Rhyolith

Rhyolith ist ein felsisches, in seiner chemischen und mineralogischen Zusammensetzung dem Granit entsprechendes vulkanisches Gestein. Es ist mit einem Gesamtanteil von 65–75 Gewichtsprozenten das SiO2-reichste unter den felsischen Vulkaniten. Die veraltete Bezeichnung für Rhyolithe, die vor dem Mesozoikum gebildet wurden, ist Quarzporphyr. Ein ebenfalls veralteter Begriff für Rhyolith ist Liparit.

Angeschliffenes Handstück eines Rotliegend-Rhyoliths („Quarzporphyr“) mit relativ kleinen Einsprenglingen („Feinporphyr“) und Verwitterungsrinde aus dem Oberpfälzer Wald (Zone von Erbendorf-Vohenstrauß), Bayern. Die bräunliche Farbe im äußeren Bereich des Handstückes geht auf die verwitterungsbedingte Oxidation von Magnetit in „höherwertige“ Eisenoxide und -hydroxide zurück („Rost“).
Angeschliffenes Handstück eines Rotliegend-Rhyoliths aus Löbejün („Quarzporphyr“), Sachsen-Anhalt.
Rotliegend-Rhyolith („Quarzporphyr“) des Saar-Nahe-Beckens im Aufschluss. Wöllstein nahe Bad Kreuznach, Rheinland-Pfalz

Etymologie und Geschichte

Rhyolith ist eine Wortschöpfung aus den griechischen Wörtern ῥεῖν rheĩn „fließen“ und λίθος líthos „Stein“. Das Gestein wurde erstmals 1860 von Baron Ferdinand von Richthofen unter diesem Namen wissenschaftlich beschrieben.[1]

Aussehen und Mineralbestand
Rhyolith im Dünnschliff bei gekreuzten Polarisatoren: Deutlich erkennbar die Einsprenglinge aus Plagioklas (das „gestreifte“ Korn links), Alkalifeldspat (u. a. das längliche weiße, „schmutzig“ wirkende Korn am unteren Bildrand) und Quarz (u. a. das große rundliche „klare“ weiße Korn oben rechts im Bild) sowie kleineren Biotit-Einsprenglinge (braun) in der feinkörnigen Grundmasse aus den gleichen Mineralen.
Roter Rhyolith mit Fließtextur. Dunn-Point-Formation (Ordovizium), nahe Arisaig, Neu-Schottland, Kanada.

Rhyolithe sind gewöhnlich relativ helle Gesteine. Graue, hellgrüne oder hellrote Farbtöne dominieren.

Rhyolith besteht überwiegend aus Quarz und Feldspat. Der Quarzanteil schwankt zwischen 20 % und 60 %, wobei Quarz-Anteile von mehr als 50 % vermutlich nicht durch Kristallisation einer rhyolithischen Schmelze zustande kommen, sondern erst durch nachträgliche Anreicherung des Gesteins. Für quarzarme Rhyolithe steht die Abkürzung QAR und für quarzreiche Typen das Kürzel QRR. Die restlichen 40 % bis 80 % bestehen hauptsächlich aus Feldspat, wovon beim Rhyolith im engeren Sinn zwischen 10 % und 65 % auf Plagioklas und komplementär 35 % bis 90 % auf Alkalifeldspat (Sanidin und/oder Orthoklas) entfallen. Ein felsischer Vulkanit mit mehr als 90 % Alkalifeldspat im Feldspat-Anteil heißt Alkali-Rhyolith, einer mit mehr als 65 % Plagioklas Rhyodazit; dieser leitet zum Dazit über.

Zudem weist ein Rhyolith geringe Anteile – meist kaum mehr als 2 %, maximal 15 % – an mafischen Mineralen auf. Rhyodazit kann maximal 20 % solcher Anteile besitzen. Unter diesen Bestandteilen kommt sehr häufig Biotit vor, daneben Hornblende oder Augit. Rhyolithe enthalten weiterhin in meist sehr geringen Mengen (weniger als 1 %) Minerale wie Magnetit, Hämatit, Cordierit, Granat oder Olivin.

Für gewöhnlich besitzt Rhyolith ein porphyrisches Gefüge. Das bedeutet, er besteht aus einer dichten, feinkörnigen Grundmasse, deren Einzelkristalle man nur unter dem Mikroskop erkennen kann und in der verstreut größere Kristalle eingebettet sind, sogenannte Einsprenglinge, die meist aus Quarz und Feldspat bestehen und wenige Millimeter bis einige Zentimeter groß sind. Jedoch gibt es auch Rhyolithe ohne jeden Einsprengling, die also zur Gänze feinkörnig sind, man spricht dann von aphyrischen oder felsitischen Rhyolithen. Teilweise zeigt Rhyolith-Gestein auch gut erkennbare Fließtexturen.

Ein rhyolithisches Magma kann beim Erstarren ein regelmäßiges Klüftungsmuster ausbilden, wodurch sechskantige Säulen entstehen, wie sie auch von Basalt her bekannt sind.

Vor allem geologisch junge Rhyolithe weisen sehr häufig Hohlräume im Gestein auf, die ursprünglich Gasblasen waren, vergleichbar Löchern im Schweizer Käse. Bei geologisch alten Rhyolithen sind diese Blasenhohlräume meist mit Mineralen verfüllt, die im Laufe der Zeit dort ausgefällt wurden. Dadurch kann sich der Quarzgehalt eines Rhyoliths nachträglich beträchtlich erhöhen.

Vulkanische Glase mit der gleichen chemischen Zusammensetzung wie Rhyolith werden als Obsidiane bezeichnet.

Entstehung

Rhyolithe entstehen aus einem relativ SiO2-reichen Magma oder einer entsprechenden Lava. Eine solche Anreicherung, magmatische Differentiation genannt, findet fast ausschließlich beim Aufstieg von Magmen durch besonders dicke Erdkruste statt, wie es sie nur unter Kontinenten und relativ großen Inselbögen gibt.

Das porphyrische Gefüge kommt zustande, wenn die Temperatur des bereits differenzierten Magmas in der Magmakammer unterhalb eines Vulkans oder Vulkangebietes sehr langsam absinkt, so dass sich darin durch allmählichen Anwuchs an nur wenigen Kristallisationskeimen einzelne recht große Kristalle bilden. Steigt danach bei einem Vulkanausbruch das Magma doch noch schnell auf, so kühlt es im Vulkanschlot oder gar nach dem Austritt als Lava sehr rasch ab und erstarrt schließlich komplett. Bei dieser nunmehr schnellen Abkühlung entstehen nur noch mikroskopisch kleine Kristalle, die dann die Grundmasse (Matrix) des Gesteins bilden. Die vorher entstandenen großen Kristalle sind als sogenannte Einsprenglinge mit bloßem Auge deutlich von dieser Grundmasse unterscheidbar.

Verweilt das differenzierte Magma nur sehr kurz in der Magmakammer, so dass dabei keine Einsprenglinge heranwachsen können, so entsteht ein Rhyolith mit aphyrischem bzw. felsitischem Gefüge. Bei extrem schneller Abkühlung („Abschreckung“) einer rhyolithischen Lava entsteht kein Rhyolith, sondern Obsidian.

Vorkommen
Geologisch junger Rhyolith (links im Bild) in den Kaldaklofsfjöll, Landmannalaugar, Island

Rhyolithe finden sich fast immer im Zusammenhang mit kontinentalem Vulkanismus, an den Hängen rezenter Vulkane, wie z. B. rund um den Torfajökull auf Island (Landmannalaugar) oder aber im durch Erosion freigelegten Inneren von Vulkanen der geologischen Vergangenheit, wie z. B. im heutigen Thüringer Wald. Darüber hinaus können magmatische Inselbögen im fortgeschrittenen Stadium, z. B. im Fall der Taupō Volcanic Zone der Nordinsel Neuseelands, verstärkt Rhyolithe produzieren.

Europa
  • Mitteleuropa: vor allem geologisch ältere, kontinentale Rhyolithe („Quarzporphyre“), die im unteren Perm entstanden sind und der Rotliegend-Gesteinsserie zugerechnet werden. Dazu gehören Vorkommen
    Probe eines blasigen Rhyoliths aus dem Untergrund von Süd-Mecklenburg aus mehr als 6700 Metern Tiefe (Bohrung „Mirow 1/1974“)[2]
  • Etschtaler Vulkanit-Gruppe in der Umgebung von Bozen: ebenfalls kontinentale Rhyolithe unterpermischen Alters – die entsprechende übergeordnete Gesteinsserie wird im Alpenraum aber nicht Rotliegend, sondern „Permotrias“ oder „Permoskyth“ genannt.
  • Island: sämtliche aktive und erloschene Zentralvulkane, z. B. Torfajökull, Leirhnjúkur / Krafla, Breiðdalsvulkan; geologisch sehr jung
  • Liparische Inseln: geologisch sehr junger Inselbogen-Vulkanismus. Die Inseln sind namensgebend für Liparit, eine veraltete alternative Bezeichnung des Rhyoliths.
  • Großbritannien: Cornwall und Devon, dort unter der regionalen Naturwerksteinbezeichnung Elvan subsumiert.[5][6]
  • „Copper Coast Geopark“ im Südosten Irlands: Zeugnis eines ordovizischen Inselbogen-Vulkanismus.[7]
  • Tardree Rhyolite Complex in Nordirland: Zeugnis des kontinentalen Riftvulkanismus im Zuge der beginnenden Öffnung des Nordatlantiks im Paläozän[8]

Außerhalb Europas
Die „Devil’s Honeycomb“ („Teufelswabe“) des Hughes Mountain: Rhyolith-Säulen eines präkambrischen Rhyolithkörpers. Washington County, Missouri, USA.

Verwendung

Natursteinsorten

Literatur
  • Halldór Kjartansson: Das isländische Grundgebirge. In: Ari Trausti Guðmundsson: Lebende Erde. Facetten der Geologie Islands. Mál og Menning, Reykjavík 2007, ISBN 978-9979-3-2778-3, S. 26–77.
  • Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie – Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 9. Auflage. Springer-Verlag, Berlin·Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-34659-0, S. 201 ff.
  • Roland Vinx: Gesteinsbestimmung im Gelände. 4. Auflage. Springer-Verlag. Berlin·Heidelberg 2015, ISBN 978-3-642-55417-9, S. 236 ff.
  • Wolfhard Wimmenauer: Petrographie der magmatischen und metamorphen Gesteine. Enke, Stuttgart 1985, ISBN 3-432-94671-6.

Siehe auch
Commons: Rhyolith – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise
  1. Ferdinand Freiherr von Richthofen: Studien aus den ungarisch-siebenbürgischen Trachytgebirgen. Jahrbuch der Kaiserlich-Königlichen Geologischen Reichsanstalt. 11. Jahrgang, 1860, S. 153–278 (PDF 8,8 MB)
  2. Rotliegend-Vulkanite wurden in der Bohrung „Mirow 1/1974“ erst ab einer Teufe von 6704,0 m angetroffen, siehe S. 93 in Klaus Hoth, Jutta Rusbült, Karl Zagora, Horst Beer, Olaf Hartmann: Die tiefen Bohrungen im Zentralabschnitt der Mitteleuropäischen Senke – Eine Dokumentation für den Zeitabschnitt 1962–1990. Schriftenreihe für Geowissenschaften. Heft 2, 1993, S. 7–145.
  3. Marion Geißler, Christoph Breitkreuz, Hubert Kiersnowski: Late Paleozoic volcanism in the central part of the Southern Permian Basin (NE Germany, W Poland): facies distribution and volcano-topographic hiati. International Journal of Earth Sciences. Bd. 97, Nr. 5, 2008, S. 973–989, doi:10.1007/s00531-007-0288-6 (alternativer Volltextzugriff: ResearchGate).
  4. Stanislav Opluštil, Mark Schmitz, Václav Kachlík, Stanislav Štamberg: Re-assessment of litostratigraphy, biostratigraphy, and volcanic activity of the Late Paleozoic Intra-Sudetic, Krkonoše-Piedmont and Mnichovo Hradiště basins (Czech Republic) based on new U-Pb CA-ID-TIMS ages. Bulletin of Geosciences. Bd. 91, Nr. 2, 2016, S. 399–432 (geology.cz).
  5. Simon Camm: Cornish Rocks and Minerals. Alison Hodge, Penzance, Cornwall 2017, S. 80 ff.
  6. Clement Reid et al.: The geology of Tavistock and Launceston, The Country Around. In: His Majesty’s Stationery Office (Hrsg.): Memoirs of The Geological Survey. England and Wales, Explanation of Sheet 337. London 1911, S. 73, 74 (englisch).
  7. Alan W. Owen, Matthew A. Parkes: Trilobite faunas of the Duncannon Group: Caradoc stratigraphy, environments and palaeobiogeography of the Leinster Terrane, Ireland. Palaeontology, Bd. 43, 2000, S. 219–269.
  8. M. Ganerød, D. M. Chew, M. A. Smethurst, V. R. Troll, F. Corfu, F. Meade, T. Prestvik: Geochronology of the Tardree Rhyolite Complex, Northern Ireland: Implications for zircon fission track studies, the North Atlantic Igneous Province and the age of the Fish Canyon sanidine standard. Chemical Geology. Bd. 286, Nr. 3–4, 2011, S. 222–228, doi:10.1016/j.chemgeo.2011.05.007 (alternativer Volltextzugriff: Trinity College Dublin, ungelayoutetes Manuskript)
  9. Rhyolite Ghost Town auf National Park Service (unter Death Valley). Abgerufen am 22. Dezember 2009.
  10. Yandang Shan auf Geoparchi/Geoparks (italienische Geotouristik-Website). Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 17. Februar 2016; abgerufen am 22. Dezember 2011.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.geoparchi.it
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