Granit

typischer, mittelkörniger Granit
Abbildung Strehlener Granit aus Polen

Granite (von ital. granito, „gekörnt“) sind massige, relativ grobkristalline, magmatische Tiefengesteine (Plutonite), die reich an Quarz und Feldspäten sind, aber auch dunkle Minerale, zum Beispiel Glimmer, enthalten. Der Merksatz Feldspat, Quarz und Glimmer, die drei vergess' ich nimmer gibt die Zusammensetzung von Granit etwas vereinfacht wieder.

Entstehung / 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 dem flüssigen Material des Erdmantels, sondern aus aufgeschmolzenem Material der unteren Erdkruste. Für die Entstehung von Magmakammern muss mit Zeiträumen von 10 - 15 Millionen Jahren gerechnet werden (ZEIL, 1984).



Granit im Rohzusstand

Granit im Oberpfälzer Wald

Aufschmelzung

Granitisches Magma entsteht meistens in der unteren Kruste unserer Erde, so z. B. in Bereichen der Wurzel von Gebirgen. Dort kann es durch die Bewegung von Magmaströmen im oberen Erdmantel zu einer erhöhten Wärmezufuhr in die untere Erdkruste kommen. Durch Hebungen, Senkungen oder Horizontalbewegungen der Erdkruste kommt es punktuell zu einer Druckentlastung. Dadurch sinkt die Schmelztemperatur des Magmas und führt zur Bildung der meistens zähflüssigen granitischen Gesteinsschmelzen.

Magmenaufstieg (Intrusion)

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 Kilometern 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 der 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 Differentiation.



Granit Steinbruch

Flossenbürger-Granit
Flossenbürg in der Oberpfalz

Kontakt zum Nebengestein

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 Cordieritkristallen 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-feuchten Klima kann die Verwitterung mehr als 100 m in die Tiefe reichen. In der Sprache der Steinmetze gilt daher der Spruch: „Jeder Granit wird gelb“. Ob eine für den Abbau vorgesehene Partie eines derartigen Gesteins „gesund“ ist, kann ein Mineraloge oder Petrograph ohne Schwierigkeit bestimmen.

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-feuchten Klima kann die Verwitterung mehr als 100 m in die Tiefe reichen. In der Sprache der Steinmetze gilt daher der Spruch: „Jeder Granit wird gelb“. Ob eine für den Abbau vorgesehene Partie eines derartigen Gesteins „gesund“ ist, kann ein Mineraloge oder Petrograph ohne Schwierigkeit bestimmen.

Aussehen



blauer Granit

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



Granit

polierter Granit

Im Allgemeinen ist Granit mittel- bis grobkörnig. Er besitzt eine homogene Mineralverteilung und die daraus resultierende relativ gleichmäßige Optik. Die Größe der Kristalle schwankt meistens zwischen 1 mm und mehreren cm. Man kann für gewöhnlich alle Kristalle mit bloßem Auge erkennen.

Das Farbspektrum reicht bei Graniten von hellem Grau bis bläulich, rot und gelblich. Dabei spielen die Art der Erstarrung 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:

Mineral %-AnteilFärbung
Orthoklas- oder Kalifeldspat 40 bis 60% meist kräftig rot bis rötlich oder rosa, selten bläulich, grün oder blau
Plagioklas-Feldspat 0 bis 30% meist weiß bis weißgrau und nur selten farbig
Quarz 20 bis 40% meist farblos transparent, selten grau, blaugrau oder rosa
Biotit 0 bis 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 Glimmer (Biotit, Muskovit), seltener um Amphibole oder andere mafische Minerale. Bei den Feldspäten überwiegt der Kalifeldspat 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.

Bedeutung im Bauwesen

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, Schotter,
* im Bahnbau als Schotter,
* im Hochbau als Außenwandbekleidung, Bodenbelag,
* im Innenausbau als Wandbekleidung, Treppenbelag, Fensterbank, Tischplatte,
* im Gartenbau als Pflasterstein, Rabattenstein, Brunnen, Vogeltränke, etc.

Granit wird weltweit in vielen Steinbrüchen gewonnen. Dabei gelten grob folgende Regeln: Gelbe Granite sind meistens technisch schlechter als graue. Sie wurden zum Teil in Tonminerale umgewandelt, was mit einem deutlichen Rückgang der Festigkeitseigenschaften verbunden ist. Vor allem die Feldspäte sind dann oft in Tonminerale umgewandelt worden. In manchen gelben Graniten ist die Intensität der Feldspatumwandlung noch zu tolerieren. Stark verwitterte gelbe Granite lassen sich aber noch bei einer Stärke von 2 cm wie ein Hartkeks von Hand brechen. Je nach Materialqualität kann die Zeit bis zur "Vergelbung" eines Granits von 4 Wochen nach Verlegung bis 30.000 Jahre dauern. Granite enthalten oft Erzminerale, die einen Verfärbungsprozess stark beschleunigen können, ohne dass sich die technischen Eigenschaften messbar verändern. Dabei kommt es sehr darauf an, um welches Erzmineral es sich handelt. Pyrit (FeS2) zersetzt sich sehr rasch. Magnetit (Fe3O4) ist dagegen relativ verwitterungsresistent.



roter Granit

Ein Beispiel für einen roten Granit als Fassadenbekleidung am
Trinkaus-Gebäude in Düsseldorf

Die erste Maßnahme nach der groben Entscheidung über die gewünschte Optik , sollte eine polarisationsmikroskopische Untersuchung der ausgewählten Gesteine sein. Dabei kann ein Geowissenschaftler ungewünschte Beimengungen und auch den Verwitterungszustand erkennen. Sollte ein Material bereits bei dieser relativ preiswerten Prüfung (ca. 350,- € ) durchfallen, erübrigen sich die Kosten für weitere Untersuchungen.

Nachfolgend ist ein typisches Anforderungsprofil mit Normprüfungen für belastete Bereiche aufgeführt: Wasseraufnahme nach DIN 52103 < 0,32
Gewichtsprozent Druckfestigkeit nach DIN 52105 > 160 N / mm²
Biegezugfestigkeit nach DIN 52112 > 13 N / mm²
Abrieb nach DIN 52108 < 6,5 cm³
Frost- Tausalzbeständigkeit nach Önorm B3303 / 3306
Dichte: 2800 kg/m3

Dass Granit nicht immer grau sein und eine "Pfeffer und Salz - Optik" besitzen muss, zeigen uns Materialien aus dem Norden Europas. Zu den bekanntesten Vertretern der farbigen Granite gehören die als Baltic Braun und Baltic Rot bekannten Rapakivi-Granite aus Finnland oder Karelien. Beide Materialien werden mit einer geflammten Oberfläche häufig in Außenbereichen eingesetzt.

 

Granittypen

Man unterscheidet vier verschiedene Typen von Graniten:

    1. I-Typ (igneous source, d.h. aus Magmatiten erschmolzen) Granite sind Restdifferentiate von Mantelschmelzen.

    1. S-Typ Granite (sedimentary source, d.h. aus Sedimentiten erschmolzen) sind das Ergebnis einer Auffschmelzung von Sedimentgesteinen.

    1. A-Typ Granite (anorogenic source, d.h. außerhalb von gebirgsbildenden Ereignissen entstanden) treten oft bei beginnendem Aufreißen kontinentaler Kruste in Erscheinung.

  1. M-Typ Granite entstehen an ozeanischen Inselbögen.


Quelle: wikipedia

 

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