Metasediment

Ein Metasediment ist ein Sedimentgestein, das durch Hitze, Druck oder chemische Prozesse tief in der Erdkruste verändert wurde. Im Gegensatz zum Ausgangsgestein, das aus verdichteten Sand-, Schlick- oder Kalkablagerungen an oder nahe der Oberfläche entstand, behält ein Metasediment die Schichtstruktur und Mineralzusammensetzung des Sediments, wurde aber umkristallisiert. Schiefer, Glimmerschiefer, Quarzit und Marmor sind häufige Metasedimente, die in Bergbaugebieten weltweit anzutreffen sind.

Die Unterscheidung ist wichtig, weil Metasedimente einen Mittelweg zwischen unveränderten Sedimentgesteinen und vollständig metamorphosierten magmatischen Gesteinen einnehmen. Ein Sandstein wird zu Quarzit, ein Kalkstein zu Marmor, ein Tonstein zu Schiefer oder Phyllit. Temperatur und Druck sind die treibenden Faktoren, Tiefe ist das Maßstab. Metasedimente entstehen typischerweise in Tiefen von 5 bis 15 Kilometern, wo der Lifdruck mehrere hundert Megapascal übersteigt und die Umgebungstemperatur 200 bis 400 Grad Celsius oder höher erreicht. Die Minerale kristallisieren um, ohne dass das Gestein vollständig schmilzt. Je nach Intensität der Metamorphose können sich die Korngröße und Schichtung des Ausgangsgesteins bewahren oder undeutlich werden.

Wo Metasedimente zählen

Bergbauingenieure treffen auf Metasedimente in Schieferbrüchen, Marmorbetrieben und in der Festgesteinsförderung in orogenen Gürteln, Gebirgsketten, die durch alte Plattenkollisionen entstanden. Quarzit, eines der härtesten Metasedimente, widersteht Verwitterung und Bohren; es kann die Erschließung von Eisenoxid- oder Goldlagerstätten, die in oder unter Quarzitformationen liegen, verlangsamen. Marmor ist als Werkstein gefragt, während Schiefer sich sauber entlang der Foliation spalten lässt und Dachziegel sowie Architekturplatten ergibt. Jedes Metasediment enthält Hinweise auf Tiefe und Temperatur seiner Entstehung, daher hilft die petrografische Untersuchung Bergleuten, die lagerstättenhostende Geologie zu verstehen und das Gebirgsverhalten vorherzusagen.

Ein Metasediment im Gelände oder im Bohrkern zu identifizieren erfordert Aufmerksamkeit auf ursprüngliche Sedimentstrukturen, metamorphe Minerale (wie Granat, Staurolith oder Cyanit) und Foliation. Ein feinbandiger weißer Quarzit kann Überreste von Schrägschichtung zeigen; ein Marmor kann Schichtung oder Fossilien bewahren, die sich in unreinen Bändern abzeichnen. Optische Mikroskopie und Röntgendiffraktion bestätigen Mineralbestand und Metamorphosegrad. Der Begriff Metasediment fasst diese Gesteine funktional zusammen und würdigt ihr doppeltes Erbe als umgewandeltes Sediment.