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Was sind Rapakiwis?

Zusammenfassung

Traditionell versteht man unter „Rapakiwi“ einen Granit mit runden Feldspäten. Das ist allerdings stark vereinfacht, denn es gibt ganz ähnliche Granite, die keine Rapakiwis sind.

In Europa kommen Rapakiwigranite ursprünglich fast ausschließlich in Skandinavien vor. Trotzdem kann man sie als Geschiebe in der nördlichen Hälfte Deutschlands finden, denn sie steckten im Gletschereis, das sich während mehrerer Eiszeiten nach Süden bewegte. Als das Eis schmolz, blieben alle Steine liegen.

Auch in der Stadt kann man Rapakiwis sehen – vor allem als Fassadenverkleidung oder Bodenfliese. Oft handelt es sich um die Sorte „Baltic Brown“, die im Südosten Finnlands abgebaut wird.

Wie es zu den runden Feldspäten (Ovoide) kam, war lange Zeit unklar. Inzwischen weiß man, dass die Feldspäte äußerlich angeschmolzen und dabei gerundet wurden. (Abschnitt 13.)

Neben den Ovoiden enthalten Rapakiwis immer auch zwei Generationen von Quarz: Einerseits mehrere Millimeter große, rundliche Quarze mit einem auffällig gebuchteten Rand und andererseits viele kleine Quarze, die im Feldspat zwischen den Ovoiden stecken und oft ein ganz charakteristisches Muster bilden.

Die beiden Arten von Quarz müssen Sie im Stein finden, um einen Rapakiwi zu erkennen. Weil die kleinen Quarze wirklich winzig sind, brauchen Sie dafür eine 10fache Lupe.

Für Geologen ist „Rapakiwi“ mit der Entstehung der Granite verknüpft und damit begrifflich weiter gefasst. (Siehe Abschnitt 7.)

Ausführliche Beschreibung

1. Rapakiwi oder Rapakivi
2. Wiborgit und Pyterlit
3. Große Quarze
4. Kleine Quarze und graphische Verwachsungen
5. Quarze im Pyterlit
6. Plagioklas und dunkle Minerale
7. Anorogener Granit und runde Feldspäte
8. Porphyrische Rapakiwis
9. Gleichkörnige Rapakiwis
10. Porphyr-Aplit und Prick-Granit
11. Tirilit
12. Verwitterung - wie der Rapakiwi zu seinem Namen kam
13. Die Entstehung der Rapakiwis
14. Runde Feldspäte (Ovoide)
15. Säume aus Plagioklas
16. Europiumanomalie
17. Doppelgänger
18. Rapakiwis finden

19. Proben und Bilder
20. Literatur
Druckfassung (PDF)

1. Rapakiwi oder Rapakivi

In der Wissenschaft entscheidet der Autor der Erstbeschreibung über den Namen. Hier war es 1891 Sederholm mit seiner auf Deutsch verfassten Schrift „Ueber die finnländischen Rapakiwigesteine“. Daher ist die korrekte Schreibweise die mit „w“, also „Rapakiwi“.
Nun wird aber „kivi“ („Stein“) im Finnischen täglich benutzt. Da niemand seine Sprache ändert, nur weil es eine deutsche Erstbeschreibung gibt, verwenden finnische Geologen die finnische Schreibweise. Und weil sie die Erforschung dieser Gesteine entscheidend vorangebracht haben, hat sich „Rapakivi“ mit „v“ verbreitet.

Man kann „rapa kivi“ mit „zersetzter, zerkrümelter Stein“ übersetzen. Der Zerfall dieser Granite ist aber etwas Besonderes und keine normale Verwitterung. Die Zersetzung kommt nur lokal vor und ist kein allgemeines Kennzeichen dieser Gesteine. Rapakiwis sind nach einem Phänomen benannt, das man nur ab und zu findet.

2. Wiborgit und Pyterlit

Rapakiwis mit runden Feldspäten (Ovoide) gibt es in zwei Varianten. In der einen tragen die meisten Ovoide einen Saum aus Plagioklas. Dieser Granit wird „Wiborgit“ genannt, abgeleitet von der Stadt Wiborg („Выборг“), die heute in Russland liegt.

In der zweiten Gruppe fehlt den meisten runden Feldspäten der Plagioklassaum. Sie heißen „Pyterlit“, abgeleitet vom Ort „Pyterlahti“.

Der Saum um die Ovoide besteht immer aus Plagioklas, während der Kern immer Alkalifeldspat ist. In der Regel sind es Einkristalle, manchmal auch Karlsbader Zwillinge.
Für die Unterscheidung in Wiborgit und Pyterlit zählt allein der vorhandene oder fehlende Saum. Da alle Rapakiwis Granite sind, bestehen sie vor allem aus Alkalifeldspat, Plagioklas und Quarz.

Wenn allgemein von „Rapakiwi“ die Rede ist, meint man in der Regel Wiborgite oder Pyterlite.
Das gilt jedoch nicht für neuere geologische Literatur. Geologen benutzen „Rapakiwi“ inzwischen in einem viel weiteren Sinne, nämlich mit Bezug auf die Entstehung.

3. Große Quarze

Alle Rapakiwis mit runden Feldspäten enthalten zwei Generationen Quarz. Die älteren Quarze bilden die erste Generation und sind mit bloßem Auge erkennbar. Diese Quarze sind immer rundlich und ihr Rand sieht gebuchtet oder ausgefranst aus.

Diese ersten Quarze waren ursprünglich größer. Sie wurden angeschmolzen, als sie mit dem Magma in der Erdkruste aufstiegen. Da beim Aufstieg der Umgebungsdruck abnimmt, kann es bei gleichbleibend hoher Temperatur passieren, dass die bereits kristallisierten Minerale wieder zu schmelzen beginnen. Das beginnt außen und setzt sich ins Innere hinein fort. Dabei werden die Quarze rund und bekommen anschließend tiefe Löcher. Diesen Vorgang nennt man „magmatische Korrosion“.

In die Korrosionslöcher dringt die umgebende Schmelze ein, was zu den rötlich-braunen Formen im Inneren der grauen Quarze führt (Bild 9). Diese korrodierten Quarze sucht man zuerst, wenn man einen Rapakiwi bestimmt. Sie sind immer mehrere Millimeter groß, gut zu erkennen, liegen aber oft weit auseinander. Manche Rapakiwis enthalten nur einige wenige dieser Quarze auf einer handtellergroßen Fläche.

Sehr viel mehr Quarz steckt dagegen in der jüngeren, zweiten Generation.

4. Kleine Quarze und graphische Verwachsungen

Als die Granitschmelze erstarrte, kristallisierten Feldspat und Quarz gleichzeitig. Dabei entstanden „graphische Verwachsungen“. Damit bezeichnet man Alkalifeldspat und Quarz, die beim Erstarren ihre Kristallgitter miteinander verzahnen und aneinander ausrichten. Die kleinen Quarze bilden dabei ein Muster, das wie Runen oder auch wie Blütenblätter aussieht. Dieses Muster aus kleinsten Quarzen ist ein zweites wichtiges Merkmal bei der Bestimmung.

Die folgenden Bilder zeigen graphische Verwachsungen. Das rötliche bzw. hellbraune Mineral, von dem es viel gibt, ist der Alkalifeldspat. In ihm stecken viele kleine dunkle Gebilde. Das sind die Quarze, die wir suchen. (Das Schwarze sind dunkle Minerale, die nicht gemeint sind.)

All diese kleinen Einschlüsse sind die Quarze der zweiten Generation. (Die großen Quarze der ersten Generationen sind mit „Qz1“ beschriftet.) Von den kleinen Quarzen gibt es Hunderte. Die Spitzen der Pfeile zeigen nur auf einige wenige. Um die kleinen Einschlüsse zu erkennen, sollten sie die Vergrößerung aufrufen. (Bild anklicken oder antippen.)

Die Quarze der zweiten Generation müssen Sie finden, um ein Gestein Rapakiwi nennen zu können.

Der Raum zwischen den runden Feldspäten wird von „Grundmasse“ gefüllt. Dieser Begriff ist eigentlich nicht richtig, denn das ist keine formlose Masse, sondern Feldspat mit einem geordneten Kristallgitter. Das erkennt man am besten auf einer frischen Bruchfläche. Dann zeigt die Größe der spiegelnden Spaltflächen, wie weit ein einzelner Feldspatkristall reicht. Sie werden überrascht sein, wie groß die Feldspäte sein können. Alles, was in einem Stück spiegelt, ist ein einziger Kristall, unabhängig von seiner äußeren Form. In diesem Feldspat stecken die kleinen Quarze. Da sie sich während ihrer Kristallisation am Feldspat orientiert haben, besitzen auch die Quarze ein gemeinsames Kristallgitter und sind nicht einfach wahllos verstreut. Das ist aber nur mit einem speziellen Mikroskop und im Gesteinsdünnschliff zu sehen.

Graphische Verwachsungen gibt es vor allem in den Wiborgiten. Im Pyterlit sehen die Quarze etwas anders aus.

5. Quarze im Pyterlit

In Pyterliten findet man so gut wie nie die hübschen Muster der graphische Verwachsungen. Hier sind die Quarze der zweiten Generation größer und entweder rundlich oder kantig. Das Handstück im Bild 12/13 zeigte eine mögliche Variante.

Alle kleinen dunklen Körner sind die jüngeren Quarze (Qz2), während die älteren Quarze (Qz1) einen grauen Kern und den typischen korrodierten Umriss haben. Die dunklen Minerale sind Biotit, aber uns interessieren nur die Quarze.

In diesem Pyterlit sind die „kleinen“ Quarze überhaupt nicht zierlich, sondern kantig und bis zu 2 mm groß.

Solche kantigen Quarze kommen in Pyterliten immer wieder vor, sind aber kein typisches Merkmal, denn es gibt viele Pyterlite mit rundlichen und weniger auffälligen Quarzen.

Das Handstück im Bild 14 stammt aus dem Laitila-Pluton, das in Bild 15 aus dem Vehmaa-Pluton in SW-Finnland. Beide haben weniger auffällige Quarze und sind typisch für diese Region.

In manchen Büchern findet sich der Ausdruck „pyterlitisch“, der auf die kantigen Quarze verweist. Dieser Begriff ist irreführend und sollte vermieden werden. Kantige Quarze gibt es auch in Gesteinen, die keine Pyterlite sind. Pyterlite sind allein durch die fehlenden Plagioklassäume um die Ovoide charakterisiert. Die Form der Quarze hat keine Bedeutung, solange sie klar umrissene, einzelne Individuen sind. Als formloses Zwickelmineral kommt Quarz in Rapakiwis jedoch nicht vor.

6. Plagioklas

Granite enthalten neben Alkalifeldspat fast immer einen zweiten Feldspat: Plagioklas. Der ist in den Rapakiwis oft blaugrau, kann aber auch braun, grün oder rötlich aussehen. Plagioklas kommt als Saum und auch als eigenständiges Mineral vor.

Angewitterter Plagioklas wird weiß und kann nach intensiver Verwitterung komplett fehlen.

In diesem Wiborgit (unten) sind die Plagioklassäume durch die Verwitterung völlig verschwunden:

Dunkle Minerale

Die dunklen Minerale in Rapakiwis sind Biotit und/oder Amphibol (Hornblende). Sehr dunkle Rapakiwis können zusätzlich Fayalit enthalten, der als gelbliches oder braun zersetztes Mineral inmitten anderer dunkler Minerale steckt.

7. Anorogener Granit und runde Feldspäte

Der namensgebende Zerfall („rapa kivi“) tritt vor allem in grobkörnigem Wiborgit oder Pyterlit auf. Diese Beobachtung führte schon vor langer Zeit dazu, dass man in Finnland einen Granit mit runden Feldspäten ganz allgemein als „Rapakiwi“ bezeichnete. Für Geologen ist das problematisch, weil diese Gefüge ohne erkennbare Grenze in benachbarten Granit übergehen, in dem es keine runden Feldspäte mehr gibt.

Zeigen die Bilder 18 und 19 Rapakiwis? Wenn nein, wie viele runde Feldspäte müssen es denn sein, damit man von „Rapakiwi“ reden kann? Drei? Vier?
Geologen wissen seit langem, dass die Gefüge mit runden Feldspäten immer nur Teile eines größeren Granitplutons sind. (Ein Pluton ist ein sehr großer, in der Tiefe erstarrter magmatischer Gesteinskörper.)
Diese Plutone sind immer jünger als das umgebende Grundgebirge, immer scharf abgegrenzt und zeigen keinerlei Deformationen. Alle Varianten des Granits in diesem Vorkommen gehören zusammen, sind gleich alt und ähneln sich auch chemisch.

Um das Ganze auf eine solide Grundlage zu stellen, benutzen Geologen seit 1992 eine neue Definition. Danach sind Rapakiwis „...anorogene Granite, die zumindest in den größeren Plutonen [...] Rapakiwigefüge zeigen.“ („Rapakivi granites are A-type granits characterized by the presence, at least in the larger batholiths, of granite varieties showing the rapakivi texture.“) Mit „Rapakiwigefüge“ sind Alkalifeldspäte mit Plagioklassaum gemeint und ein A-Granit ist ohne Gebirgsbildung entstanden - „anorogen“.

Mit dieser Neudefinition rückt die Entstehung des Granits in den Blick und damit werden alle Gefügevarianten in diesen Granitvorkommen zu Rapakiwis.
Das ist weniger gravierend, als es scheint. Wiborgit und Pyterlit bleiben weiterhin Rapakiwis. Neu hinzu kommen vor allem porphyrische und gleichkörnige Rapakiwis.

8. Porphyrische Rapakiwis

Ein porphyrischer Rapakiwi enthält keine Ovoide und seine Feldspäte sind tendenziell rechteckig. Solche porphyrischen Gefüge sind weit verbreitet, man findet sie allen Rapakiwivorkommen. Einige der kleineren Plutone bestehen komplett aus porphyrischem Rapakiwi.

Je nach Menge, Form und Größe der Feldspäte sehen diese Granite ganz verschieden aus. Vor allem enthalten sie nur noch zum Teil die oben beschriebenen zwei Generationen Quarz.

Ein schönes Beispiel für einen porphyrischen Rapakiwi mit zwei Generationen Quarz ist der „Ostsee-Rapakiwi“ (Geschiebe aus der Nähe von Greifswald). In ihm stecken immer besonders viele große korrodierte Quarze und dazu Mengen kleiner Quarze, die sich auf den Außenseiten der Feldspäte aufreihen:

Ganz anders dagegen der Vehmaa-Rapakiwi im Bild 25. Er enthält keine zwei Quarzgenerationen mehr und ist nicht als Rapakiwi erkennbar.

Gleichen sich die Feldspäte in ihrer Größe an, gehen die porphyrischen Gefüge allmählich in gleichkörnige Granite über. Das zeigen die Bilder 26 und 27.

Eine Grenze zwischen porphyrischen und gleichkörnigen Rapakiwis gibt es nicht, sondern viele Mischformen - auch mit Wiborgiten und Pyterliten. Mischgefüge zwischen verschiedenen Gefügetypen findet man in allen skandinavischen Rapakiwivorkommen in großer Menge.

Bei einem losen Fund muss man sehr vorsichtig sein, solche Mischgefüge als Rapakiwi zu bezeichnen. Das gilt auch dann, wenn ein Granit zwei Quarzgenerationen enthält, denn solche Gesteine gibt es auch an ganz anderen Orten und die sind dann keine Rapakiwis.

Bei einem Granit ohne runde Feldspäte rechtfertigen auch zwei Generationen Quarz nicht, ihn als Rapakiwi zu bezeichenen, sofern man das Gestein nicht als solches kennt.

9. Gleichkörnige Rapakiwis

Wie dieser Granit aussieht, erklärt sein Name: Hier sind die Feldspäte ungefähr gleich groß.

Die Feldspäte sind in gleichkörnigen Gefügen oft klein. Gelegentlich bilden sie eine mehr oder weniger geschlossene Masse, die aus graphischen Verwachsungen bestehen kann. So einen Granit nennt man dann „Granophyr“.

Hin und wieder stecken in so einem Granophyr auch einzelne, etwas größere Alkalifeldspäte. Rufen Sie dazu die Vergrößerungen der Bilder 29 und 30 auf.

Als Geschiebe gefunden, sind solche Granophyre sehr wahrscheinlich Rapakiwis, aber ganz sicher kann man nicht sein, denn solche Gefüge kommen auch in anderen Graniten vor. Granophyr-Geschiebe lassen sich keinem speziellen Vorkommen zuordnen.

10. Porphyr-Aplit und Prick-Granit

Ein Rapakiwi mit einzelnen größeren Feldspäten in einer feinkörnigen Grundmasse wird Porphyr-Aplit genannt. Die Einsprenglinge sind meist rund, können aber auch kantig aussehen. Sie stecken in einer Grundmasse voller kleiner Quarzkörner und einzelnen großen Quarzen.

Die großen Quarze sind wie immer rund. Man erkennt sie oft schon ohne Lupe, was manchmal auch für die kleinen Quarze in der Grundmasse zutrifft. Bei uns gefundene Porphyr-Aplite sind immer Rapakiwi-Granite aus Skandinavien. Ihre genaue Herkunft bleibt offen, denn sie kommen in diversen Plutonen vor und sehen sich sehr ähnlich.

Porphyr-Aplite sind immer hell und meist gelblich, hellbraun oder auch grau. Sie enthalten nie graphische Verwachsungen.
Da sie in ihren Herkunftsgebieten nur auf kleiner Fläche vorkommen, sind sie selten. Dass wir sie trotzdem hin und wieder in Norddeutschland finden, dürfte mindestens einem nicht bekannten Unter-Wasser-Vorkommen zu verdanken sein. Das gilt vor allem für hellgraue Porphyr-Aplite, die wie Ytö-Granit aus dem Laitila-Pluton aussehen. Diese Geschiebe sind Doppelgänger und stammen ohne jeden Zweifel nicht von dort, sind also keine Ytö-Granite. (Siehe Laitila-Vehmaa-Rapakiwis.)

Der Begriff „Porphyr-Aplit“ wird ausschließlich in Skandinavien und nur für diese speziellen Rapakiwigefüge benutzt. Für die Geologen anderer Länder sind das einfach nur porphyrische Granite.

Prick-Granit

Manche Porphyr-Aplite enthalten trotz ihres Namens (Aplit = hell und feinkörnig) auch dunkle Minerale, meist in Form rundlicher schwarzer Biotitflocken. Diese Biotite können so zahlreich sein, dass sie ein ganz neues Gefüge bilden. Vor allem dann, wenn die großen Feldspäte fehlen und nur die feinkörnige Grundmasse übrig ist. Dieser Typ wird als „Prick-Granit“ bezeichnet. „Prick“ ist schwedisch für „Tupfen, Pünktchen“.

Prick-Granite sind nichts anderes als gefleckte Porphyr-Aplite ohne große Feldspäte. Die charakteristischen Biotite sind gleichmäßig in der Grundmasse aus Feldspat und kleinen Quarzen verteilt.

Weil sich alle Prick-Granite ähneln, kann man auch diese Geschiebe keinem Herkunftsgebiet zuordnen. Sicher ist nur, dass sie aus Rapakiwiplutonen kommen. Zu diesem Gefügetyp scheint es keine Doppelgänger außerhalb der Rapakiwigebiete zu geben.
Die bei uns gefundenen Geschiebe stammen vermutlich überwiegend von Åland und aus der Ostsee. (Der Name „Prick-Granit“ wird von den Geologen Skandinaviens nicht mehr verwendet.)

Ab und zu findet man auch Mischungen aus Porphyr-Aplit und Prick-Granit. Man könnte sie auch „Porphyr-Aplit mit Biotit“ nennen. Das widerspricht zwar der Definition von „Aplit“, aber das ist den Gesteinen herzlich egal.

Da alle Gefügevarianten ineinander übergehen, ist es manchmal schwierig, dem Gestein überhaupt einen Namen zu geben. Die verschiedenen Bezeichnungen sind ja lediglich eine von uns konstruierte Ordnung. Sie hilft uns, die Vielfalt begrifflich zu fassen, aber sie bildet die Realität nur unvollkommen ab.

Neben den bis hierhin beschriebenen Granitvarianten gibt es auf Åland auch Porphyre, also subvulkanische Varianten des Rapakiwis. Dazu kommt ein Ignimbrit, also ein Gestein, das an einem Vulkan entstand.
Auch auf der Insel Hogland (Suursaari), die heute zu Russland gehört, gibt es Vulkanite. Sie gehören zum Wiborg-Massiv, dem mit Abstand größten Rapakiwipluton Skandinaviens.

Ganz zuletzt noch ein besonderer Rapakiwi, den es vermutlich nur im Wiborg-Pluton gibt: Tirilit.

11. Tirilit

Tirilit ist der mit Abstand seltsamste Rapakiwi: Er ist gleichkörnig und dunkel.
Tirilite sehen eher wie Gabbros aus, denn ihr Alkalifeldspat ist dunkelgrün bis fast schwarz. Außerdem enthalten sie Fayalit, einen eisenreichen Olivin, und den Amphibol Hastingsit. (Persönliche Mitteilung T. Rämö.)

Der Name leitet sich von der Ortschaft „Tirilä“ ab, die Ende des 19. Jahrhunderts östlich von Willmanstrand lag. Inzwischen wurde aus Willmanstrand die Stadt „Lappeenranta“ und Tirilä liegt heute mitten im Stadtgebiet.

Die Bezeichnung „Tirilit“ wird ausschließlich für diesen gleichkörnigen, dunklen Rapakiwi und nur in Finnland benutzt.

Auch in Norddeutschland kann man dunkelgrüne Rapakiwis finden, aber mit Wiborgitgefüge. Diese Geschiebe sind keine Tirilite, auch wenn das gelegentlich behauptet wird. Ein Tirilit muss ein gleichkörniges Gefüge haben, ganz ohne Ovoide. Davon abgesehen erscheint es sehr fraglich, ob man einen Tirilit als losen Stein überhaupt erkennen kann.
Die dunkelgrünen Rapakiwis in Norddeutschland stammen aus dem Åland-Pluton.

12. Verwitterung - wie der Rapakiwi zu seinem Namen kam

Der Ausdruck „rapa kivi“ bedeutet im Finnischen ungefähr: „bröckeliger, zerkrümelnder Stein". Obwohl namensgebend, findet man diesen Zerfall nur ab und zu. Er ist keine Eigenschaft aller Rapakiwis und kommt auch nur in grobkörnigen Gefügen mit runden Feldspäten vor. In den kleineren Rapakiwimassiven Finnlands, auf Åland und in den schwedischen Vorkommen habe ich den Zerfall nirgends gefunden.

Bei der Zersetzung eines Rapakiwis entsteht ein hellbrauner und grobkörniger Grus aus scharfkantigen Feldspatbruchstücken, der im Finnischen als „moro“ bezeichnet wird (oder wurde).

Schaut man sich diesen Grus aus der Nähe an, so besteht er aus kantigen, frisch wirkenden Feldspatbruchstücken, die kaum verwittert sind. Allein der Biotit ist etwas zersetzt und für die bräunliche Färbung verantwortlich.

Das folgende Bild zeigt den Grus anstehend unter Waldboden. Das ist zersetzter Rapakiwi in ungestörter Lagerung. Man kann einzelne Stücke mit dem Finger herauslösen, aber die Feldspäte sind noch miteinander verhakt und liegen nicht lose.

Dagegen ist das nächste Bild eher verstörend. Hier wechseln sich fester Granit und Grus auf eine Weise ab, die jeder Erfahrung widerspricht.

Zerfallener und frischer Rapakiwi liegen hier direkt übereinander.

Ganz oben ist der Rapakiwi fest und hart. Etwas tiefer geht er übergangslos in völlig zersetzten Grus über, der noch tiefer wieder von festem Granit abgelöst wird. Solche scharf begrenzten Zonen sind typisch für den Rapakiwizerfall.

Die zersetzten Bereiche liegen horizontal oder auch vertikal und sind zwischen einigen Zentimetern und vielen Metern breit. Es gibt keine erkennbaren Regeln für die Größe oder die Form in Relation zum frischen Gestein. Spätestens dann, wenn man völlig zersetzten Rapakiwi metertief unterhalb von frischem Rapakiwi findet, ist man ratlos. (Siehe Eskolas: „On the disintegration of rapakivi“.)

Der Zerfall ergreift vor allem Wiborgite und Pyterlite, manchmal auch sehr dunkle gleichkörnige Rapakiwis. Man weiß inzwischen, dass an diesen Stellen der Granit von mikroskopisch feinen Rissen durchzogen ist, die ein eigenes Netz bilden und die Korngrenzen der Minerale durchqueren.
Die extrem feinen Risse existieren unabhängig von der normalen Granitklüftung, die es in Rapakiwis außerdem gibt. Die Mikrorisse schwächen den Granit und leiten seinen Zerfall ein. Das läuft sehr langsam ab und ist von atmosphärischer Verwitterung unabhängig. Diese beginnt erst dann, wenn Wasser in die Risse eindringt und Frost und chemische Verwitterung ihre Wirkung entfalten.
Woher die Mikrorisse kommen, weiß man nicht. Man vermutet mechanische Spannungen im Gestein als Folge von Bewegungen im erkaltenden Granit (Härmä 2008). Die Beanspruchung, die zu den haarfeinen Rissen führte, muss innerhalb des Granits stattgefunden haben, weil er von außen her keinen Kräften ausgesetzt war. Warum die Zonen des Zerfalls so völlig willkürlich und unregelmäßig verteilt sind, ist unklar.

In Finnland konzentriert man sich heute vor allem darauf, diese Zonen mit Rapakiwizerfall möglichst früh zu finden, um die Steinbrüche wirtschaftlich zu betreiben. Niemand will beim Abbau unverhofft eine Zone mit Rapakiwizerfall freilegen, denn das verursacht zusätzliche Kosten durch die dann nötige Verlagerung des Abbaus.
Für die Qualität des als Werkstein abgebauten Rapakiwis hat der Zerfall keine Bedeutung. Rapakiwigranit, der heute fest ist, bleibt dies auch auf Dauer. Die als „Baltic Brown“, „Carmen Red“, oder „Eagle Red“ vermarkteten Gesteins sind solide und ausgesprochen langlebig. Dass sie nebenbei auch Rapakiwis sind, ist für ihre Qualität als Werkstein ohne jede Bedeutung.

Bleibt die Frage, wie groß die Flächen mit dem Rapakiwizerfall sind. Das kann ich trotz mehrfacher Besuche dieser Gebiete nicht verlässlich sagen, denn es gibt sehr viel von Wald bedeckte Fläche. Bei meinen Exkursionen habe ich mir in Steinbrüchen, Kiesgruben und in Straßenaufschlüssen so viele Rapakiwis angesehen, wie nur irgend möglich. Praktisch immer fand ich den harten Granit, den zerfallenen Rapakiwi aber nur gelegentlich. Andererseits war der auch nicht so selten, dass man viele Tage lang danach hätte suchen müssen. Ziemlich sicher beschränkt sich der Zerfall nur auf einen kleinen Teil der Rapakiwivorkommen.

13. Die Entstehung der Rapakiwis

Rapakiwis entstehen ohne Gebirgsbildung und ohne Subduktion und werden deshalb A-Granite genannt. „A“ von „anorogen“.
Vergleichbares spielt sich heute an Stellen ab, die „hot spots“ („heiße Flecken“) genannt werden, also magmatisch aktive Gebiete innerhalb tektonischer Platten. Auslöser ist heißes Mantelgestein, das aus vielen Hundert Kilometern Tiefe aufsteigt. Die Bildung der skandinavischen Rapakiwis wird vor etwa 1,65 bis 1,5 Milliarden Jahren ähnlich abgelaufen sein, allerdings in einem sehr viel größeren Ausmaß.

Die abgebildeten Rapakiwiplutone in Skandinavien sind:
Finnland: Wiborg mit Ahvenisto und Suomenniemi, Åland, Kökarsfjärden, Laitila mit Eurajoki und Peipohja, Vehmaa, Onas, Bodom, Obbnäs, Reposaari, Siipyy, Fjälskär
Schweden: Nordingrå (andere Plutone hier nicht abgebildet)
Bottensee: mehrere Vorkommen ohne Namen
Ostsee: Nordbaltischer Pluton

Heißes Gestein, das schlauchartig im Erdmantel aufsteigt, wird als „Mantel-Diapir“ oder „Mantel-Plume“ bezeichnet. Beim Aufstieg führt die abnehmende Last des überlagernden Gesteins zu einem teilweisen Aufschmelzen, der sogenannten „Entlastungsschmelze“. Dabei entsteht Basaltmagma, das wegen seines hohen Eisen- und Magnesiumgehalts auch als „mafisch“ bezeichnet wird. Es hat eine geringere Dichte als seine Umgebung und steigt deshalb auf. Der Auftrieb lässt erst beim Erreichen der weniger dichten Erdkruste nach. Dann kann es vorkommen, dass die aufsteigende Basaltschmelze unter der Kruste hängen bleibt. Das wird „mafic underplating“ genannt. Eine griffige deutsche Bezeichnung scheint es für die Ansammlung basaltischer Schmelze unter kontinentaler Kruste nicht zu geben.

Weil die aufsteigende Mantelschmelze besonders heiß ist, kann sie in der Kruste über ihr die Bildung einer zweiten Schmelze auslösen, diesmal mit granitischer Zusammensetzung. Dieses Granitmagma wird zum Rapakiwi, wenn es bei seinem Aufstieg in der Kruste stecken bleibt und dort langsam abkühlt.
Erreicht die Schmelze jedoch die Erdoberfläche, entstehen Vulkane. Man nimmt an, dass es oberhalb der meisten Rapakiwis zur Zeit ihrer Entstehung Vulkane gab. Die dabei entstandenen Gesteine sind aber bis auf winzige Ausnahmen längst verwittert.

Wie schnell ein Magma aufsteigt, hängt von seinem Volumen und seinem Hitzevorrat ab. Außerdem erleichtern Risse im Deckgebirge den Weg zur Oberfläche. Sie bilden sich unvermeidlich, weil der aufsteigende Erdmantel die Kruste nach oben drückt und dabei dehnt. So entstehen Aufstiegswege für beide Magmen: das Granitmagma aus der Kruste und die Basaltschmelze aus dem Erdmantel. Dieses Nebeneinander zweier verschiedener Schmelzen nennt man „bimodalen Magmatismus“ und dessen Spuren findet man in fast allen Rapakiwigebieten. Aus der Basaltschmelze wurden Gabbros, Anorthosite und die vielen Doleritgänge. Manchmal vermischten sich die beiden Schmelzen auch vollständig („magma mixing“) und es entstanden Gesteine wie der „Åland-Granitporphyr“.

14. Runde Feldspäte (Ovoide)

Die Entstehung der runden Feldspäte war lange Zeit ein Rätsel, denn Minerale wachsen nur mit geraden Kanten. Allerdings können sie ihre Kanten wieder verlieren, wenn die Temperatur steigt oder der Umgebungsdruck im (aufsteigenden) Magma sinkt. Dann beginnen die Minerale auf ihrer Außenseite zu schmelzen, werden erst rundlich und dann immer kleiner, bis sie sich schließlich ganz auflösen. Dauert das Anschmelzen nur kurz, bleiben gerundete Feldspäte übrig – die Ovoide.
So eine Schmelzbildung durch Druckentlastung findet nur in einem Granitmagma statt, das sehr wenig Wasser, Fluor oder CO₂ enthält. (Das sind „Volatile“, leicht flüchtige Substanzen.)
Eklund & Shebanov (1999) weisen darauf hin, dass diese Druckentlastung bei etwa gleich bleibender Temperatur viel Schmelze erzeugen kann und entscheidend zum Auftrieb des Magmas beiträgt.
Dazu kommt der Einfluss der Basaltschmelze, die durch ihre hohe Temperatur von über 1100° vermutlich den Aufstieg der Granitschmelze erst auslöst. Sie ist aber direkt weder für die Rundung der Feldspäte noch die Bildung des Plagioklassaums verantwortlich. Beides ist eine Folge der Eigenschaften des wasserarmen Magmas. Dazu gleich mehr.

Dass Ovoide nur äußerlich gerundete Alkalifeldspäte sind, erkennt man an ihren Spaltflächen. Ob groß, ob klein – die meisten Ovoide spiegeln in einem Stück, sind also nur ein einziger Kristall.

Dass es sich um Alkalifeldspat handelt, zeigen die perthitischen Entmischungen. Sie bilden feine helle Linien im Kristall und zeigen zuverlässig Alkalifeldspat an. In den Vergrößerungen der Bilder 50 und 51 sind die perthitischen Entmischungen gut zu erkennen.

Ein zweiter Hinweis sind Karlsbader Zwillinge, also Kristalle aus zwei Hälften. Einige Ovoide sind solche Zwillinge, was man an der geteilten Reflexion auf den Spaltflächen leicht erkennt.

Größe und Form der Teilflächen können ganz unterschiedlich ausfallen. Entscheidend ist, dass der Feldspat nicht in einem Stück spiegelt, sondern nur teilweise.

Vor allem im Wiborg-Pluton und vereinzelt im Laitila-Vehmaa-Pluton findet man große Ovoide mit mehr als etwa 5 cm Durchmesser. Sie liegen immer vereinzelt inmitten kleinerer Feldspäte und enthalten sehr oft Wachstumsringe im Inneren. Diese Ringe sind ein klares Indiz dafür, dass die Ovoide in Etappen entstanden sind, also durch wiederholtes Anschmelzen und nachfolgendes Wachstum.

Manchmal findet man sogar Plagioklasringe im Inneren eines Ovoids:

Diese großen Kristalle zeigen, dass sich einzelne Feldspäte in der Granitschmelze bewegen. Um so groß zu werden, brauchen sie besondere Bedingungen, denn sie müssen einen mehrfachen Wechsel von Anschmelzen und nachfolgendem Wachstum durchlaufen. Das kann sich aber nicht direkt neben den kleineren Feldspäten abgespielt haben, von denen sie jetzt umgeben sind. Schmelzen und Wachstum erfassen immer größere Teile des Magmas und nicht nur einen einzelnen Feldspat.
Wenn die großen Ovoide nicht dort entstanden sind, wo wir sie heute finden, dann haben sie sich bewegt. Das geht nur in Schmelze.

Der große Ovoid hat einen Durchmesser von über 10 cm. Er lag im frisch gesprengten Schutt einer Baustelle bei Pyterlahti.

15. Säume aus Plagioklas

Früher wurde vermutet, dass die Säume um die Ovoide durch Zufuhr von Basaltmagma entstanden sein könnten. Da basaltische Schmelze viel Plagioklas enthält, ist das im Prinzip eine plausible Idee. Es gibt Beispiele für diese Vermischung, aber trotzdem ist die Zufuhr von plagioklasreichem Magma sicher nicht verantwortlich für die gleichmäßigen gesäumten Ovoide, die sich zum Teil über Hunderte Quadratkilometer erstrecken. Dass sich die zähflüssige Granitschmelze über solche Entfernungen hinweg ganz gleichmäßig mit Basalt mischen kann – die beringten Feldspäte sehen immer gleich aus! – ist zu bezweifeln. Zweifellos hat es Mischungen von Basalt- mit Granitmagma gegeben, die zu echten Mischgesteinen wie der Ringquarzporphyr führten. Aber die machen nur einen kleinen Teil aller Rapakiwigesteine aus.
Es ist vielmehr das Rapakiwimagma selbst, das die Plagioklasringe erst am Ende entstehen lässt. Eine wasserarme Granitschmelze hat einen grundlegend anderen Kristallisationsverlauf als „normale“ Granite, deren Magma mehr Wasser enthält.
Weil in der wasserarmen Schmelze bei sinkendem Druck (Aufstieg) Quarz und Alkalifeldspat wieder in Lösung gehen, ist Plagioklas davon nicht betroffen. Er kann die ganze Zeit über in geringer Menge auskristallisieren, aber der größte Teil bleibt in der Schmelze gelöst (Eklund 1999). Erst ganz am Ende verstärkt sich die Kristallisation von Plagioklas. Nur deshalb liegen die Säume außen um die Alkalifeldspäte.
Die späte Kristallisation kann sogar dazu führen, dass Gesteinsfragmente, die ins Magma geraten, ebenfalls einen Saum aus Plagioklas erhalten:

Der besondere Kristallisationsverlauf betrifft auch den Quarz, der in einem trockenen Magma bereits bei hoher Temperatur kristallisieren kann. Dabei entstehen kantige Hochquarze. Sie zeichnen sich durch quadratische Umrisse und kleine Quarzpyramiden aus, sofern ihre Enden frei liegen. Im folgenden Bild sieht man das oberhalb der Mitte. Die kleinen kantigen Quarze, die in manchen Pyterliten stecken, sind genau diese Hochquarze.

Hochquarz wandelt sich bei der Abkühlung des Gesteins in Tiefquarz um, ohne dass sich die äußere Form der Quarze ändert. Bei Raumtemperatur ist jeder Quarz Tiefquarz, egal wie er aussieht.

16. Europiumanomalie

Alle Rapakiwis enthalten zu wenig Europium, ein Metall aus der Gruppe der Seltenen Erden. Deshalb zeigt in den Diagrammen zur Gesteinszusammensetzung der Graph beim Europium nach unten. Das ist natürlich nur im Labor nachzuweisen, aber das fehlende Europium ist ein Hinweis auf die Entstehung der Rapakiwis.
Immer, wenn Plagioklas kristallisiert, wird darin auch etwas Europium eingebaut. Wenn nun in den Rapakiwis Europium fehlt, dann nur deshalb, weil am Ort der Schmelzbildung schon vorher einmal Plagioklas entstand. Die Schmelze der Rapakiwis ist also, salopp gesprochen, der „zweite Aufguss“ aus der unteren Kruste.

17. Rapakiwis und ihre Doppelgänger

Manche Geologen benutzen den Begriff „Rapakiwigefüge“ für Gesteine, die plagioklasgesäumte Alkalifeldspäte enthalten – auch dann, wenn das Gestein kein Rapakiwi im eigentlichen Sinne ist. Das ist etwas verwirrend, aber nicht zu ändern.

Granite, die solche gesäumten Feldspäte enthalten und keine Rapakiwis sind, gibt es regelmäßig. Um sie in der Kiesgrube oder am Strand von echten Rapakiwis zu unterscheiden, muss man deren Merkmale kennen und genau hinschauen.
Als anorogene Granite sind Rapakiwis immer undeformiert. Sie enthalten keine Streifen oder ausgelängte, verformte Minerale. Auch körnig zerdrückter Quarz ist ein sicheres Zeichen, dass das Gestein kein Rapakiwi ist. Daran ändern auch von Plagioklas umsäumte Feldspäte nichts.

Auch das nächste Geschiebe ist trotz der gesäumten Feldspäte kein Rapakiwi, denn es fehlt die zweite Generation kleiner Quarze:

Um die kleinen Quarze zu suchen, braucht man eine kräftige Lupe.

Besonders knifflig ist Garberg-Granit aus Dalarna in Schweden:

Er sieht einem Rapakiwi täuschend ähnlich und enthält auch die perfekten zwei Generationen Quarz. Trotzdem ist er kein Rapakiwi, denn er ist nicht anorogen entstanden. Dem Gestein sieht man das nicht an, man muss es kennen.

Einige Filipstad-Granite sehen mit ihren runden, plagioklasgesäumten Feldspäten wie Rapakiwis aus:

Den Filipstad-Graniten fehlen die kleinen Quarze und sie sind auch keine anorogenen Granite.

18. Rapakiwis finden

In der nördlichen Hälfte Deutschlands gibt es nach mehreren Eiszeiten überall Rapakiwis. Man findet sie am Feldrand, in Kiesgruben, an der Ostsee und auch in altem Kopfsteinpflaster. (Die lassen Sie bitte genau da, wo sie sind.)
Die allermeisten dieser Rapakiwis stammen von Åland, einer Inselgruppe im Südwesten Finnlands.

Erwarten Sie bitte nicht nur attraktive Gesteine. Richtig schöne Rapakiwis mit auffälligen Ovoiden sind nicht sehr häufig, aber die etwas weniger hübschen findet man gar nicht so selten. Achten Sie zuerst auf die braunrote Farbe, die viele Ålandgesteine haben.

Sie beginnen damit, die graphischen Verwachsungen zu suchen (Lupe). Machen Sie dafür den Stein sauber und nass. Oft findet man die kleinen Quarze leichter als die runden Feldspäte. Sind graphische Verwachsungen vorhanden, werden Sie auch die gerundeten Quarze mit dem eingebuchteten Rand sehen.
Auch einige der großen Findlinge sind Åland-Rapakiwis. Schauen Sie genau hin.

Gleiches gilt für die „Kökarsfjärden-Rapakiwis“, die ebenfalls von Åland kommen, aber aus einem eigenständigen Vorkommen, das westlich der Insel Kökar unter Wasser liegt.

Diese Gesteine sind so grobkörnig, dass sie auch Laien auffallen. Als große Findlinge sind sie in etlichen Findlingsgärten und Ausstellungen enthalten, wo sie meist als „porphyrischer Granit“ beschildert sind.

Auch der Riesenstein bei Grubo im Fläming ist ein Kökar-Rapakiwi:

Ein Teil der Kökar-Geschiebe hat ein schönes Pyterlitgefüge, andere sind Mischungen aus wenigen Ovoiden und vielen kantigen Feldspäten.
Die kleinen Quarze sind in diesem Rapakiwi immer kantig-körnig. Graphische Verwachsungen gibt es nicht, dafür ist das Gestein zu grobkörnig.

 

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Proben und Bildquellen:

Bild 1: Åland-Rapakiwi, Nahgeschiebe auf Åland
Bild 2: Åland-Rapakiwi, Geschiebe an der Ostsee
Bild 3: Fassadenverkleidung am Winterhuder Markt in Hamburg
Bild 4: Åland-Rapakiwi, Geschiebe am Strand von Rügen
Bild 5: Ausschnitt aus Bild 4
Bild 6: Wiborgit aus der Nähe von Ylämaa, Finnland, poliert
Bild 7: Pyterlit aus der Nähe von Pyterlahti, Finnland, poliert
Bild 8: Åland-Rapakiwi, NE von Godby, Åland, polierter Schnitt
Bild 9: Åland-Quarzporphyr, Insel Flatskärshällen, Åland
Bild 10: Nordingrå-Rapakiwi, Insel Ulvön, Schweden
Bild 11: Åland-Rapakiwi, NE von Godby, Åland, polierter Schnitt
Bild 12: Pyterlit, Anjalankoski, Finnland, polierter Schnitt
Bild 13: Pyterlit, Anjalankoski, Finnland, polierter Schnitt
Bild 14: Laitila-Rapakiwi, Nahgeschiebe aus Kiesgrube SE von Laitila,
Finnland, polierter Schnitt
Bild 15: Vehmaa-Rapakiwi, südlich Taivassalo, Finnland, Finnland, polierter Schnitt
Bild 16: Wiborgit, Nahgeschiebe bei Pyterlahti, Finnland
Bild 17: Wiborgit, Geschiebe auf Hiiumaa, Estland
Bild 18: Åland-Rapakiwi, Lumparland, Åland, polierter Schnitt
Bild 19: Åland-Rapakiwi, Geschiebe, Kiesgrube Vastorf in Niedersachsen (S. Alt legit)
Bild 20: Vehmaa-Rapakiwi, westlich Vehmaa, Finnland, Finnland, polierter Schnitt
Bild 21: Granitporphyr aus Lappeenranta, Finnland
Bild 22: Porphyrischer Laitila-Rapakiwi, östlich Rauma, Finnland
Bild 23: Porphyrischer Kökarsfjärden-Rapakiwi, Nahgeschiebe auf Andör,
Åland, polierter Schnitt
Bild 24: Ostsee-Rapakiwi, Geschiebe bei Greifswald, polierter Schnitt
Bild 25: Vehmaa-Rapakiwi, westlich Uhlu, Finnland, polierter Schnitt
Bild 26: Haga-Granit (gleichkörniger Åland-Rapakiwi), Haga, Åland
Bild 27: Åland-Aplitgranit, südlich Mariehamn, Åland, polierter Schnitt
Bild 28: Gleichkörniger Rapakiwi, Lappeenranta, Finnland
Bild 29: Granophyr, Mariehamn, Åland, polierter Schnitt
Bild 30: Åland-Granophyr, Wassböle, Åland, polierter Schnitt
Bild 31: Porphyr-Aplit, Nahgeschiebe, Kiesgrube westlich Kotka, Finnland
Bild 32: Porphyr-Aplit, Geschiebe an der Ostsee
Bild 33: Porphyr-Aplit, Insel Rödögubben, Schweden
Bild 34: Porphyr-Aplit, Ylämaa, Finnland
Bild 35: Prick-Granit, Geschiebe, Kiesgrube bei Zarrentin, Schleswig-Holstein
Bild 36: Prick-Granit, Nahgeschiebe, Kiesgrube im Wiborgpluton
Bild 37: Prick-Granit, Geschiebe, Kiesgrube in Schleswig-Holstein
Bild 38: Tirilit, Simola, Finnland
Bild 39: Tirilit, Simola, Finnland
Bild 40: Zersetzter Rapakiwi, Ylämaa, Finnland
Bild 41: Zersetzter Rapakiwi, Ylämaa, Finnland (Aufnahme unter Wasser)
Bild 42: Zersetzter Rapakiwi, Ylämaa, Finnland
Bild 43: Zersetzter Rapakiwi, Kotka, Finnland
Bild 44: Zersetzter Rapakiwi, Kotka, Finnland
Bild 45: Karte neu gezeichnet nach Koistinen
Bild 46: Reposaari-Rapakiwi, Insel Reposaari, Finnland
Bild 47: Ovoid (Bruchfläche), Rapojärvi bei Valkeala, Finnland
Bild 48: Laitila-Rapakiwi, Laitila, Finnland
Bild 49. Wiborgit aus Liljendal, Finnland
Bild 50: Pyterlit aus der Nähe von Pyterlahti, Finnland, polierter Schnitt
Bild 51: Pyterlit aus der Nähe von Pyterlahti, Finnland , polierter Schnitt
Bild 52: Ovoid, Rapojärvi bei Valkeala, Finnland, polierter Schnitt
Bild 53: Ovoid, Nähe Pyterlahti, Finnland
Bild 54: Åland-Rapakiwi mit Einschluss, Geschiebe an der Ostsee,
Sml. Dehning (Aufnahme unter Wasser)
Bild 55: Laitila-Rapakiwi, Katinhäntä, Finnland
Bild 56: Augengneis, Geschiebe, Schleswig-Holstein
Bild 57: Granitgeschiebe, Schleswig-Holstein
Bild 58: Granitgeschiebe, Schleswig-Holstein
Bild 59: Garberg-Granit, Geschiebe, Schleswig-Holstein
Bild 60: Filipstad-Granit, Geschiebe, Schleswig-Holstein (Sammlung Figaj)
Bild 61: Weißer Filipstad-Granit, Geschiebe aus Wedel bei Hamburg (G. Schöne legit)
Bild 62: Åland-Rapakiwi, Geschiebe an der Ostsee
Bild 63: Åland-Rapakiwi, Geschiebe in Schleswig-Holstein
Bild 64: Kökarsfjärden-Rapakiwi, Findling, Rastplatz Rosengarten, A261 (53.38431, 9.87592)
Bild 65: Kökarsfjärden-Rapakiwi, Findling, Rastplatz Rosengarten, A261 (53.38431, 9.87592)
Bild 66: Kökarsfjärden-Rapakiwi, Findling bei Grubo, Brandenburg (52.08621, 12.53937)
Bild 67: Kökarsfjärden-Rapakiwi, Findling bei Grubo, Brandenburg (52.08621, 12.53937)

Literatur:

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Openstreetmap.org

 

Matthias Bräunlich, März 2023

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