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2024-04-15T20:06:51Z

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Als '''Matrix''' wird in der [[Petrographie]] allgemein die relativ feinkörnige Grundmasse eines Gesteins bezeichnet, von der deutlich grobkörnigere Gesteinsbestandteile unterscheidbar sind. Für den Begriff ''Matrix'' im petrographischen Sinn existieren verschiedene spezielle Definitionen, deren Gültigkeit u. a. davon abhängt, welche Art von Gestein betrachtet wird.

== Sedimentgesteine ==
[[Datei:Calpionellen.jpg|mini|[[Calpionellen|Calpionelliden]] und andere, nicht zu identifizierende, Komponenten in einer Matrix aus [[Mikrit]], [[Tithonium|tithonische]] Kalke der [[Département Ardèche|Ardèche]], [[Frankreich]]. Typisch für die mikritische Matrix ist ihr dichtes Erscheinungsbild bei relativ schwacher Transluzenz.]]
[[Datei:GeopetalCarboniferousNV.jpg|mini|Zum Vergleich: Hochtransparenter sparitischer Zement füllt den Großteil des Hohlraums im inneren einer Muschel, [[Karbon (Geologie)|karbonischer]] Kalkstein aus Nevada.]]
In der Petrographie der [[Sedimente und Sedimentgesteine|Sedimentgesteine]] steht die Bezeichnung ''Matrix'' für die feinkörnigsten Partikel des Sediments, aus dem das Gestein hervorgegangen ist. Eine exakte Definition hinsichtlich der [[Korngröße]] existiert nicht, jedoch werden allgemein Partikel, die kleiner sind als 20 bis 30 µm, der Matrix zugerechnet. Alle Sedimentpartikel, die größer sind, werden als ''Komponenten''{{FN|*}} oder ''Allocheme'' bezeichnet. Die Größenangaben zeigen, dass eine genaue Untersuchung, welche Bestandteile eines Sedimentgesteins Matrix bzw. Komponenten sind, nicht im Gelände erfolgen kann, sondern mittels [[Dünnschliff]]analyse unter dem [[Durchlichtmikroskop]] vorgenommen werden muss.

Die Komponenten können entweder in der Matrix „schwimmen“ d. h., sie sind voneinander isoliert, oder sich gegenseitig „abstützen“, d. h., sie stehen miteinander in direktem Kontakt. Man spricht dann von einem ''matrixgestützten'' bzw. einem ''korngestützten Gefüge''. Für mehr oder weniger matrixreiche Sedimentgesteine existieren, abhängig von ihrem Mineralbestand und weiteren speziellen Eigenschaften, unterschiedliche Bezeichnungen. So ist die [[Grauwacke]] ein [[Siliziklastika|siliziklastisches]] Sedimentgestein, das generell durch einen relativ hohen Matrixanteil gekennzeichnet ist. Karbonatgesteine mit heterogenem Gefüge werden u. a. als ''Wackestone'' (matrixgestützes Gefüge) oder ''Packstone'' (komponentengestütztes Gefüge) bezeichnet (siehe [[Dunham-Klassifikation|Karbonatklassifikation nach Dunham]]).

Es gibt verschiedene Auffassungen darüber, welche Bestandteile eines Sedimentgesteins als Matrix anzusprechen sind und welche nicht. Im eigentlichen Sinn ist die Matrix stets ein primärer Gesteinsbestandteil, d. h., sie ist mehr oder weniger Zeitgleich mit den Komponenten abgelagert worden. Verhinderten die Ablagerungsbedingungen ein Absaigern von Partikeln in Matrixgröße, so kann der Interstitialraum („Zwischenkornraum“) mit diagenetischen Ausscheidungen ([[Zement (Geologie)|Zement]]) oder mit Gasen oder Flüssigkeiten (z. B. Luft, Methan, Wasser, Erdöl) gefüllt sein. Der nicht von mineralischer Substanz ausgefüllte Interstitialraum wird auch als ''Porenraum'' bezeichnet (vgl. [[Porosität]], [[Permeabilität (Geowissenschaften)|Permeabilität]]). Die Anordnung und Größen[[Verteilung (Statistik)|verteilung]] der Körner sowie die [[Textur (Geologie)|Textur]] und Struktur des Gesteins, einschließlich des Vorhandenseins oder Fehlens von Matrix bzw. Zement, dokumentieren somit die Bildungsbedingungen und den weiteren Werdegang eines Sedimentes. Einige Autoren fassen den Begriff ''Matrix'' jedoch weiter und beziehen auch den interstitiellen [[Zement (Geologie)|Zement]] mit ein. Da Zement und Matrix im eigentlichen Sinn jedoch auf unterschiedliche geologische Prozesse zurückgehen, sollten sie nicht gleichgesetzt, sondern unter dem Oberbegriff „Grundmasse“ zusammengefasst werden.

Bei Kalksteinen kann feinstkörniges interstitielles Material auch als sekundäre Bildung auftreten. Bei diesem handelt es sich dann ebenfalls nicht um Matrix im eigentlichen Sinne, sondern um sogenannten mikrokristallinen Zement. Kann nachgewiesen oder plausibel gemacht werden, dass solch feinkörniges bzw. feinkristallines Material diagenetischen Ursprunges ist, spricht man auch von einer karbonatischen '''Pseudomatrix'''.

== Matrix von Makrofossilien und grobklastischen Gesteinen ==
[[Datei:Amotosaurus rotfeldensis holotype.jpg|mini|Verstreute Skelettelemente eines tanystropheiden Reptils in einer Matrix aus rotem Feinsand- oder Siltstein, [[Oberer Buntsandstein]] von Baden-Württemberg.]]
Vor allem bei karbonatischen Gesteinen handelt es sich bei den in der Matrix befindlichen Komponenten nicht selten um ''Mikrofossilien''{{FN|**}} (z. B. [[Globigerinen]] oder [[Pteropoden]]). Paläontologen und Paläobiologen, die sich hingegen mit ''Makrofossilien'' beschäftigen, sprechen das Gestein, in dem ein solches Fossil eingebettet ist, ohne Berücksichtigung der sedimentpetrographischen Definitionen des Begriffes, ebenfalls als ''Matrix'' (engl. auch ''{{lang|en|host rock}}'') an. Die Matrix eines Makrofossils kann daher relativ grobkörnig sein oder unter sedimentpetrographischen Gesichtspunkten ihrerseits Matrix und Komponenten aufweisen. Die Verwendung der Bezeichnung ''Matrix'' für das umgebende Gestein von Makrofossilien ist jedoch nur sinnvoll, wenn ein klarer Materialunterschied vorliegt. Bei Überlieferungsformen wie [[Abdruck (Geologie)|Abdruck]] oder Steinkern ist das Material, aus dem Fossil und Matrix bestehen, weitgehend identisch.

Auch bei grobklastischen Gesteinen, [[Konglomerat (Gestein)|Konglomeraten]] und [[Brekzie]]n, wird das feinkörnige Material, das sich im Zwischenraum der Gerölle bzw. Fragmente befindet, mitunter als ''Matrix'' angesprochen, und zwar in ähnlichem Sinn, wie bei makrofossilführendem Gestein (bisweilen bestehen da auch Überschneidungen, vgl. [[Bonebed]]). Das heißt, dass auch Korngrößen mindestens im [[Schluff|Grobsiltbereich]] mit eingeschlossen sein können. Hierbei kann dann zwischen klastengestützter und matrixgestützter Fazies unterschieden werden.<ref>siehe Fallbeispiel [[Eozän]]er [[Flysch]] der Ostkarpaten in: Anca Anistoroae, Crina Miclăuș: ''The ''Cruziana'' Ichnofacies in the Lower Member of the Bisericani Formation (Eastern Carpathians, Romania).'' Acta Palaeontologica Romaniae. Bd. 11, Nr. 2, 2015, S. 9–23 ([https://www.geo-paleontologica.org/actapalrom/APR_v_11_2/Anistoroae_Miclaus.pdf PDF] 2,1 MB), S. 11 f.</ref>

== Magmatische Gesteine ==
{{Hauptartikel|Porphyrisches Gefüge}}
Der Begriff ''Matrix'' wird gelegentlich auch in der Petrographie [[Magmatisches Gestein|magmatischer Gesteine]] verwendet. Da der Entstehungsprozess magmatischer Gesteine sich jedoch grundlegend von dem der Sedimentgesteine unterscheidet, ist für die feinkörnigen (eigentlich ''feinkristallinen'') Gesteinsbestandteile die Bezeichnung ''Grundmasse'' vorzuziehen. Die gröberen Gesteinsbestandteile heißen nicht Komponenten, sondern [[Einsprengling]]e.

== Tektonische Trümmergesteine ==
Brekziöse Gesteine, die durch Bewegung an [[Verwerfung (Geologie)|Störungsflächen]] entstehen, enthalten nicht nur relativ große Bruchstücke, sondern auch Material mit Korngrößen „im µ-Bereich“<ref>P. Heitzmann: ''Kakirite, Kataklasite, Mylonite.'' 1985 (siehe [[#Literatur|Literatur]]), S. 276</ref>, das entweder durch ''dynamische Rekristallisation'' entstanden oder schlicht durch intensive mechanische Beanspruchung fein gemahlen worden ist. Dieses sehr feinkörnige Material wird mitunter ebenfalls als ''Matrix'' bezeichnet. So werden bei den [[Kakirit]]en anhand des Matrixanteils ''tektonische Brekzien'' (< 10 % Matrix) von ''Bruchbrekzien'' (10 bis 50 % Matrix) und ''Gesteinsmehl'' (> 50 % Matrix) unterschieden. Bei den [[Kataklasit]]en kennzeichnen 10 bis 50 % Matrix einen ''Protokataklasit'' und mehr als 90 % Matrix einen ''Ultrakataklasit''.

== Anmerkungen ==
: <small>{{FNZ|*| Die Bezeichnung ''Komponenten'' wird nur dann angewendet, wenn daneben tatsächlich auch feinstkörniges Material im Gestein vorhanden ist, das als Matrix angesprochen werden kann. Ansonsten spricht man einfach nur von „Körnern“.}}</small>
: <small>{{FNZ|**| Während Mikrofossilien im Größenbereich von Komponenten liegen, können sogenannte ''Nannofossilien'', wie [[Coccolithen]], die komplette Matrix eines Kalksteins bilden.}}</small>

== Literatur ==
* Erik Flügel: ''Microfacies of Carbonate Rocks.'' Springer Verlag, Berlin, Heidelberg & New York 2004, ISBN 3-540-22016-X
* Hans Füchtbauer (Hrsg.): ''Sediment-Petrologie.'' Teil 2: ''Sedimente und Sedimentgesteine.'' 4. Aufl., Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1988, ISBN 3-510-65138-3.
* Peter Heitzmann: ''Kakirite, Kataklasite, Mylonite – Zur Nomenklatur der Metamorphite mit Verformungsgefügen.'' Eclogae Geologicae Helvetiae. Bd. 78, Nr. 2, 1985, S. 273–286, {{DOI|10.5169/seals-165656}}
* Peter A. Scholle, Dana S. Ulmer-Scholle: ''A Color Guide to the Petrography of Carbonate Rocks: Grains, Textures, Porosity, Diagenesis.'' AAPG Memoir. Bd. 77, The American Association of Petroleum Geologists, Tulsa (OK) 2003, ISBN 0-89181-358-6

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4652845-3}}

[[Kategorie:Petrologie]]

Matrix (Geologie) - Versionsgeschichte

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