Erdoberfläche gebildet)
Sie entstehen durch Ablagerung (Sedimentation) von Gesteinsbruchstücken oder Ausfällungen aus mineralreichen Lösungen:

• Klastisch/detritisch Aus Gesteinsfragmenten, die durch Verwitterung, Transport und Ablagerung entstanden sind
  Beispiele: Sandstein, Konglomerat, Brekzie, Tonstein
• Biogen : Durch direkte Aktivität lebender Organismen
  Beispiele: Riffkalk, Kreide, Muschelkalk, Stromatolith, Kohle
• Chemisch/physikalisch: Durch physiko-chemische Veränderungen (z. B. pH, Sauerstoffgehalt, Löslichkeit, Temperatur, Druck)
  Beispiele: Dolomit, Feuerstein, Steinsalz, Travertin, Tropfsteine

2. Magmatische Gesteine – endogene Gesteine (aus Magma entstanden)
Entstehen durch Abkühlung von Magma – je nach Ort und Geschwindigkeit unterscheidet man:

• Vulkanite: Magma erreicht schnell die Erdoberfläche → schnelles Abkühlen (Stunden bis Tage), Bildung von glasigen und feinkörnigen Gesteinen
  Beispiele: Basalt, Obsidian, Andesit, Vulkanasche, Bims
• Plutonite : Magma bleibt in der Tiefe → langsames Abkühlen (tausende Jahre), grobe Kristallstrukturen entstehen
  Beispiele: Granit, Gabbro, Diorit
• Ganggesteine: Zwischenformen, bei langsamem Abkühlen in Gängen
  Beispiele: Dolerit, Kersantit, Minette (Lamprophyre)

3. Metamorphe Gesteine – ebenfalls endogen
Sie entstehen durch Metamorphose: Umwandlung bereits existierender Gesteine (sedimentär, magmatisch oder metamorph) durch hohen Druck und/oder hohe Temperatur. Gelegentlich sind auch chemische Veränderungen durch Flüssigkeiten beteiligt.
Dabei entstehen neue Minerale sowie geänderte Texturen und Strukturen.
Beispiele: Gneis, Schiefer, Marmor