Pegmatit

Ursprung und Bedeutung des Namens

Der Name des Gesteins Pegmatit leitet sich von dem griechischen Wort „pegma“ ab, was soviel bedeutet wie „Festgewordenes“. Der Name beschreibt auch einen zusammenhängenden Gesteinskörper (z.B. Pegmatitgang, Pegmatitstock), der aus diesem Gestein besteht.

Zusammensetzung und Aussehen

Unter Pegmatit versteht man im allgemeinen sehr grobkristalline Ganggesteine, die aus sehr großen, meist etwa 2 bis 2,5cm großen Kristallen bestehen und im wesentlichen der Zusammensetztung von Granit entsprechen. Sie bestehen also hauptsächlich aus den Mineralen Feldspat, Quarz und Glimmer und haben durch die hellen Hauptbestandteile Quarz und Feldspat ein sehr helles Aussehen. Besser wäre dennoch die genauere Bezeichnung Granitpegmatit, denn neben Granitpegmatit kommen seltener Pegmatite vor, die in ihrer Hauptzusammensetzung anderen magmatischen Gesteinen wie Diorit und Gabbro entsprechen. Sie unterscheiden sich von Granitpegmatit meist durch geringe bis fehlende Anteile von Quarz und größere Anteile von dunklen Mineralen wie Amphibole (meist Hornblende), Pyroxene (meist Augit) und dem Glimmer Biotit. Gemeinsam mit Granitpegmatit besitzen zwar auch sie relativ hohe Anteile an Feldspäten, jedoch erscheinen Gabbro- und Diorit-Pegmatit durch die Anteile dunkler Mineralien auch insgesamt dunkler als Granitpegmatit. Als typische Nebenbestandteil enthalten Pegmatite eine ganze Reihe seltener Elemente in Form von Mineralen die zum Teil von großer wirtschaftlicher Bedeutung sind. Eine Besonderheit in pegmatitischen Gesteinen ist die sogenannte „schriftgranitische“, „graphische“oder „runitische“ Verwachsung. Dabei handelt es sich um ein Gefüge von Quarz und Feldspat, indem der Quarz Kristalle im Feldspat bildet, die arabischen Schriftzeichen oder germanischen Runen ähneln. Charakteristisch für pegmatitische Gesteinskörper ist auch eine regelmäßige Zonierung der verschiedenen Mineralarten, die allerdings nicht immer leicht zu erkennen ist.

Entstehung:

Bei der Abkühlung flüssigen Magmas, das in vulkanischen Gängen und Schloten tief in der Erdkruste eindringt, kristallisieren Minerale in einer bestimmten Reihenfolge aus. Geologen sprechen bei diesem Vorgang von der magmatischen Abfolge. Bei zunehmender Abkühlung von 1200°C heißer Magma bis auf 650°C kristallisieren nach und nach in dieser Reihenfolge zunächst im wesentlichen die Minerale Magnetit, Apatit, Olivin, Pyroxene (Augit), Amphibole (Hornblende), Glimmer, Feldspäte und Quarz aus. Je nach Kieselsäuregehalt und sonstiger Zusammensetzung der Schmelze entstehen aus ihr basische oder saure Magmatite. Bei kieselsäurearmer Schmelze kristallisieren zudem sogenannte Feldspatvertreter wie z. B. Leucit und Nephelin anstelle von Feldspäten aus.

Bei der darauffolgenden Pegmatitbildung spielen sogenannte „ungangbare Ionenradien“ eine gewisse Rolle. Damit sind die Atomdurchmesser von Elementen wie Phosphor, Lithium, Caesium, Fluor, Rubidium, Beryllium, Bor, Zirkonium, Niob, Tantal, Zinn, Hafnium, Thorium, Uran u.a. gemeint, die aufgrund ihrer Größe nicht in die Kristallgitter der bereits bis dahin auskristallisierten Minerale passen. Diese und Elemente der „Seltenen Erden“ (Lanthanoiden) reichern sich folglich in einer wasserreicheren und deshalb beweglicheren Restschmelze an. In seltenen Fällen kann diese auch Gold enthalten. Diese Restschmelzen können in kleinere Ritzen und Spalten des Nebengesteins und der Erdkruste in erdoberflächennahe Bereiche oder gar bis direkt an die Erdoberfläche vordringen und dabei Pegmatitstöcke- und Gänge bilden. Bei der dabei fortschreitenden Abkühlung dieser beweglichen Restschmelzen von 650°C bis auf ca. 500°C kristallisieren Ganggesteine mit Feldspat, Quarz und Glimmer aus, unter anderem der grobkörnige Pegmatit, der sehr viel Olivin, Fluorit aber auch viele seltene Minerale und Edelsteine enthalten kann, die sich aus den obengenannten Elementen und Elementen der seltenen Erden zusammensetzen. Die meisten pegmatitischen Restschmelzen entstehen im Anschluß an die Erstarrung granitischer Gesteinsschmelzen. Pegmatite sind deshalb meist in direkter Nachbarschaft von Granitplutonen zu finden. Sie können jedoch auch in Spalten innerhalb des Plutons auskristallisieren und treten dann beim Abbau von granitischen Gesteinen zutage wie dies in den Pegmatiten beispielsweise des Fichtelgebirges der Fall ist. Dem Pegmatit sehr ähnliche Gesteine entstehen auch durch Aufschmelzungsvorgänge unter hohem Druck und Temperatur tief in der Erdkruste. Sie befinden sich deshalb auch nicht in der Nähe von Plutonen. Solche Pegmatoide bestehen meist nur aus Feldspat, Quarz und Glimmer und die typischen seltenen Begleitminerale der echten Pegmatite fehlen ihnen.

Varietäten des Pegmatit

Je nach ihrer Zusammensetzung werden sehr viele verschiedene Pegmatitvarietäten unterschieden. Sie werden meist nach in ihnen Vorkommenden Mineralen und Elementen benannt. Einige der wichtigsten sollen hier genannt werden:
Am verbreitetsten sind Feldspatpegmatite mit hohen Anteilen von Kalifeldspäten (z.B. Orthoklase) und Natrium- und Kalziumfeldspäten (Plagioklase). Charakteristische Nebengemengteile wie Quarz und Glimmer treten in Feldspatpegmatite ihren Anteilen nach hier stark zurück.
Glimmerpegmatite besitzen hohe Anteile an Glimmern wie Muskowit, Biotit und Phlogopit. Seltener sind Vorkommen von Glimmerpegmatiten mit großen Anteilen des Lithiumglimmers Lepidolith. Ebenfalls reich an dem seltenen Leichtmetall Lithium ist das Mineral Spodumen im gleichnamigen Spodumenpegmatit.
Phosphatpegmatite enthalten eine ganze Reihe von Phosphatmineralien wie das stark phosphathaltige Schwermineral Apatit, Amblygonit, Monazit, Triphylin und andere bisweilen sehr seltene Phosphatmineralien. Auch die bei Mineraliensammlerkreisen wohl bekannte und mittlerweile stillgelegte Grube Hagendorf in der Oberpfalz in Ostbayern ist solch ein Phosphatpegmatit und zugleich einer der größten Pegmatitstöcke Europas.
Beryllpegmatite sind sehr reich an dem Edelstein Beryll. Dunkelgrüne Exemplare von Beryll sind besser unter dem Namen Smaragd und blaue Steine als Aquamarine bekannt. Sie enthalten das seltene Leichtmetall Beryllium.

Edelsteinpegmatite sind Pegmatite die wie der Name schon sagt, eine ganze Reihe von Edelsteinen führen. Neben Beryll (Smaragd, Aquamarin) auch Turmalin, Topas, Zirkon, Korund (Saphir, Rubin), Rauch- und Rosenquarz. Verschleifbare Steine in Edelsteinqualität finden sich allerdings fast ausnahmslos in kristallgefüllten Hohlräumen im Gestein, sogenannten Drusen.

Besonderheiten und Wissenswertes

Pegmatitische Minerale bilden Kristalle mit enormen Ausmaßen. Muskowite mit einer Fläche von 7m2 und Orthoklase (Kalifeldspat) mit einem Gewicht von sage und schreibe 100 Tonnen sind aus Norwegen bekannt geworden. Spodumene mit einer Länge von 14m und einem Gewicht von 90 Tonnen fand man in Süddakota in den USA. Auch Berylle mit einem Gewicht von 18t wurden in Maine in den USA gefunden und bis zu 6 kg schwere Zirkone. Rauchquarze mit einer Kristallgröße bis zu 2m stammen aus Pegmatiten des Ural.

Verwendung:

In der Keramik werden unter Pegmatiten meist Feldspatsande verstanden, die durch Verwitterung von Gesteinen, z.B. Granit, Gneis oder Arkosen (an Feldspat reiche Sandsteine) entstanden sind. Beispielsweise wird auch das Kaolinitvorkommen (Das Mineral Kaolin ist ein wichtiges Mineral zur Porzellanherstellung), des Monte Kaolino (die berühmte Halde der Grube) in Hirschau bei Weiden in der Oberpfalz, als Pegmatit bezeichnet. Es handelt sich dabei allerdings nicht um einen Pegmatit im petrologischen Sinne. Das Gestein ist durch chemische Umwandlung aus Feldspäten entstanden. Dennoch spielen Feldspatpegmatite eine wichtige Rolle als weißbrennender Rohstoff bei der Herstellung von Porzellan, Sanitärkeramik, sowie von Wand und Bodenfliesen aber auch von Email. Je nach Qualität besteht Porzellan zu einem Viertel aus Feldspat, genausoviel Quarz und zur anderen Hälfte aus Kaolin. Feldspat verfestigt beim Erhitzen durch seinen geringen Schmelzpunkt die zu feinem Pulver vermahlenen mineralischen Bestandteile Kaolin und Quarz miteinander und macht das Porzellan leicht durchscheinend.
Ökonomisch wichtig sind neben dem Feldspat, die für Pegmatite wichtigen Begleitminerale, die als Edelsteine oder Erz zur Gewinnung seltener Metalle und anderer seltener oben genannter Elemente genutzt werden. Glimmer aus Pegmatiten werden in der Halbleitertechnik und Elektroindustrie verwendet, sowie für stark hitzebeständige Gläser und Keramiken in der Feuerfestindustrie. Auch als Dekorationsmittel durch den Glitzereffekt kleiner Splitter ist Glimmer sehr beliebt. Natürliche Glimmer werden heute in der Technik allerdings mehr und mehr durch synthetisch erzeugte Glimmer ersetzt.

Vorkommen:
Feldspatpegmatite sind weit verbreitet. Wichtige Lagerstätten sind in Schweden, Finnland und Norwegen, Russland, Kanada, und USA. Von wirtschaftlicher Bedeutung sind auch die Vorkommen von Limoges in Frankreich.
Neben dem bereits genannten Vorkommen des Phosphatpegmatit in Hagendorf in der Oberpfalz, findet man einen wichtigen Phosphatpegmatit auch in Varuträsk in Schweden.
Berühmt sind die Glimmerpegmatite mit großen Muskowitplatten aus dem Ulugurugebirge in Tansania, Sri Lanka und Bengalen. Hauptlieferanten von Muskowit sind die USA China und Norwegen. Phlogopitpegmatite kommen aus den GUS, Madagaskar und Kanada vor.
Wichtige Edelsteinpegmatite findet man in Australien, in Brasilien, Madagaskar und in Namibia. Beryllführende Pegmatite mit dunkelgrünen qualitativ hochwertigen Smaragden werden im Ural und Kolumbien abgebaut. Nach edlen Korunden wie blauen Saphiren und roten Rubinen wird in den Pegmatiten von Thailand, Burma, Sri Lanka und Madagaskar geschürft.
Unter den Vorkommen in Deutschland sind vor allem die Pegmatite der Oberpfalz in Ostbayern von größerer wirtschaftlicher Bedeutung. In der Feldspatgrube in Püllersreuth ist ein Beryllpegmatit aufgeschlossen. In Grünberg bei Brand im Landkreis Tirschenreuth (Oberpfalz) wurde bei Bauarbeiten im Sommer 2001 ein Lepidolithpegmatit aufgeschlossen. Dieser Lithiumglimmer ist in diesem Gebiet sehr selten.
Während in der nördlichen Oberpfalz neben den Phosphat-Pegmatiten (Hagendorf, oder der Kreuzberg in Pleystein) oft Turmaline und Berylle vorkommen, (z.B. in Tirschenreuth, in Püllersreuth und in Plößberg), also die Elemente Bor und Beryllium angereichert sind, ist das Grünberger Lepidolith-Vorkommen der bislang einzige reine Lithium-Pegmatit in diesem Gebiet und möglicherweise das größte Vorkommen dieses rosa-violetten Minerals in Deutschland.
Weitere Pegmatite werden im Bayerischen Wald (Fluorit-Vorkommen Waidhaus), im Erzgebirge, im Fichtelgebirge, im Harz, im Odenwald, im Schwarzwald, im Thüringer Wald und im Vogtland abgebaut.