Geologische Streifzüge durch die Magdeburger City
Kreislauf der Gesteine (Quelle: Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt)
Der Kreislauf der Gesteine beschreibt in der Geologie den komplexen Bildungsprozess von Gesteinen, sowie deren Wechselbeziehungen. Dieser uralte ewige Kreislauf der Gesteine läuft so seit Milliarden von Jahren ab, seit der Entstehung der Erdkruste. Die zeitliche Dimension eines Zykluses beträgt ca. 300 – 500 Millionen Jahre.
Aus der Tiefe der Erde aufdringende Gesteinsschmelzen erstarren in der kühlen, festen Erdkruste zu massig ausgebildeten Magmatiten. Bei langsamer Abkühlung in einigen Kilometern Tiefe entstehen dabei grobkristalline Tiefengesteine (Plutonite, z.B. Granit), durch vulkanische Tätigkeit bis an die Erdoberfläche geförderte Schmelzen erstarren als feinkörnige Ergussgesteine (Vulkanite, z.B. Basalt). Unterliegen diese Massengesteine an der Erdoberfläche Verwitterung, Abtragung und Transport, werden daraus Umlagerungsprodukte, die nach der ihrer Verfestigung Absatzgesteine (Sedimente, z.B. Sandstein oder Kalkstein) genannt werden. Geraten diese Gesteine durch Krustenbewegungen (z.B. Gebirgsbildungsprozesse) in größere Erdtiefen und hier unter den Einfluss hoher Temperaturen und hohen Drucks entstehen durch Metamorphose und nachfolgende Verfestigung kristalline Umwandlungsgesteine (Metamorphite, z.B. Gneis oder Marmor). Bei vollständiger Aufschmelzung der Gesteine können daraus erneut Magmatite, bei Hebung, Verwitterung und Abtragung wiederum Sedimentgesteine hervorgehen.
Im Folgenden möchte ich Euch aus den Gesteinsfamilien einige Beispiel- Gesteine vorstellen, welche Ihr auf Eurem geologischen Rundgang entdeckt und noch weiter untersuchen und einteilen müßt.
Sandstein
Sediment ist ein Sammelbegriff für eine unverfestigte Ablagerung, wie Ton, Löß, Sand, Geröll, Kalkschlamm, vulkanische Aschen. Entsteht durch den mechanischen Absatz in Wasser oder Luft oder durch chemische Ausfällung. Man unterscheidet klastische (Ton, Sand, Konglomerate), chemische (Kalkschlamm, Gips, Salze) oder biogene Sedimente (Kalkschlamm, Torf). Überlagerung des Sediments führt durch Verfestigung (Diagnese) zur Bildung von Sedimentgestein.
Sandstein ist ein Festgestein welches aus verkitteten, gerundeten bis kantigen Körner (0,063 bis 2 mm) besteht. Sandstein ist nicht durch einen bestimmten Mineralbestand definiert, als Hauptmineral wird Quarz angesehen. Ein Sandstein, der zu mehr als 90% aus Quarzkörnern besteht, bezeichnet man als Quarzsandstein.
Sandstein ist ein weit verbreitetes Baumaterial, teils mit unterschiedlicher Festigkeit. Die Farbe von Sandstein kann genauso wie die von Sand variieren, übliche Farben sind: hellgrau bis weiß (ohne Beimischung), gelb-braun (durch enthaltenes Limonit, Brauneisenstein), rot (durch Hämatit, Roteisenstein) usw.
Kalkstein (Unterer Muschelkalk)
Kalkstein ist ein dichtes bis grobkörniges Sedimentgestein, das zu mindestens 80% aus Calcit (Calciumcarbonat CACO3) besteht. Kalkstein ist ein sehr variables Gestein, in Bezug auf Entstehung, Eigenschaften und Aussehen. Viele Kalksteine entstehen in Flachmeerbereichen, wobei aus übersättigten Lösungen Calcit und Dolomit ausfallen. Das Gestein kann aus feinkristallinem Kalkschlamm oder aus zusammengeschwemmten Kalkschalen oder anderen karbonatischen Organismusresten entstanden sein. Kalksteine haben meistens eine helle, grau bis graugelbe Färbung, durch andere Mineralien z.B. Eisenverbindungen, sind auch rote Farben möglich. Kalksteine treten in großer struktureller Vielfalt und Variationsbreite auf und haben eine enorme wirtschaftliche Bedeutung als Rohstoff für die Bauindustrie und als Naturwerkstein. Wenn Kalk verwittert, so spricht man von Karst.
Marmor (Carrara Marmor)
Marmor ist kein sedimentäres Gestein und kein Kalkstein, sondern ein kontakt- oder regionalmetamorphes Gestein, welches durch Umkristallisation aus Kalkstein entsteht. Marmor entsteht durch Gebirgsdruck unter Einfluss von hohem Druck und hoher Temperatur (Regionalmetamorphose) oder durch hohe Temperatureinwirkungen im Kontakt mit Gesteinsschmelzen (Kontaktmetamorphose). Die ursprünglich dichte, auch unregelmäßig ausgebildete Kalksteinstruktur wird in eine gleichmäßige, meist mittel- bis grobkristalline Struktur umgewandelt. Bänderungen im Marmor sind auf ehemalige Schichten zurückzuführen. Besonders reine Kalksteine bilden weiße, hochwertige Marmore die für Bildhauer- und Steinmetzarbeiten besonders geschätzt werden. Carrara-Marmor ist einer der bekanntesten Marmore weltweit. Entstanden ist dieser Marmor im Tertiär vor ca. 30 Millionen Jahren, weil sich die Kontinentalplatten von Afrika und Europa aufeinander zu bewegten und zu den apuanischen Alpen aufwölbten. Dabei wurden die Calcit-Ablagerungen aus den abgestorbenen Meeresorganismen unter hohem Druck und sehr hohen Temperaturen zusammengepresst und wandelten sich dadurch zu Marmor.
Rogenstein (Bernburger Rogenkalk)
Rogenstein ist ein Sedimentgestein mariner Herkunft, das den Kalksteinen zugeordnet wird, daher auch die Bezeichnung oolitischer (eierförmiger) Kalkstein. Der Rogenstein verdankt seinen Namen den Ooiden (kugelig-ovale bis erbsengroße Mineralkörper) die an Fischeier erinnern und mit einem Bindemittel mit einander verkittet sind. Die Bestandteile des Rogenstein, die Ooide wurden in warmen, stark bewegten Flachmeeren gebildet, durch die Wasserbewegung wurden die Kalkkörper gerundet. Voraussetzung für die Bildung von Ooiden sind Kristallisationskeime, um welche sich konzentrisch Minerale anlagern. Im Fall von Rogenstein war es zunächst Aragonit, der sich um das Zentrum anlagerte und sich mit der Zeit in Calcit umwandelte und verkittet wird, durch calcitische oder quarzhaltige Mineralausfällungen. Rogenstein ist ein sehr robuster Stein, sowohl in der Härte als auch im Verhalten gegenüber den Einflüssen wie Regen, Wind und Schnee. Daher wurde Rogenstein früher zum Bau von Häusern und auch als Pflasterstein eingesetzt. Die Farbe von Rogenstein variiert mit den mineralischen Bestandteilen des Gesteins, am häufigsten findet man beige, rote, braune bis graue Rogensteine.
Granit (feinkörniger Granit)
Granit (abgeleitet von granum = Korn) ist ein magmatisches Tiefengestein (Plutonit) mit richtungslos-körniger Struktur, das hauptsächlich aus Feldspat, Quarz und Glimmer besteht. Es gibt tausende von Granitarten, da sehr unterschiedliche Nebenbestandteile und andere Erzmineralien am Aufbau beteiligt sein können. Granit ist wegen seines Kieselsäuregehaltes ein saures Tiefengestein. Es ist das häufigste Gestein der kontinentalen Erdkruste und ist infolge meist langsamer Abkühlung relativ grobkörnig entwickelt. Granit erstarrt in größeren Tiefen der Erdkruste aus einem intrudierenden (eindringenden) Magma bei ca. 700°C. Granit ist meist mittel und grobkörnig, die Größe der Kristalle schwankt zwischen einem und mehreren Zentimetern. Die Kristalle sind mit bloßem Auge meist gut zu erkennen. Granitfarben sind natürlich entstandene Mischungen unterschiedlich gefärbter Gesteinsarten zusammengesetzt aus unterschiedlichsten Mineralien, daher gibt es unzählige Farbkombinationen. Das Farbspektrum reicht von hellem auch dunklem Grau bis bläulich, rot und gelblich. usw.
Quarzit (Gommern Quarzit)
Quarzit ist ein fein- bis mittelkörniges metamorphes Gestein, mit einem Quarzgehalt von mindestens 90%. Quarzit weist rein äußerlich eine gewisse Ähnlichkeit mit Marmor auf, auch wenn die Mineralzusammensetzung völlig anders ist. Quarzit, dass fast ausschließlich aus miteinander verbundenen, rekristallisierten Quarzkörner besteht, ist ein sehr hartes und verwitterungsresistentes Gestein. Der Unterschied zu Sandstein ist schon im Bruch, auf jeden Fall mit der Lupe zu erkennen. Jeder Quarzit hat ein komplett neu kristallisiertes Gefüge, bei dem keine einzelnen gerundeten Quarzkörner mehr zu erkennen sind. Quarzit besitzt meistens eine weißgraue Farbe, geht aber zum Teil (bei Verunreinigungen) auch in eine dunkelgraue und rötliche Färbung über. Auf Grund seiner Härte und Widerstandsfähigkeit wird Quarzit in der Natursteinindustrie vielfältig eingesetzt.
Grauwacke
Grauwacke bezeichnet einen meist dunkelgrau bis braungrau gefärbten, (polymikten) Sandstein, der aus verschiedenartigen Komponenten wie z.B. Quarz, Feldspat und unaufgearbeiteten Gesteinsbruchstücken (mindestens 50%) wie z.B. Lydit und Quarzit besteht. Weitere Gemengteile sind Glimmer, Chlorit und Tonmaterialien. Das Gefüge ist fein- bis grobkörnig, mitunter auch feinkonglomeratisch. Typisch für Grauwacke ist eine schlechte Sortierung des Korns. Grauwacken entstehen als Ergebnis der Sedimentation sogenannter Trübströme (Turbite) an Kontinentalhängen. Durch die Erosionstätigkeit der Flüsse lagern sich auf dem Kontinentalschelf die nur nach Millionen von Tonnen zu messenden Verwitterungsmassen der Gebirge ab. Werden die unverfestigten Sedimentstapel durch ein Erdbeben mobilisiert, können sie als Trübeströme bis in die Tiefsee gelangen und am Meeresgrund sehr leicht große Entfernungen überwinden. Durch wiederholtes Absedimentieren solcher Turbiditete können sich am Ozeanboden Sedimentpakete von mehreren hundert Metern Mächtigkeit bilden. Hauptbildungszeit der Grauwacken fällt in das Erdaltertum. Auf Grund der festen Packung wird Grauwacke heute bevorzugt als Pflasterstein für Bürgersteige und Straßen benutzt, sowie als Grauwackeschotter als Oberbaustoff für Eisenbahntrassen.
Der Earthcache sollte nicht in der Nacht besucht werden.
Qellen: Geologisches Landesamt Sachsen-Anhalt; Magdeburg - auf Fels gebaut; Steine in deutschen Städten, (J. H. Schroeder); Steine an der Leine, (J. Lipper und A. Richter); Geologische Erscheinungen entdecken und verstehen, (J. Edelmann) Internet
Logbedingungen:
Begib Dich nun auf einen geologischen Rundgang durch die Magdeburger City, um folgende Fragen zu beantworten.
Stage 1
Du befindest Dich hier auf dem Alten Markt von Magdeburg, in unmittelbarer Nähe findest Du vor dem Haupteingang des Rathauses 3 Sandstein Statuen (A: Magdeburger Reiter, B: Roland, C: Hirschsäule)
1. Welcher der drei Sandsteine im Sockelbereich ist nach Deiner Meinung der Härteste "BITTE nur mit den Händen fühlen....", und welcher Sandstein ist am meisten verwittert?
Stage 2
Nun geht auf dem Alten Markt Richtung Westen zum Eulenspiegelbrunnen.
2. Was ist an diesem Sedimentgestein so besonderes, was siehst Du an vielen Stellen?
Stage 3
Die nächste Station führt Dich zum Otto-von-Guericke Denkmal, nördlich des Rathauses.
3. Welches Gestein findest Du im Sockelbereich?
Stage 4
Hier stehst Du nun vor der St.-Johannis Kirche.
4. Welche beiden hauptsächlichen Gesteine wurden hier verbaut und warum wurde in den Eckbereichen Gestein A verbaut und in den Wandbereichen Gestein B ? Versuche Deine Antwort zu erklären (Struktur der Gesteinsflächen, Bearbeitungsmöglichkeiten).
Stage 5
Nun kommt mal etwas Moderneres.
5. Was denkst Du, welches metamorphe Gestein wurde hier verarbeitet?
Stage 6
Du bist nun am Kloster unserer Lieben Frauen angekommen und suchst hier einen bestimmten Mauerabschnitt (Pfeiler am Klostergebäude, der zweite von rechts mit Blick auf das Klostergebäude)
6. Ordne bitte dem folgenden Foto die 3 Gesteine (1. Rothenburger Sandstein, 2. Gommern Quarzit, 3. Magdeburger Grauwacke) den entsprechenden Positionen A, B, und C im Bild zu. Hilfreich ist auch hier wieder die Oberfläche mit der Hand zu fühlen.
Pfeiler am Klostergebäude
Stage 7
Hier bist Du nun an der letzten Station unseres Rundganges angekommen. Du stehst vor dem Magdeburger Dom, wo nach bisheriger Kenntnis ca. 13 verschiedene Sandsteinarten aus 10 Abbauregionen Deutschlands, sowie 2 regionale Kalksteinarten verwendet worden sind.
7. Aus welchem Material sind die Pflasterplatten im unmittelbaren Randbereich zum Dom? Suche Dir eine besonders schöne Stelle und beschreibe die für dieses Gestein typische Oberfläche.
Die Antwort sendet bitte an EC_QRP_Holger@t-online.de oder über meine Profiladresse, danach könnt Ihr sofort loggen.
EC_QRP_Holger@t-online.de
Wenn Ihr möchtet könnt Ihr gerne ein Foto machen, es ist absolut freiwillig und definitiv keine Logbedingung.
Viel Spaß bei dieser kleinen geologischen Tour durch die Magdeburger Altstadt
wünscht QRP Holger
Aus dem geologischen Tagebuch von Magdeburg (Quelle: Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt)