EarthCache

Bierkeller Lützelberg

A cache by August und Dalmi Send Message to Owner Message this owner
Hidden : 9/12/2013
In Baden-Württemberg, Germany
Difficulty:
3 out of 5
Terrain:
1.5 out of 5

Size: Size: other (other)

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Geocache Description:

Gesteine des Oberen Erdmantels:
"Olivin-Knollen" im Steinbruch am Lützelberg - Aufschluss "Bierkeller"


Der Aufschluss "Bierkeller" befindet sich am Fuße des Lützelberges, ca. 500 Meter nordwestlich von Sasbach am Kaiserstuhl.

Du kannst direkt gegenüber auf dem Parkplatz parken (siehe Wegpunkt: Parking).

Für die Beantwortung der Fragen ist es nicht notwendig die Wand zu ersteigen. Es handelt sich um Schätzfragen, oder Fragen, die sich aus dem Text beantworten lassen.

Aufschluss allgemein

Der Lützelberg wurde durch zwei bis drei Olivin-Nephelinit-Lavaströme gebildet. Insgesamt zeigt der Aufschluss einen ca. 50 Meter mächtigen Lavastrom. Die Besonderheit dieses Aufschlusses ist eine Vielzahl sichtbarer "Olivin-Knollen" mit einer Größe von bis zu 25 cm. Diese Knollen sind Xenolithe (Fremgesteinseinschlüsse) aus dem Oberen Erdmantel, die beim Vulkanausbruch im Magma mit an die Oberfläche befördert wurden. Der Aufschluß am Lützelberg ist bezüglich des Tertiärvulkanismus im Südwesten Deutschlands die Fundstelle mit den meisten Erdmantel-Xenolithen. Die Xenolithe am Lützelberg enthalten stark verwitterten Olivin mit Chromspinell, Orthopyroxenen und Klinopyroxene. Es kann davon ausgegangen werden, dass das Material von ca. 100 km Tiefe an die Oberfläche befördert wurde.

Oberer Erdmantel

Der Obere Erdmantel ist die "Schicht" unter der Erdkruste der kugelig aufgebauten Erde. Fast überall befinden sich die Gesteine des Oberen Erdmantels in unerreichbarer Tiefe. Die Gesteine des Oberen Erdmantels treten nur unter besonderen Bedingungen an der Erdoberfläche auf. Eine der wenigen Arten des Vorkommens von Erdmantelgesteinen sind die Xenolithe in alkalibasaltischen Vulkaniten, also hier am Kaiserstuhl bzw. Lützelberg.

Erdmantelgestein: "Olivin-Knolle"

Die Olivin-Knollen sind Gesteine des Oberen Erdmantels. Gesteine des Oberen Erdmantels sind fast ohne Ausnahme ultramafisch. Ultramafite sind nach der IUGS-Definition Gesteine, die zu über 90 Vol.-% aus dunklen und verwandten Mineralen bestehen.

Die wichtigsten und häufigsten Ultramafite sind Peridotite und Pyroxenite. Der wichtigste Peridotit wiederum ist der Lherzolith, der hier am Lützelberg zu sehen ist.

Klassifikation von ultramafischen Gesteinen ohne wesentlichen Hornblendeanteil nach IUGS
Die Klassifikation von Ultramafiten ohne wesentlichen Hornblendeanteil erfolgt über die Mengenverhältnisse der drei Minerale

  • Olivin
  • Orthopyroxen und
  • Klinopyroxen

Die Klassifizierung kann man aus dem sogenannten Klassifizierungsdreieck für Ultramafite ablesen. Als Ergebnis der Klassifizierung erhält man die Gesteinsnamen.

Die drei Minerale Olivin, Orthopyroxen und Klinopyroxen bilden die Eckpunkte des Klassifikationsdreiecks für Ultramafite. Das Mengenverhältnis zwischen den Mineralen wird hanhand der Flächen im Dreieck ausgewiesen. Die Namen in den Flächen des Dreiecks stellen Gesteinsnamen dar, die dem jeweiligen Mengenverhältnis der drei Minerale entsprechen.
Die Gesteine sind wiederum unterteilt in die Typen Peridotit und Pyroxenit.

Das Gestein Lherzolith ist demnach den Peridotiten zugeordnet. Die Peridotite bestehen im wesentlichen aus Olivin mit Restanteilen an Ortho- und Klinopyroxenen.

Wie ist das Klassifikationsdreieck zu lesen?
An den Eckpunkten sind die drei Minerale (Olivin, Orthopyroxen und Klinopyroxen) angegeben, die die Hauptbestandteile der Ultramafite darstellen. An der oberen Spitze des Dreiecks ist das Mineral Olivin notiert. An der Basis des Dreiecks (genauer an der linken und rechten Ecke des Dreiecks) ist der Pyroxen notiert.
Der Pyroxen wiederum ist in zwei Arten aufgeteilt, dazu kommen wir später noch einmal.

Die Kante zwischen der linken unteren Ecke des Dreiecks (Orthopyroxen) und der oberen Ecke des Dreiecks (Olivin) ist in Volumen-Prozentwerte eingeteilt. Hier sind 10%, 40% und 90% eingezeichnet. Diese Prozentwerte geben das Mengenverhältnis zwischen dem Olivin und dem Pyroxen an. Die Prozentwerte sind bei solchen Klassifikationsdreiecken immer auf die Angabe bezogen, die an der Spitze des Dreiecks steht. In diesem Falle das Mineral Olivin.
Die 10% an der Kante zwischen Orthopyroxen und Olivin bedeuten also, das das Gestein an dieser Stelle einen 10 Vol.-% Anteil Olivin enthält und 90 Vol.-% Anteil Pyroxen.
Zu diesem Zeitpunkt kann man schon die erste Klassifikation vornehmen. Bei einem ultramafisches Gestein mit diesem 10%igen Olivinanteil handelt es sich um einen Pyroxenit. Anhand des Klassifikationsdreiecks kann man weiter erkennen, das Pyroxenite einen bis zu 40 Vol.-% Anteil an Olivin aufweisen können.

Für die Kante zwischen der rechten unteren Ecke des Dreiecks (Klinopyroxen) und der oberen Ecke des Dreiecks (Olivin) gilt exakt die gleiche Betrachtungsweise des Dreiecks! An dieser Stelle erfolgt also noch keine Berücksichtigung unterschiedlicher Pyroxenarten. Diese Unterscheidung wird erst im zweiten Schritt vorgenommen.

Nun kommen wir zu der Unterscheidung der Pyroxene in Orthopyroxen (linke Ecke des Dreiecks) und Klinopyroxen (rechte Ecke des Dreiecks).
Die Prozentwerte an der Basis des Dreiecks sind bei solchen Klassifizierungsdreiecken immer auf die Angabe an der gegenüberliegenden Seite bezogen. Und sie beziehen sich nur noch auf den restlichen Vol.-% Anteile des Gesteins, die noch nicht benannt sind. In unserem Beispiel haben wir ja bereits 10-Vol.% Anteile am Gestein dem Olivin "zugestanden".
Die 10%, die links unten in der Nähe des Minerals Orthopyroxen stehen, beziehen sich also auf die gegenüberliegende Seite, nämlich den Klinopyroxen. Das Gestein (Fläche) links unten im Dreieck enthält also maximal 10-Vol.-% Klinopyroxen. Der Rest, also 90-Vol.-% sind dann Orthopyroxen. Dieses spiegelt sich dann auch im Namen des Gesteins wider. Unser Beispielgestein mit 10 Vol-% Olivin und maximal 10 Vol.-% Klinopyroxen und mindestens 90 Vol.-% Orthopyroxen nennt sich Orthopyroxenit.

Dieses Klassifikationsdreieck gilt ausschließlich für Ultramafite ohne wesentlichen Hornblendeanteil. Für andere Gesteine gibt es wieder andere Klassifikationsansichten.

Die "Olivin-Knollen" vom Lützelberg sind Lherzolithe, die in frischem Zustand eine tiefgrüne bis schwarzgrüne Farbe haben. Durch Verwitterung nehmen diese eine rötlich-orangebraune bis ockergelbe Färbung an, so wie sie hier am Lützelberg zu finden sind.


Quellen:

  • http://tobias-weisenberger.de/7Kaiserstuhl-Excursion.html
  • Le Maitre: 2004, Igneous rock: a classification and glossary of terms
  • Roland Vinx: Gesteinsbestimmung im Gelände, 2008, 2. Aufl

Fragen und Logbedingungen:

  1. Links oberhalb des Tores auf einer Höhe von ca. 2,5 m befindet sich eine ausgewitterte Vertiefung einer ehemals länglichen Knolle (siehe Bild rechts: Abdruck länglicher Lherzolith Xenolith)
    Wie lang ist dieser?
  2. Olivin hat normalerweise eine grüne Farbe. Warum ist hiervon am Lützelberg nichts mehr zu sehen?
  3. Wie hoch ist der Olivinanteil am Lherzolith? (Angabe der Bandbreite von/bis Vol.-%)
  4. Welche beiden weiteren Minerale sind immer zusätzlich noch in einem Lherzolith enthalten?
  5. Es wäre schön, wenn Ihr ein Foto von Euch oder Eurem GPS vor dem Aufschluss am Lützelberg mit an das Log hängt (optional, dieses ist keine Logbedingung).

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