Granit


Granit

Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Weitere Bedeutungen sind unter Granit (Begriffsklärung) aufgeführt.
typischer mittelkörniger Granit, Sorte Strehlener Granit (Polen)

Granite (von lat. Granum, „Korn“) sind massige und relativ grobkristalline magmatische Tiefengesteine (Plutonite), die reich an Quarz und Feldspaten sind, aber auch dunkle Minerale, zum Beispiel Glimmer, enthalten. Der Merkspruch „Feldspat, Quarz und Glimmer, die drei vergess’ ich nimmer“ gibt die Zusammensetzung von Granit vereinfacht wieder. Granit entspricht in seiner chemischen und mineralogischen Zusammensetzung dem vulkanischen Rhyolith.

Granitoid ist eine allgemeine Benennung für magmatische Gesteine, die das helle, grobkörnige Aussehen von Graniten besitzen. Eine genauere Benennung erfordert in jedem Fall eine eingehendere Untersuchung.

Entstehung

Von Wollsackverwitterung geprägter Granit im Oberpfälzer Wald

Allgemeines

Granite entstehen durch die Erstarrung von Gesteinsschmelzen (Magma) innerhalb der Erdkruste, meistens in einer Tiefe von mehr als 2 km unter der Erdoberfläche. Im Gegensatz dazu stehen die vulkanischen Gesteine, bei denen das Magma bis an die Erdoberfläche dringt. Granit ist deshalb ein Tiefengestein (Fachausdruck: Plutonit). Gesteine, die sehr nahe an der Erdoberfläche (weniger als 2 km) erstarren, nennt man hingegen Subvulkanite, Übergangsmagmatit oder Ganggestein.

Granite entstehen in den meisten Fällen nicht aus Material des Erdmantels, sondern aus aufgeschmolzenem Material der unteren Erdkruste. Für die Entstehung von Magmakammern muss mit Zeiträumen von 10 bis 15 Millionen Jahren gerechnet werden.

Granitgenese

Man unterscheidet nach Chapell & White (1974) drei verschiedene Typen von Graniten:

  • I-Typ Granite (igneous source, d.h. aus Magmatiten erschmolzen) vorwiegend bei Ozean-Kontinent Kollisionen zu finden, seltener an Mittelozeanischen Rücken oder Hotspots. Mineralogisch zeichnen sie sich häufig durch einen hohen Bestandteil an Biotit und Amphibol (va. Hornblende) aus.
  • S-Typ Granite (sedimentary source, d.h. aus Sedimentiten erschmolzen) sind das Ergebnis einer Aufschmelzung von Sedimentgesteinen. Diese Gesteine sind peralumisch weshalb vor allem Al-Silikate wie Muskovit (weswegen sie den Beinamen Zweiglimmergranit innehaben), Cordierit oder Minerale der Al2SiO5 Gruppe hierin vorkommen. Sie kommen vor allem dann vor, wenn es zur Druckentlastung von kontinentaler Kruste beispielsweise durch Erosion und isostatischen Aufstieg nach dem Zusammenbruch von einem Gebirge kommt, wie es zum Teil in den deutschen Mittelgebirgen der Fall war.[1] Durch die erneute Kristallisation dieser Gesteine erhalten diese ein neues Alter.
  • A-Typ Granite (anorogenic source, d.h. außerhalb von gebirgsbildenden Ereignissen entstanden) treten oft bei beginnendem Aufreißen kontinentaler Kruste in Erscheinung.[2]

Okrusch (2009) fügt noch einen vierten M-Typ Granit (mantle source) hinzu. Es handelt sich hierbei um relativ selten vorkommende Restdifferentiate von Mantelschmelzen, diese können sowohl an ozeanischen Inselbögen als auch an Hotspots entstehen. Durch Isotopenverhältnisse in erster Linie von Strontium ist heute weitgehend die Herkunft und die Anteile der jeweiligen Stammmagmen aus Kruste und Mantel geklärt.[3]

Magmenaufstieg (Intrusion)

Punteglias-Granit

Tektonische Verwerfungen, die durch Bewegungen der Erdkruste entstehen, dienen den Magmen als leichte Aufstiegswege von der unteren in die obere Kruste. Man bezeichnet den Aufstieg derartiger Magmablasen nach oben als „Intrusion“. Dabei bilden sich in der Erdkruste große, oft riesige Magmenkörper. Sie erreichen beträchtliche Ausmaße von mehreren Kilometern bis hin zu mehreren 100 Kilometer Länge und einer entsprechenden Breite. Diese Körper nennt man Pluton oder Batholith.

Durch tektonische Prozesse kann es zu einer Abschnürung der Magmenaufstiegswege kommen. Es entsteht dann eine isolierte Magmenkammer. Häufig bleiben aber auch die Aufstiegswege in Verbindung mit dem Intrusionskörper. Daneben tritt aber auch der Fall auf, dass Magmen beim Aufstieg aufgehalten werden, da sie ihre Temperatur durch die teilweise Aufschmelzung des umgebenden Gesteins verlieren. Häufig enthalten sie dann Relikte von unaufgeschmolzenem Gestein, sogenannte Xenolithe (Fremdgestein).

Erstarrung

Wie alle Plutonite erstarrt auch Granit sehr langsam in größeren Tiefen von mehreren Kilometern. Entsprechend den Schmelztemperaturen beginnen sich die ersten Kristalle zu bilden. Dabei besitzen die dunklen Minerale - die auch meistens eine hohe Dichte haben - den höchsten Schmelzpunkt und erstarren zuerst. Erst danach kristallisieren Feldspäte und Quarz. Die zuerst gebildeten schweren Mineralien, wie Hornblende oder Pyroxen, die auf Grund ihres höheren spezifischen Gewichts und ihres höheren Schmelzpunktes bei dem Abkühlungsprozess früher ausgeschieden werden, sinken in der noch flüssigen Restschmelze ab und sammeln sich im unteren Bereich einer erstarrenden Magmakammer. Quarz oder Kalifeldspat hingegen reichern sich auf Grund ihrer geringeren Dichte in der Schmelze an und haben im Dachbereich der Magmenkammer oft deutlich erhöhte Gehalte. Diesen Prozess nennt man magmatische Differentiation.

Kontakt zum Nebengestein

Polierte Platte von Kösseine-Granit, dem einzigen blauen Granit Deutschlands (ca. 15 x 15 cm)

Der Kontakt mit dem Nebengestein führte in den Randbereichen des Magmas zu „Verunreinigungen“ und zu einem rascheren Erkalten des Magmas. Häufig entstehen dabei besonders ausgefallene Gesteinsvarietäten und Minerale. Dieses trifft zum Beispiel auf den bläulichen Kösseine-Granit aus dem Fichtelgebirge zu, bei dem es durch Vermischung der Schmelze mit tonigem Nebengestein zur Bildung von feinen Mikroklinkristallen kam, welche die bläuliche Einfärbung verursachen.

Weiterhin wird auch das Nebengestein durch die hohe Temperatur und durch die Materialzufuhr aus dem heißen Magma deutlich verändert und in ein metamorphes Gestein umgewandelt. Bekanntestes Beispiel sind die Hornfelse.

Nach der Erstarrung

Durch weitere Bewegungen der Erdkruste und Abtragung des darüber befindlichen Gesteins gelangt dann der erstarrte Granit an die Erdoberfläche. Dabei kann sich der Granit durch tektonische oder hydrothermale Prozesse deutlich verändern. Mit dem Erreichen der Erdoberfläche setzt außerdem die Verwitterung und Abtragung des Granits selbst ein. Bei genügend langer Zeitdauer und warm-feuchtem Klima kann die Verwitterung mehr als 100 m in die Tiefe reichen. Dieser Prozess vollzieht sich in Zeiträumen von Zehntausenden von Jahren.

Aussehen

Porphyrischer Granit; in einer mittelkörnigen Matrix befinden sich große, rosa Feldspäte. Größe des Handstückes etwa 13 cm

Im Allgemeinen ist Granit mittel- bis grobkörnig. Er besitzt eine homogene Mineralverteilung mit oft richtungsloser Textur und die daraus resultierende relativ gleichmäßige Optik. Die Struktur von Granit ist durch unmittelbaren Kornverband gekennzeichnet, die Größe der Kristalle schwankt meistens zwischen 1 mm und mehreren cm. Man kann für gewöhnlich alle Kristalle mit bloßem Auge erkennen. Neben gleichkörnigen Graniten, bei denen nahezu alle Kristalle dieselbe Größenklasse besitzen, gibt es auch sehr häufig ungleichkörnige oder porphyrische Granite. Dort sind einzelne Kristalle, meistens handelt es sich um Feldspäte, um ein mehrfaches größer als die Kristalle der Matrix. Ein bekannter porphyrischer Granittyp ist der Rapakiwi.

Das Farbspektrum reicht bei Graniten von hellem Grau bis bläulich, rot und gelblich. Dabei spielen die Art der Erstarrung (Kristallisation) und Umwelteinflüsse, denen das Gestein ausgesetzt war, ebenso eine Rolle wie der Mineralgehalt. Die gelbe Farbe angewitterter Granite kommt von Eisenhydroxidverbindungen (Limonit), die infolge von Verwitterungseinflüssen aus primär im Granit enthaltenen Eisen führenden Mineralen entstanden sind.

Farbtabelle für Granite:[4]

Mineral  %-Anteil Färbung
Orthoklas- oder Kalifeldspat 40–60 % meist kräftig rot bis rötlich oder rosa, selten bläulich, grün oder blau
Plagioklas-Feldspat 0–30 % meist weiß bis weißgrau und nur selten farbig
Quarz 20–40 % meist farblos transparent, selten grau, blaugrau oder rosa
Biotit 0–15 % verleiht vielen Graniten einen dunklen Kontrast

Chemische Zusammensetzung

Granite bestehen hauptsächlich aus Quarz, Feldspäten und dunklen, mafischen Mineralen, die etwa 20–40 % der Masse einnehmen. Meistens handelt es sich dabei um Biotit (Dunkelglimmer), seltener um Amphibole oder andere mafische Minerale. Daneben kommt Muskovit vor, der Hellglimmer. Bei den Feldspäten überwiegt der Alkalifeldspat über die Plagioklase. Als Akzessorien (Nebenbestandteile) führen sie Zirkon, Apatit, Titanit, auch Magnetit, Rutil, Ilmenit oder auch andere Erzmineralien, die z. T. aus überprägten Zonen stammen können.

Granite weisen oft eine natürliche Radioaktivität auf, da sie Spuren von Uran, Rubidium und anderen radioaktiven Elementen enthalten können. Ein weiterer möglicher Träger der Radioaktivität sind die in den Feldspäten und Glimmern vorkommenden radioaktiven Isotope verschiedenster Elemente, vor allem Kalium. Die Stärke der Radioaktivität kann selbst innerhalb eines geologischen Aufschlusses sehr stark schwanken.

Vorkommen

Steinbruch: Flossenbürger-Granit (Flossenbürg in der Oberpfalz)

Granite gehören zu den häufigsten Gesteinen innerhalb der kontinentalen Erdkruste. Sie finden sich auf allen Kontinenten. Sie entstehen im Rahmen der Plattentektonik primär an Subduktionszonen: die abtauchende (ozeanische) Platte erwärmt sich, der hohe Wassergehalt lässt Sedimente aufschmelzen, dabei entsteht saures, granitisches Magma, das bei der Abkühlung im Erdinneren Granit bildet. Bei orogenen (gebirgsbildenden) Prozessen entsteht ebenfalls Granit.

Granitvorkommen in Mitteleuropa:

  • Alpen; nur teilweise vertreten, z.B. Aarmassiv (Grimselpass), Gotthardmassiv, Mont-Blanc-/Aiguilles-Rouges-Massiv, Bergell, Ivrea-Zone, bei Brixen in Südtirol (Brixner Granit);
  • Bayerischer Wald
  • Erzgebirge; Kirchberg-Bergener Granitmassiv, Eibenstocker Granit
  • Fichtelgebirge; Kösseine
  • Harz, Brockengebiet
  • Lausitz; dort meist aber Granodiorit
  • Oberpfälzer Wald
  • Odenwald
  • Schwarzwald
  • Thüringer Wald
  • Mühlviertel, Waldviertel der Böhmische Masse in Österreich
  • Eisengebirge, Böhmische Masse, Isergebirge in Tschechien
  • Riesengebirge bei Schreiberhau, Strehlener Granitmassiv, Granitmassiv Striegau-Zobten in Polen
  • Vogesen in Ostfrankreich (Elsass und Lothringen)

Granite findet man auch sehr häufig als eiszeitliches Geschiebe in den pleistozänen Tiefländern Mittel-, Nord- und Osteuropas.

Verwandte Gesteine

Mit dem Granit eng verwandt und in Plutonen oft mit diesem vergesellschaftet finden sich andere magmatische Gesteine, die aber eine veränderte chemische Zusammensetzung haben. Dazu gehören der Alkaligranit (Plagioklas fehlt weitgehend), Granodiorit (Plagioklas überwiegt über Kalifeldspat), der Diorit (Kalifeldspat fehlt weitgehend) sowie häufig auch Pegmatite welche sich manchmal nur texturell und chemisch fast nicht vom Granit unterscheiden.

Des Öfteren werden Natursteine als "schwarze Granite" bezeichnet. Diese sind in aller Regel dunkle bis schwarze Hartgesteine, allerdings sind sie gesteinskundlich meist als Mikrogabbros, Basalte oder Basanite einzuordnen. Granite sind nie schwarz, sie zählen zu den hellen Gesteinen.

Granit ist das entsprechende Tiefengestein zu dem vulkanischen Gestein Rhyolith. Beide haben die gleiche chemische Zusammensetzung.

Bodenbildung auf Graniten

Auf Grund des Vorherrschens von Quarz und Feldspat entstehen in Mitteleuropa aus Graniten im Allgemeinen nährstoffarme Böden, die außerdem zur Versauerung neigen. Je nach Wasserangebot und Entwicklungstiefe des Bodens findet man meistens Ranker oder Braunerden, seltener Podsole. Meistens werden diese Böden forstwirtschaftlich genutzt.

Bei der Verwitterung von Granit entsteht ein sandartiges Material, welches Granitgrus (auch Granitgruß) genannt wird. Dieser eignet sich auch als Wegebaumaterial, Zuschlagsstoff für Kalkmörtel und kann im Erd- und Grundbau auch als Dichtung eingesetzt werden.[5] Granitgrus gewann man beispielsweise lange Zeit aus den Vorkommen des Bergener Massivs im Vogtland und verwendete ihn in der Region als Wege-, Bau- und Scheuersand. Die Vergrusung tritt dort in einer Mächtigkeit von bis zu mehreren Metern auf.[6]

Verwendung

Ein Beispiel für den Granit Gotenrot als Fassadenbekleidung am Trinkaus-Gebäude in Düsseldorf
Rosengranit von Pharao Thutmoses III

Granite haben wegen ihrer hohen Widerstandskraft, Härte und Wetterfestigkeit und wegen ihrer guten Schleif- und Polierbarkeit eine große wirtschaftliche Bedeutung im Bauwesen. Sie finden sich:

  • im Straßenbau als Pflasterstein, Bordstein, Gehwegplatte, Schotter, Poller
  • im Bahnbau als Schotter,
  • im Bauwesen als Außenwandbekleidung, Bodenbelag, Denkmal, Grabstein und Dachschindel,
  • im Innenausbau als Wandbekleidung, Treppen- und Bodenbelag, Fensterbank, Tischplatte, Küchenarbeitsplatte, Waschtisch
  • im Gartenbau als Pflasterstein, Rabattenstein, Brunnen, Vogeltränke, etc.
  • in Technik und Wissenschaft als vibrations- und wärmedehnungsminimierte Platte oder optische Bank, für Anreissplatten, Messplatten, etc.
  • im Sport als Curlingstein

Verwendet wurde Granit auch seit altersher auch in der Steinbildhauerei. Da es sich im arbeitstechnischen Sinne um ein Hartgestein gehandelt und bei der Ausformung händische Techniken verwendet wurden, die einen hohen körperlichen und technischen Aufwand fordern, sind Granit-Skulpturen seltener und diejenigen aus Weichgestein weiter verbreitet.

Granite haben ein körniges Gefüge. Am weitesten verbreitet sind grau-weiß gemusterte Granite, dennoch gibt es auch Granite in unterschiedlichsten Farben.

Bei Verwendung im Bauwesen gelten grob folgende Regeln:
In den gelb gefärbten Graniten hat sich Hämatit zu Limonit verwandelt. Dieser Prozess hat sich in der Natur über Zehntausende von Jahren oberflächennah vollzogen und kann sich bei falschem Mörteleinsatz innerhalb kurzer Zeiträume vollziehen. Es kann durchaus sein, dass sich zudem die Gelbfärbung der Granite durch eine Umwandlung des Feldspats und Biotits punktuell vollzogen hat. Grobkörnige Granite haben schlechtere Druck- und Biegezugwerte als die fein- bis mittelkörnigen. Ist Pyrit (FeS2) oder sind Erzminerale in Graniten vorhanden, wie auch in anderen Gesteinen, kann dies zu Verfärbungen führen.

  • Nachfolgend ist ein typisches Anforderungsprofil technischer Werte mit europäischen Prüfungnormen für belastete Bereiche aufgeführt:
    • Wasseraufnahme nach EN 1925: < 0,32 Gewichtsprozent
    • Druckfestigkeit nach EN 1926: > 160 N / mm²
    • Biegezugfestigkeit nach EN 12372: > 13 N / mm²
    • Abrieb nach EN 14231: < 6,5 cm³
    • Frostbeständigkeit nach EN 12371
    • Salzbeständigkeit nach EN 12370
    • Reindichte, Rohdichte nach EN 1936: 2800 kg/m³

Neben der hauptsächlichen Verwendung im Bauwesen wird Granit in speziellen Bereichen des Maschinenbaus, Werkzeugbaus und für Messeinrichtungen eingesetzt.

Natursteinsorten

Granit wird in vielen Natursteinsorten vertrieben, darunter

  • Epprechtstein-Granit (Epprechtstein, Fichtelgebirge)
  • Flossenbürger Granit (Oberpfalz, Bayern)
  • Kösseine-Granit (Kösseine, Fichtelgebirge): Der einzig blaue Granit in Deutschland
  • Mauthausner Granit aus Mauthausen, dem Mühlviertel und weiteren Steinbrüchen in Böhmen, Mähren, Bayern, sowie südlich der Donau
  • Quimbra von der südöstlichen Küste von Småland
  • Raumünzach-Granit (Forbachgranit, Nordschwarzwald, Baden-Württemberg)
  • Tittlinger Granit (Tittling, Bayerischer Wald)
  • Wurmberg-Granit (Harz, Niedersachsen)

Granit als umgangssprachlicher Begriff

In der Umgangssprache wird häufig das Wort Granit als Überbegriff jener vielen Gesteine verwendet, die in Struktur, Körnung und Entstehung Ähnlichkeiten mit Granit haben. Neben dem eigentlichen Granit handelt es sich dabei um andere Tiefengesteine unterschiedlichster mineralogischer Zusammensetzung und Farbe. Vor allem Granodiorite, Alkalifeldspatgranite sowie die Monzonite, Tonalite und Diorite werden umgangssprachlich als Granit bezeichnet.

Im Vallemaggia und im gesamten Tessin werden sehr häufig „Granit“ genannte Gesteine für Hausdächer, Pergolen, Straßenbegrenzungen, Tische und Bänke verwendet, die im geologischen Sinne kein Granit sind. Es handelt sich um plattige Paragneise.

Weiterhin taucht der Begriff Granit mehrmals in Redewendungen auf. Es wird dabei vor allem auf seine Härte und Widerstandsfähigkeit verwiesen:

  • Auf Granit beißen für ein aussichtsloses Unterfangen
  • Hart wie Granit für extrem widerstandsfähig

Weitere Besonderheiten

Besonderheiten sind auch die „polsterartige“ Verwitterung (Wollsackverwitterung) und die dabei unter begünstigenden Bedingungen auftretende moosüberwachsene Oberfläche, der beim weiteren Zerfall bodenbildende Grus (kleinkörnige Zerfallsprodukte des Gesteins), die Entstehung von Blockheiden und Hochmooren.

Landschaftsformen dieser Art sind mitunter Gegenstand einer touristischen Vermarktung in „mystischen Projekten“ und Seminaren, frühere Hexengeschichten und viele Wackelsteine, an denen man seine Kräfte messen kann. Aus verwittertem Granit entstehen neben anderen Gesteinen Kaolin und Quarzgrus. Am Monte Kaolino in der Oberpfalz ist der „Restquarz“ zu einem Eventhügel aufgetürmt. Andere Verwitterungsprodukte sind unter anderem Tonminerale.

Siehe auch

Literatur

  • Karlfried Fuchs: Natursteine aus aller Welt. Entdecken, bestimmen, anwenden („Steinkartei“, 2 Ringordner); Callwey, München, 1997; ISBN 3-7667-1267-5
  • Toni P. Labhardt: Geologie der Schweiz; 8. Auflage, Ott, Bern 2009; ISBN 978-3-7225-0116-1 (Erstausgabe als Hallwag-Taschenbuch Nr. 153; Bern, Stuttgart 1982, ISBN 3-444-50175-7).
  • Walter Maresch, Olaf Medenbach, Hans Dieter Trochim; Karl Medenbach (Illustrationen): Steinbachs Naturführer, Band 23: Gesteine; Mosaik, München 1996; ISBN 3-576-10699-5.

Einzelnachweise

  1. Magma pulses in the Central Variscan Belt: episodic melt generation and emplacement during lithospheric thinning Urs Schaltegger Department of Earth Sciences, Swiss Federal Institute of Technology, 8092 Zürich. Switzerland Terra Nova (impact factor: 2.34). 11/2006; 9(5‐6):242 - 245. DOI:10.1111/j.1365-3121.1997.tb00021.x
  2. G. Markl: Minerale und Gesteine: Mineralogie - Petrologie - Geochemie; 2. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2008, ISBN 3827418046
  3. M. Okrusch: Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde ; Berlin , Heidelberg, 2009; ISBN 978-3540782001
  4. Karlfried Fuchs: Natursteine aus aller Welt; Callwey, München, 1997; ISBN 3-7667-1267-5 (siehe auch Literatur)
  5. [1] Granitgrus In: Meyers Konversations-Lexikon, 1888
  6. O. Herrmann: Steinbruchindustrie und Steinbruchgeologie. 1. Aufl., Berlin 1899. S. 211

Weblinks

 Commons: Granit – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary Wiktionary: Granit – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen