Protomylonit

Ein Protomylonit ist ein Störungsgestein, das sich bildet, wo intensive Scherbeanspruchung die ursprünglichen Mineralkörner zu zerdrücken und zu verformen beginnt, das Gestein aber noch nicht so weit zermahlen ist, dass es seine Struktur völlig verliert. Man blickt hier auf etwas zwischen frischem Nebengestein und echtem Mylonit: Die Körner sind abgeplattet, gebrochen und teilweise neu kristallisiert, doch sie bleiben groß genug und zahlreich genug, dass man die ursprüngliche Textur des Ausgangsgesteins unter der Lupe noch erkennen kann.

Das kennzeichnende Merkmal ist das Verhältnis von intakter Matrix zu Bruchtrümmern. In einem Protomylonit besteht typischerweise 10 bis 50 Prozent des Gesteinsvolumens aus feinkörningem Paste oder Matrix, die durch Kornzerkleinerung entstanden ist, während der Rest ursprüngliche Mineralphasen und Kristallgrenzen bewahrt. Das unterscheidet ihn deutlich vom echten Mylonit, wo die Matrix vorherrscht und das ursprüngliche Gefüge ausgelöscht ist, und vom Kataklasit, wo mechanisches Brechen ohne die plastische Verformung und Rekristallisation stattfindet, die für die Mylonitisierung charakteristisch ist.

Protomylonite bilden sich in Störungszonen und Scherzonen, wo Temperatur und Druck in einem mittleren Bereich liegen, typischerweise im Bereich von 300 bis 500 Grad Celsius je nach Gesteinstyp und Verformungsgeschwindigkeit. Unter diesen Bedingungen sind Minerale wie Feldspat und Quarz hart genug, um unter Belastung zu brechen, doch warm genug, dass etwas Verformungsenergie durch Kristallplastizität und Erholung abgebaut wird. Das Ergebnis ist ein Gestein, das sowohl spröde Bruchmerkmale (sichtbare Risse in Porphyroklasten) als auch duktile Fließmerkmale (Umorientierung von Mineralen, Verdünnung von Schichten) zeigt.

Bergbaugeologen und Bauingenieure treffen auf Protomylonite am häufigsten in tiefen Tagebaubetrieben, bei der Auffahrung von Bergbauanlagen und beim Tunnelbau durch aktive oder alte Störungszonen. Das Vorhandensein von Protomylonit signalisiert, dass das Gestein durch Scherverformung erheblich geschwächt, aber nicht so weit zu hochplastischem Ton reduziert worden ist. Dies beeinflusst sowohl die Standsicherheit als auch die Entwässerung: Protomylonitzonen leiten Grundwasser vorzugsweise entlang der Foliation und früherer Korngrenzen, bewahren aber genügend Verzahnung, um bei angemessener Abstützung nicht plötzlich zu versagen.

Die Bezeichnung folgt der von Higgins 1971 eingeführten Standard-Störungsgestein-Systematik. Das Präfix proto- bedeutet "früh" oder "unvollständige" Mylonitisierung und spiegelt den Übergangszustand des Gesteins wider. Die Geländeerkennung stützt sich auf die visuelle Untersuchung von Porphyroklasten (größere Reliktkörnern) innerhalb einer feineren Matrix mit der Lupe, ergänzt durch Dünnschliffmikroskopie, um das Verhältnis von Matrix zu intakten Körnern zu bestätigen und um durch Verformung verursachte Zwillingsbildung und undulöse Auslöschung in Quarz und Feldspat nachzuweisen.