Hanganschnitt am Riveufer EarthCache

Hanganschnitt der halleschen Hochscholle am Riveufer

Mitten durch die Saalestadt verläuft eine tektonische Störung. Sie bildet die Nahstellen zweier großer Gesteinsschollen, welche der Gegend einen unverwelchselbaren landschaftlichen Reiz geben.

Diese Störung verläuft vom Marktplatz in west-östlicher Richtung. Nördlich dieser Störung ist die Landschaft durch Porphyrgesteine geprägt, die magmatischen Ursprungs sind.

Diese Porphyre können wir heute an der Oberfläche sehen, weil diese Gesteinsscholle durch tektonische Kräfte angehoben wurde und die darüber liegenden Gesteine im Verlaufe der letzten 65 bis 290 Millionen Jahre abgetragen wurden.

Die südlich der Halle-Störung gelegene Gesteinsscholle senkte sich unter der nördlichen Scholle. Auf ihr sind jüngere Ablagerungen, wie Kalk- und Sandsteine anzutreffen. Die magmatischen Gesteine der südlichen Scholle liegen demnach wesentlich tiefer.

Darstellung Verlauf Halle-Störung mit Gesteinsbildung (Umweltkalender 2011, Stadt Halle)

Man kann deutlich zwei Arten von Porphyr unterscheiden, den großkristallinen und den etwas jüngeren kleinkristallinen Porphyr. Die Größe der Kristalle gibt Auskunft über die Abkühlungsgeschwindigkeit des Magmas.

Die Felsenklippen an den oben angegeben Koordinaten stellen ein imposantes Beispiel für einen natürlichen geologischen Aufschluss dar und lassen hervorragend die Konglomerate des Halle-Porphyrs und die Tuffe (Aschegestein) erkennen. Sie entstanden vor 257 bis 300 Millionen Jahren im Perm und Oberkarbon durch die Tätigkeit von Vulkanen.

Während der Zeit der vulkanischen Aktivitäten stiegen schubartig große Mengen magmatischen Gesteins bis unter die Erdoberfläche und breitete sich dort in Form einer großen Pilzkappe unter den Deckschichten (bis hin zum Petersberg) aus. Im Zuge der raschen Abkühlung des Magmas wurde der kleinkristalline Halle-Porphyr intensiv zerklüftet.

Wie schon oben geschrieben trat durch Verwitterung eine kuppige, felsige Landoberfläche zu Tage, in die die Saale ihr Tal formte.

Entstehung der Porphyr-Pilzköpfe (Umweltkalender 2011, Stadt Halle)

doch nun zum Cache:

Station 1: Porphyranschnitt am Riveufer

Karbonische Schiefertone (Karbon vor ca. 355 bis 296 Mio. Jahre) sind die ältestens Gesteine an der Erdoberfläche in Halle. Über ihnen lagern die porphyrischen, magmatischen Schmelzen des Rotliegenden (ca. vor 296 bis 258 Mio. Jahren). Darauf entstanden, durch periodische Abtrennung vom Zechsteinmeer zum Weltozean (vor ca. 258 bis 243 Mio. Jahren) und Verdunstungen gewaltige Salzablagerungen, Anhydrit und karbonatische Gesteine. Nach Rückzug der Meere bildete sich eine wüstenähnliche Landschaft (vor ca. 251 bis 243 Mio. Jahren). Aus diesen gewaltigen Sandablagerungen bildete sich später der (Bunt)Sandstein. Als vor ca. 243 bis 235 Jahren der mitteldeutsche Raum durch das äquatoriale Weltmeer überflutet wurde, wurden kalkig-tonige Sedimente abgelagert.

Einen Schnitt durch all diese Schichten kannst du hier an Station 1 sehen.

Koordinaten:  N 51° 29.950 E 011° 57.015

Aufgabe 1:

Der Aufschluss stellt sich für dich in drei Farben dar. Welche Farben siehst du?

Alternativ für Farbenblinde: Miss die Dicke der untersten Porphyrschicht.

Station 2: Heinrich-Heine-Felsen

Die Heinrich-Heine-Felsen zählen ebenfalls zur Hochscholle mit dem halleschen Vulkangebiet (der nördlichen Scholle von der Halleschen Störung aus gesehen). Dabei ist zu bemerken, dass nicht nur der eine herrausstechende Felsen zu den Heinrich-Heine-Felsen gehört, sondern auch der gesamte Abhang dahinter. Dieser Abhang besteht ebenfalls aus Porphyr, nur sind hier die einzelnen Gesteinsschichten leider nicht so schön sichtbar. Durch Verwitterung und Abtragung und nicht zuletzt durch die Saale selbst haben sich diese Hänge herausgebildet.

Koordinaten: N 51° 29.880 E 011° 57.030

Aufgabe 2:

Am Heinrich-Heine-Felsen siehst du große rußartige, schwarze Verfärbungen.  Bei diesen Verfärbungen handelt es sich um einen biologischen Film aus Mikroorganismen (Bakterien). Diese siedeln sich gerne auf silikatischen Gesteinen vulkanischen Ursprungs (worunter auch Porphyr zählt) an. Die Stoffwechsel- und Zerfallsprodukte dieser Mikroorganismen bestehen aus Melanin und, tatsächlich, Ruß.

Was glaubst du, warum die Mikroorganismen sich gerne auf vulkanischen Gesteinen ansiedeln.

A: Verwitterung:

 Vulkanisches Gestein verwittert sehr langsam. Dadurch ändert sich die Oberfläche des Gesteins kaum. Die Mikroorganismen benötigen zum Wachsen die kapillare Feuchtigkeit aus den Rissen im Gestein. Sind zu viele Organismen gewachsen, bekommen sie nicht mehr genügend Feuchtigkeit, die Organismen sterben teilweise und bilden einen schwarzen Film. So bildet sich ein Gleichgewicht aus Feuchtigkeitsverbrauch und kapillarer Feuchtigkeitszufuhr.

B: Wärme

Vulkanisches Gestein speichert Wärme gut und die Mikroorganismen können sich ansiedeln. Wird das Gestein zu warm, sterben (verbrennen) die Organismen und bilden die schwarzen Flächen. Diese bilden einen Wärmespeicher für nachfolgende Generationen.

C: Zusammensetzung

Die Ausscheidungs- und Zerfallsprodukte der Organismen gehen eine chemische Reaktion mit den kleinen silikatischen und quarzitischen Kristallen in der Gesteinsgrundmasse ein. Als Reaktionsprodukt entsteht Ruß und andere Produkte, welche sie zum überleben brauchen..

Station 3: Tuffspalte am Riveufer

Porphyr und Tuff sind beide vulkanischen Ursprunges. Die harten vulkanischen Porphyre des Rotliegenden ziehen sich als Kuppen und Hügel durch das Saaletal. Der weiche Tuffstein tritt hier durch einen Riss im Porphyr an die Oberfläche. Deutlich erkennbar sind die unterschiedlichen Strukturen durch das Korngefüge von Tuff und Porphyr.

Koordinaten:  N 51° 30.020 E 011° 56.936 

Aufgabe 3: Zeichne eine Skizze des Risses, auf der die unterschiedlichen Strukturen von Tuff und Pophyr erkennbar sind.

Die Antworten schickt bitte an puflatsch@gmx.de. Loggen dürft ihr sofort, ich melde mich, falls bei den Antworten etwas unstimmig ist.

Achso, und die Sache mit dem obligatorischen Foto... Ihr wisst ja... Ich würde mich freuen!

Grüße und viel Spaß weiterhin beim gemeinsamen Hobby!

Puflatsch

Lexikon:

Porphyr (altgr. ,purpurfarben’) ist ein weit verbreiteter Sammelbegriff für verschiedene vulkanische Gesteine. Diese Gesteine besitzen große, gut ausgebildete einzelne Kristalle in einer feinkörnigen Grundmasse. In der geologischen Fachsprache gilt der Begriff Porphyr allerdings nur für das Gefüge eines Gesteins und nicht für ein bestimmtes Gestein. Als umgangssprachlicher Kulturbegriff und als Eigenname für Werksteine ist er jedoch, auch unter Geologen, nach wie vor gebräuchlich.

Tuff (italienisch tufo, vom gleichbedeutendem lateinisch tofus), auch Tuffstein genannt, ist ein Gestein, das (deutlich erkennbar) aus zerbrochenem oder zerborstenen vulkanischen Gesteinsfragmenten besteht. Bei diesen Tuffen hier in Halle handelt sich um Auswurfprodukte von Vulkanen, die verfestigt wurden. Aufgrund der vulkanischen Gaseinschlüsse ist Tuff häufig sehr porös. Im technischen Sinne handelt es sich nahezu bei allen Typen um Weichgesteine.

Das Perm ist auf der geologischen Zeitskala die letzte Periode im Paläozoikum. Das Perm begann vor etwa 299 Millionen Jahren und endete vor etwa 251 Millionen Jahren. Das Perm folgt auf das Karbon und wird von der Trias überlagert. An der Perm-Trias-Grenze geschah das größte bekannte Massenaussterben der Erdgeschichte.

• Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt

• Stadt Halle

• Wikipedia (auszugsweise zu Porphyr, Tuff und Perm)