Mit diesem Earthcache werden wir den wunderschönen Felsen namens Mylonit erkunden und mehr über seine Herkunft erfahren. Zu guter Letzt lernen wir zu schätzen, wie das Polieren eines Gesteins uns helfen kann, Makrostrukturen in Gesteinen zu bestimmen. 

Fragen:

1. Schauen wir uns die polierte Oberfläche des Felsens an, der sich unweit der Lokomotive befindet. Beschreibe mit eigenen Worten die Textur des Steins und die sichtbaren Strukturen im Stein.
2. Vergleiche die polierte Oberfläche des Steins mit der unpolierten. Wären die Mylonitmerkmale genauso sichtbar gewesen, wenn dieser Stein nicht geschliffen und poliert worden wäre? 
3. Was ist ein Porphyroklast, wie viele Porphyroklasten gibt es und was sagt uns es über unseren Mylonit?

Quelle: Eigene Foto

In der Nähe der Lokomotive, die in Buchwalde ausgestellt ist, können wir ein interessantes Steinartefakt bewundern. Jemand hat erkannt, dass dieser Stein einzigartig ist. Wie viele Findlinge wurde er vermutlich durch Gletscher aus Skandinavien in unsere Gegend gebracht. In der Mitte des Steins wurde ein Schnitt gemacht und die Oberfläche mit Spezialwerkzeugen poliert. Auf diese Weise können wir einen sehr schönen Querschnitt dieses Steins bewundern und seine einzigartigen Eigenschaften sehen. Und in der Tat sind die Eigenschaften dieses Steins einzigartig und erzählen uns eine sehr interessante geologische Geschichte. 

Mylonit

Die Merkmale, die wir im polierten Querschnitt des Gesteins beobachten können, sagen uns, dass wir es mit einer besonderen Art von metamorphem Gestein zu tun haben, das Mylonit genannt wird. Mylonit ist eine Art metamorphes Gestein, das sich durch intensive Verformung und mechanische Scherung entlang einer Verwerfungszone oder Scherzone bildet. Es zeichnet sich durch ein fein gebändertes oder streifiges Aussehen aus, eine Textur die in Geologie auch als Foliation bezeichnet wird. Es beinhaltet auch Porphyroklasten. Mylonit ist ein streng struktureller Begriff, der sich nur auf die Struktur des Gesteins bezieht und keine Informationen über die Mineralzusammensetzung gibt.

Herkunft des Namens Mylonit

Der Name "Mylonit" leitet sich vom griechischen Wort "mylo" ab, was "Mühlstein" bedeutet. Der Name "Mylonit" wurde erstmals 1885 von dem Geologen Charles Lapworth vorgeschlagen, der ihn verwendete, um eine bestimmte Gesteinsart zu beschreiben, die in den schottischen Highlands vorkommt. Lapworth beobachtete die charakteristische Textur des Gesteins und prägte den Begriff, weil er die Ähnlichkeit zu der Oberfläche des Mühlsteins gesehen hatte. Es ist wirklich interessant, wie die Vorstellungskraft der Geologen und ihre eigenen Assoziationen mit Objekten die Benennung und den Ursprung des Fachvokabulars beeinflussen.

Quelle: Unbekannter Autor ist lizenziert gemäß CC BY-SA

Wo bilden sich Myloniten?

Myloniten entstehen typischerweise in Regionen mit hoher Dehnung und tektonischer Aktivität, in denen Gesteine aufgrund von starkem Druck und Scherkräften erhebliche Verformungen erfahren. Diese Zone wird als Scherzone bezeichnet.

Quelle:  Fossen, H. (2016). Structural geology. Cambridge University Press

Eine Scherzone ist eine schmale 15 Kilometer oder noch tiefere Zone innerhalb der Erdkruste in die Gesteine aufgrund von Scherspannungen einer signifikanten Verformung unterliegen. Scherspannungen beziehen sich auf die Kräfte, die dazu führen, dass eine Gesteinsschicht parallel zu einer benachbarten Schicht gleitet oder sich bewegt. Scherzonen können eine Breite von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Kilometern aufweisen und sich über große Entfernungen erstrecken.
Für die Entstehung von Myloniten ist nicht nur hoher Druck, sondern auch hohe Temperatur notwendig. Die Gesteine werden plastisch verformt ohne Bruch zu erfahren. Im Laufe der Zeit die Mineralien werden rekristallisiert, verformt und entwickeln eine deutliche Schieferung, Linierung und Foliation (fein gebändertes oder streifiges Aussehen).

Porphyroklasten

Manchmal können bei Myloniten spezielle Merkmale auftreten, die als Porphyroklasten bezeichnet werden. Porphyroklasten sind große, bereits vorhandene Mineralkörner, die von einer feinkörnigen Matrix aus kleineren Körnern umgeben sind. Sie sind typischerweise Überreste von Strukturen mit besonderer mineralischer Zusammensetzung im ursprünglichen Gestein. Das Vorhandensein von Porphyroklasten in einem Mylonit kann wichtige Informationen über das Gestein vor der Verformung liefern, wie z. B. seine Mineralzusammensetzung, Textur und potenzielle Dehnungsgeschichte. Die Beziehung zwischen den Porphyroklasten und der umgebenden Matrix kann uns auch helfen, die Natur und Mechanik der aufgetretenen Verformungsprozesse zu verstehen.
Porphyroklasten in Myloniten können in Größe, Form und Mineralogie variieren, abhängig von der ursprünglichen Gesteinsart und den Verformungsbedingungen. Dazu können Mineralien wie Quarz, Feldspat, Glimmer oder andere gängige gesteinsbildende Mineralien gehören.

Quelle: Unbekannter Autor ist lizenziert gemäß CC BY-SA und eigene Arbeit

Mylonit-Typen

Anhand der Menge an Porphyroklasten, die in der Mylonitmatrix vorhanden sind, können wir die folgenden Arten von Mylonit unterscheiden:

• Protomylonit ist ein Gestein in den frühen Stadien der Mylonitisierung, das mehr als 50 % Porphyroklasten enthält. Mit Beginn der Verformung zeigt ein Protomylonit eine Mörteltextur mit einer sehr feinkörnigen Matrix, die große Restkörner des Muttergesteins (Mantelkörner) umgibt. Das Gestein hat eine grobe Schieferung und eine eher schwache Linienführung, die die Porphyroclasten (Augen für Feldspat in deformierten Graniten) formen.

• Mylonit ist ein blättriges und liniertes Gestein, dessen Korngröße durch überwiegend kristallplastische Prozesse drastisch reduziert wurde. Ein Mylonit enthält 10-50% Porphyroclasten, d.h. 50 bis 90% der Matrix.

• Ultramylonit ist hart, feuersteinartig und dunkel, was das visuelle Ergebnis einer extremen Korngrößenreduzierung und dynamischen Rekristallisation ist. Die meist winzigen Porphyroklasten, die Überreste größerer Mineralien des Ursprungsgesteins sind, machen weniger als 10 % des Gesteinsvolumens aus.

Polierte vs. unpolierte Oberfläche

Polierter Mylonit glänzt durch seine glatte und reflektierende Oberfläche. Um eine hochreflektierende und glänzende, gut polierte Oberfläche zu erhalten, wird das Gestein intensiv mit immer feineren Körnungen poliert, beginnend mit der Körnung 200 und endend in der Regel mit der Körnung von 2000. Dieser Prozess entfernt alle Rauheiten, Unvollkommenheiten und Unebenheiten von der Oberfläche des Gesteins.
Durch die polierte Oberfläche kann das Licht gleichmäßiger von der Oberfläche reflektiert werden, was zu einem glänzenden Aussehen führt. Das Licht wird von der polierten Oberfläche reflektiert, anstatt gestreut oder absorbiert zu werden.
Darüber hinaus beeinflusst die hochglanzpolierte Oberfläche die Art und Weise, wie Licht mit den Steinmineralien interagiert. Der Polierprozess verbessert die natürliche Farbe und den Glanz der Mineralien, sodass wir Textur und Gesteinsmerkmale besser erkennen können.
Andererseits können verwitterte Gesteinsoberflächen aufgrund verschiedener Faktoren im Zusammenhang mit der Veränderung und dem Abbau von Mineralien im Gestein dunkel erscheinen. Chemische Prozesse wie Oxidation und Hydrolyse, organische Stoffe und physikalische Verwitterung können dazu führen, dass sich die Eigenschaften der Oberfläche verändern und schöne Gesteinsmerkmale vor uns verbergen. Wir haben in diesem Fall das große Glück, dass sich jemand die Mühe gemacht hat, die Oberfläche zu schneiden und zu polieren, damit wir uns an ihrer Schönheit erfreuen können.

Obwohl das Polieren kein geologischer Prozess ist, kann es auch von Geologen verwendet werden, um Makrostrukturen im Stein zu erkennen. Es sollte als Methode zur Erkundung der Gesteine nicht unterschätzt werden.
 

Quellen:

https://www.kristallin.de/s2/f_myl.htm
https://en.wikipedia.org/wiki/Mylonite
https://de.wikipedia.org/wiki/Porphyroklast
https://rocktumbling.co/beginners-guide/
https://www.alexstrekeisen.it/english/meta/mylonite.php
Fossen, H. (2016). Structural geology. Cambridge University Press