Quarzitsteinbruch Argenthal EarthCache

Quarzit

Quarzite sind fein- bis mittelkörnige metamorphe Gesteine, die fast ausschließlich aus Quarz bestehen (meist deutlich über 80%). Aufgrund der Widerstandsfähigkeit des Minerals Quarz und der Struktur des Gesteins zeichnen sie sich durch relativ große Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen aus.

Aussehen und Eigenschaften

Reiner Quarzit besitzt in vielen Fällen eine weißgraue oder weiße Farbe, so etwa der aus Italien stammende Silberquarzit. Gelbe und rote Farben werden durch Beimengen von Eisenmineralien verursacht. Durch Verunreinigungen von Mangetit und Pyrit ist Quarzit manchmal braun oder grau gefärbt, seltener sind Farben wie dunkelgrün oder graublau.

Quarzit besteht im Wesentlichen aus miteinander verbundenen, rekristallisierten Quarzkörnern. Je nach Metamorphosegrad können zum Teil sehr harte und spröde Gesteine entstehen. Auch können Sedimentstrukturen des Ursprungsgesteins, wie z. B. Rippelmarken oder Schrägschichtung, erhalten geblieben sein.

Entstehung

Quarzit geht aus der Metamorphose quarzreicher Gesteine wie z.B. Sandstein, Hornstein oder Kieselschiefer hervor. Hohe Druck- und Temperaturverhältnisse bewirken Aufschmelzung und Neukristallisation des ursprünglichen Ausgangsgesteins. Die ursprünglichen Porenräume und das Sedimentgefüge verschwinden je nach Grad der Metamorphose fast vollständig.

Wirtschaftliche Bedeutung und Verwendung von Quarzit

Aufgrund seiner Härte war Quarzit schon in der Steinzeit ein recht brauchbarer Ersatz für Feuerstein. Viele Werkzeugfunde aus dieser Zeit bestehen aus Quarzit, sowohl aus echtem Quarzit als auch aus hartem, verkieseltem Sandstein.

Quarzit ist heute ein Rohstoff für die quarzverarbeitende Industrie. Für die normale Glasherstellung werden keine Quarzite, sondern Granitgrus verwendet. Fein gemahlen wird Quarzit für die Herstellung optischer Spezialgläser verwendet oder als Füllstoff bei der Herstellung von feuerfestem Material. Besondere Bedeutung besitzt Quarzit heute im Baubereich.

Entstehung der Quarzitzüge im Soonwald

Zur Zeit des Erdaltertums (Paläozoikum) war der Bereich des heutigen Rheinischen Schiefergebirges eine Meeresstraße zwischen einer großen Insel im Süden und einem Festland im Norden. Im Laufe vieler Jahrmillionen sammelte dieses Meeresbecken große Mengen an Sand und Ton (Sedimente) an. In Abhängigkeit von der lokalen Wasserturbulenz sammelten sich in den wellenbewegten Flachwasserbereichen mehr sandige und in strömungsarmen tieferen Meeresbecken mehr tonige Böden. Mit dem Verlanden dieser Meeresstraße fielen die Schichten trocken und wurden zunächst zu Sand- und Tonsteinen.

Durch Kräfte der Kontinentaldrift wurde der Bereich später auf etwa die Hälfte der ehemaligen Meeresfläche zusammengeschoben und die angesammelten Schichten wurden dabei zu einem schroffen Gebirge aufgefaltet. Dabei verdichteten die Sandsteine zu Quarziten und die Tonsteine zu Tonschiefern. Die langgestreckten Bergkuppen des Hunsrücks sind aus dem härteren Quarzit aufgebaut und die dazwischen liegenden Muldenbereiche bestehen aus Schiefer. Die unterschiedliche Reaktion der beiden Gesteine auf Verwitterung in den letzten Jahrmillionen prägt das heutige Relief des Soonwalds.

Moderner Quarzitabbau im Soonwald

Der Argenthaler Steinbruch gehört zum Rheinischen Schiefergebirge, wo der Quarzit in der Regel als "Gangquarzit" vorkommt. Der charakteristische weiße Quarzit kommt schon zum Vorschein wenn die obere Humusschicht abgetragen wird.

Seit 1985 produziert der Argenthaler Steinbruch aus dem Quarzit mineralische Rohstoffe zur Herstellung von Baustoffen. Dazu stehen auf dem Steinbruchgelände ein Transportbetonwerk sowie eine Asphaltmischanlage.

Im Straßenbau spielt der helle Quarzit, der sich schon bei den Römern als unverwüstliches Hartgestein bewährte, wegen seiner hohen Verschleißfestigkeit bei der Asphaltherstellung eine Hauptrolle.

Nun zum Cache:

Aufgaben:

1.   Von den Koordinaten aus hast Du einen guten Blick in den Steinbruch. Hat die Oberfläche des Quarzits überall die gleiche Farbe oder gibt es verschiedene Gesteinsfärbungen? Was könnte der Grund dafür sein?

2.   Die Abriebfestigkeit bezeichnet die Widerstandsfähigkeit von festen Oberflächen gegenüber mechanischer Beanspruchung, insbesondere Reibung. Sie wird von den Oberflächeneigenschaften der beteiligten Stoffe (Rauheit und Härte) bestimmt. Nachfolgend sind die durchschnittlichen Bandbreiten der Abriebwerte der drei Gesteinsfamilien Granit, Marmor und Quarzit aufgeführt.
Wie hoch schätzt Du die Abriebfestigkeit von Quarzit unter Berücksichtigung seiner Eigenschaften ein? Eher höher oder eher niedriger als bei Granit und Marmor? Erläutere kurz deine Vermutung.
~ 3-7 cm³/50 cm²       -->  _______ ?
~ 4 -10 cm³/50 cm²    -->   Granit
~ 15-40 cm³/50 cm²   -->  _______ ?

3.   Betrachte den großen Steinblock (N 49° 57.264 E 007° 36.544) zwischen den beiden unteren Informationstafeln genauer - gemeint ist der Stein mit der relativ flachen Rückseite:
Beschreibe die Oberfläche des Steines hinsichtlich Struktur, Farbe und Härte.

4.  Ein Foto zum Log ist zwar keine Pflicht, aber ich würde ich mich natürlich trotzdem sehr darüber freuen ;-)

Viel Spaß mit dem EarthCache :-)