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Migmatite – wenn Gesteine zu schmelzen beginnen:

Wird ein durchschnittliches Gestein erhitzt, so verhält es sich nicht wie ein Stück Eis, das einfach schmilzt und dabei seine Form verliert.
Gesteine schmelzen in Etappen, denn sie bestehen aus verschiedenen Mineralen, die jeweils eigene, unterschiedliche Schmelzpunkte haben.
  
Bei Erwärmung verflüssigen sich zuerst die hellen Minerale (Quarz bzw. Feldspäte), denn sie haben die niedrigsten Schmelzpunkte. Das umgebende Gerüst an Mineralen bleibt dabei
noch fest.
Bei weiter steigender Temperatur verflüssigt sich anschließend das Mineral mit dem nächst höheren Schmelzpunk und so fort, bis zuletzt alle Minerale flüssig sind. In diesem Prozeß wird eine weite Temperaturspanne durchlaufen.
Der Schmelzpunkt eines Minerals hängt dabei von mehreren Faktoren ab.
Die Anwesenheit von Wasser und CO
2 hat einen großen Einfluß. Beide erniedrigen allein durch ihre Gegenwart die Schmelzpunkte der anderen Minerale dramatisch.
Ebenso beeinflussen sich verschiedene Minerale gegenseitig, d.h. allein das Vorhandensein des einen verändert den Schmelzpunkt eines anderen.
Zusätzlich spielt der Druck innerhalb des Gesteins eine entscheidende Rolle. Bei hohem Umgebungsdruck schmelzen Minerale später, also bei höheren Temperaturen.
Bei niedrigem Druck setzt die Aufschmelzung bereits bei niedrigeren Temperaturen ein.

Auch wenn der ganze Prozeß im einzelnen sehr komplex ist, bleiben grundlegende Abläufe
gleich und können immer wieder beobachtet werden. Eine solche Konstante ist die, daß in den Gesteinen die hellen Minerale Quarz und Feldspat zuerst schmelzen.

Ein Migmatit ist ein Gestein, bei dem diese Teilaufschmelzung begonnen hatte, aber nicht bis zu Ende ging, sondern steckenblieb. Damit steht ein Migmatit zwischen einem Gneis (Deformation, aber keine Schmelze) und einem magmatischen Gestein, das komplett aufgeschmolzen war und dann erkaltete.
  
Migmatite entstehen hauptsächlich bei Gebirgsbildungen, bei denen Gesteine in große Tiefen versenkt werden. Am Anfang bewirken die ansteigenden Temperaturen und der größer werdende Druck „nur“ die Bildung neuer Minerale. Steigen die Temperaturen aber weit genug, schmelzen die ersten Minerale. Ab dann spricht man von "Anatexis" (Gesteinsaufschmelzung). Sie beginnt an der Oberfläche der Minerale. Dabei entsteht ein dünner, kriechfähiger Film von Schmelze, der sich entlang der Korngrenzen bewegt und in den Zwickeln (den "Ecken") sammelt. Nach und nach verbinden sich die winzigen Schmelztröpfchen zu größeren Ansammlungen und trennen sich dabei von den noch festen, dunklen Mineralen.
  
An dieser Trennung von hellen und dunklen Komponenten erkennt man einen Migmatit.
Der Effekt ist mit bloßem Auge auf der Oberfläche der Gesteine zu sehen.
Das erste Bild zeigt einen solchen Migmatit:
(Geschiebe von Hohwacht, Ostsee)

  
Migmatit aus dem Geschiebe

  
Auf den ersten Blick zeigt das Gestein ein gewöhnliches Gneisgefüge mit kräftiger Foliation. Schaut man genauer hin, sieht man, daß die hellen Lagen von einem dünnen Saum aus dunklen Mineralen eingerahmt sind. Im Bild unten zeigen Pfeile auf diese dunklen Ränder. Das ist die Trennung der hellen von den dunklen Mineralen, die durch Aufschmelzen der hellen Komponenten entstand.
Die hellen Lagen sind Quarz-Feldspat-Gemische, die sich von den dunklen Mineralen separiert haben.

Migmatit, Leukosom und Melanosom
 
Vergleicht man die Gefüge innerhalb der hellen und der dunklen Zonen, so zeigt sich interessantes. Während die dunklen Minerale eingeregelt sind, haben die hellen Partien ein ganz anderes, nämlich ein magmatisches Gefüge. Die Quarz-Feldspat-Regionen sind undeformiert!

Auch im nächsten Bild ist das zu erkennen. In der oberen Hälfte sind die Feldspäte (gelb und rötlich) sowie Quarz (hellgrau) neu auskristallisiert. Ihr Gefüge ist richtungslos und körnig.
Darunter liegen die Partien mit den dunklen Mineralen, die noch das deformierte, nicht aufgeschmolzene Gneisgefüge haben.
   
Migmatite
   
Der Ausschnitt stammt aus dem Gestein hier unterhalb. Es handelt sich um einen
rötlichgrauen Migmatit, fotografiert in der Kiesgrube in Damsdorf, Schleswig-Holstein.
Der Stein ist etwa 25 cm breit:
     



Sie finden Migmatite überall im Geschiebe. Häufig sind es besonders die großen Geschiebe, die solche Gefüge zeigen. Schauen Sie bei Gesteinen mit gneisigem oder schlierigem Gefüge die hellen und die dunklen Partien an und vergleichen Sie deren Gefüge.

Zum Erkennen eines Migmatits kann es nötig sein, das Gestein aus einer gewissen Entfernung anzuschauen. Die Trennung der hellen und dunklen Partien kann auch im Dezimetermaßstab auftreten, so daß die typischen Gefüge erst auf metergroßen Flächen gut erkennbar werden. Zur Prüfung des Gefüges in den hellen Teilen braucht man aber in der Regel eine Lupe.

Dieser abgerundete Block liegt am Südufer des Kullaberges in Halland, Südwestschweden. Er zeigt streifig abgesonderte, helle und dunklen Schlieren.

Migmatite
Breite des Gesteins: ca. 1,2 m
   
Wenn das Gefüge so wie hier noch recht gneisähnlich aussieht, ist ein genauer Blick auf die hellen Minerale nötig. Zeigen diese Einregelung, ist das Gestein noch ein Gneis. Sind die hellen Teile ungeregelt und richtungslos, liegt ein Migmatit vor.
Es gibt durchaus Übergänge, die man dann als migmatitische Gneise bezeichnen kann.

Mit voranschreitender Aufschmelzung jedoch wird das eingeregelte Gneisgefüge verwischt und macht schlierigen und diffus-wolkigen Anordnungen platz.
Das nächste Beispiel zeigt solche hellen Partien, die sich weitgehend unabhängig im Gestein verteilt haben.
Das abgebildete Gestein ist ein amphibolitischer Migmatit.
   
Amphibolitischer Migmatit
  
Amphibolitischer Migmatit. Strandbereich bei Wallengrens Grotta, Kullaberg, Südwestschweden. Bildbreite etwa 1 m.

Ursprünglich war das abgebildete Gestein ein Basaltgang. Das kann man heute noch im Gelände gut erkennen. Dieser Gang wurde während der svekonorwegischen Gebirgsbildung vor etwa 1 Mrd. Jahre durchgreifend metamorphisiert. Dabei wurde aus dem Basalt ein Granatamphibolit. Die Temperaturen und Drücke waren hoch genug, um einen Teil der hellen Minerale aufzuschmelzen.
Da es in diesem Gestein keinen Alkalifeldspat gibt, besteht das helle Mineralgemisch, das Leukosom, aus Plagioklas und etwas Quarz. Es hat damit eine ungefähr tonalitische Zusammensetzung.

Migmatit als Grabstein
Grabsteinrohling, südwestschwedischer Migmatit, etwa 1,20 m hoch
(Das Foto habe ich in der Ausstellung der Firma Hemmerich in Barsbüttel bei Hamburg gemacht.) 
 
Viele Migmatite zeigen eine lebhafte Zeichnung und können geradezu bunt sein. Gelegentlich wirkt das Gestein wie geknetet oder durchgerührt.
Außerdem sind Migmatite ausgesprochen zähe und feste Gesteine. Deswegen sind sie geschätzte Werksteine.
Ein Friedhof oder eine Natursteinhandlung sind ein
guter Ort, um nach solchen Gesteinen Ausschau zu halten.

Bei der Beschreibung von Migmatiten werden folgende Begriffe benutzt:

Paläosom: Damit wird das unveränderte, bereits metamorphe, aber noch nicht aufgeschmolzene Ausgangsgestein bezeichnet.

Neosom: Das Neosom ist der durch die Aufschmelzung veränderte Teil des Gesteins.
Es besteht aus Leukosom und Melanosom.

Leukosom: Damit werden die hellen, aufgeschmolzenen und neu kristallisierten Bestandteile benannt. Leukosome zeigen oft die typischen Feldspatfarben wie zum Beispiel gelb, weiß oder ein kräftiges Rot.

Melanosom: Das ist der dunkle, übrig gebliebene und noch nicht aufgeschmolzene Teil
(= Restit).

"Paläosom" und "Neosom" sind manchmal nur schwer oder gar nicht von einander zu trennen.
Daher ist es durchaus sinnvoll, sich nur auf "Leukosom" und "Melanosom" zu beschränken.

Zum Schluß noch ein paar Bilder von flächenhaft anstehendem Migmatit.
Die Fotos entstanden auf der Insel Kökar, die zum finnischen Ålandarchipel gehört.
Die Gesteine dort gehören zum svekofennischen Grundgebirge und sind etwa 1,8 Mrd. Jahre alt.

Migmatit auf Kökar/Aland
  
Das Bild zeigt einen insgesamt recht hellen Migmatit mit vereinzelten Linsen und Streifen von dunklen Gesteinspartien.
Diese dunklen Reste waren offensichtlich in Auflösung begriffen. Sie sind bereits zerfallen und von hellen Gängen des schon fließfähigen Umgebungsgesteins durchzogen.

Migmatite at Kokar
Bildbreite etwa 2 m

Beachten Sie die Ränder des dunklen Gesteins. Die von außen einwirkende
helle Schmelze erzeugte einen buchtigen Umriß.
Solche gewellten Kontaktflächen zwischen verschiedenen Gesteinstypen sind
ein Hinweis darauf, daß beide Gesteine im plastischen Zustand waren.

Migmatite

Bildbreite oben und unten jeweils etwa 1 m.

Paläosom im Migmatit

Dieser dunkle Einschluß ist vom umgebenden, schon teilweise verflüssigtem Gestein erweicht und dabei zerschert worden. Hätte die Aufschmelzung länger angedauert, wäre von dem Einschluß vermutlich nur ein Schatten geblieben, wie er in der linken unteren Bildhälfte als unscharfer, länglicher Streifen zu sehen ist.