Geologie des Thüringer Waldes
Der Thüringer Wald wird im Nordosten vom Thüringer Becken und im Südosten vom Thüringisch-Fränkischen Schiefergebirge begrenzt. Die Horststruktur des Thüringer Waldes wurde ab dem Mesozoikum (Erdzeitalter, das vor etwa 252,2 Millionen Jahren begann und vor etwa 66 Millionen Jahren endete) an der Fränkischen Linie herausgehoben. Der Thüringer Wald ist demzufolge vereinfacht gesagt ein schmaler Streifen emporgehobener Erdkruste.
Das Grundgebirge ist großflächig vom Rotliegend überdeckt. Die Gesteine des Rotliegend sind, bedingt durch die wüstenhaften Bedingungen des Ablagerungsgebietes, wie der Name schon vermuten lässt, überwiegend rot gefärbt. Nur lokal treten Gesteine des kristallinen Grundgebirges (u.a. Marmor, Gneise, Granite) zu Tage. Die Gesteinsformation in der Gegend wird daher „Ruhlaer Kristallin“ genannt. Zum Ruhlaer Kristallin und genauer zur Liebensteiner Gruppe gehört wiederum der hier behandelte „Steinbacher Augengneis“.
Steinbacher Augengneis im Schleifkotengrund bei Steinbach
Der Schleifkotengrund ist ein Tal, welches nord-östlich vom Dorfkern Steinbachs in Richtung Rennsteig verläuft. Im Bereich des Lötzerödchens - einem Berghang am rechten Eingang des Schleifkothengrundes – kommt der Steinbacher Augengneise in Felsklippen anstehend vor. Gneis besteht hauptsächlich aus den Mineralen Feldspat, Quarz sowie Hell- und Dunkelglimmer und muss laut Definition mindestens 20% Feldspat aufweisen. Ein – auch für Granit – gültiger Merksatz zu Gneis lautet daher: „Feldspat, Quarz und Glimmer: Die drei vergess ich nimmer!“ Der Steinbacher Augengneis bekommt seinen Namen nun durch die großen augenförmigen Feldspat-Quarz-Aggregate, die von welligen Lagen aus Dunkelglimmer (Biotit) umlagert werden. Der feinkörnige Dunkelglimmer scheint die größeren Mineraleinsprenglinge (Feldspat-Quarz-Augen) zu umfließen. In der Regel sitzt in der Mitte des Auges ein großer Kalifeldspat.
Aufgrund seiner Position als tiefste geologische Einheit im zentralen Kristallin bzw. genauer der Liebensteiner Gruppe wurde der Augengneis lange für das älteste Gestein im Ruhlaer Kristallin gehalten. Man vermutete ein Alter von 1000 Mio. Jahren oder mehr. Neue Methoden der Altersdatierung haben jedoch gezeigt, dass das Gestein deutlich jünger ist, nämlich ca. 400 Mio. Jahre.
Entstehung des Steinbacher Augengneises
Es gibt allgemein drei Gesteinsarten. Magmatische Gesteine entstehen durch Abkühlung von Magma, Sedimentgesteine durch eine Verfestigung von organischen oder anorganischen Sedimenten und metamorphes Gesteine durch Umwandlung. Vereinfacht gesagt gibt es bei letzteren ein Ausgangsgestein, welches von anderen Gesteinen überlagert wird und dadurch „versinkt“, d.h. in größere Tiefen gelangt. Die dort herrschenden hohen Temperaturen und der höher werdende Druck sorgen für die Umwandlung (Metamorphose) der Gesteine. Im Falle des Steinbacher Augengneises war das Ausgangsgestein ein Granit, welcher vor etwa 410 Millionen Jahren „absank“ und später umgewandelt wurde. Die im Granit enthaltenen Minerale bilden dabei Paralleltexturen, also Schichten, heraus. Das Schichtgefüge (Foliation) entsteht durch die Entmischung von Lagen aus hellen Feldspäten und Quarz und dunklen Mineralen auf Grund ihrer unterschiedlichen plastischen Verformbarkeit unter hohen Temperaturen. Besonders die dunklen Glimmer und Schichtsilikate neigen dazu, sich unter tektonischer Belastung flächig einzuregeln, während Quarz und Feldspäte eher körnig bleiben. gebänderter Gneis/ Gneis mit Paralleltextur
Im Gegensatz zu den Hellglimmer führenden Glimmerschiefern und Gneisen der Ruhla- und Truseltal-Gruppe haben die Gesteine der Liebenstein- und Brotterode-Gruppe, zu denen der Steinbacher Augengneis gehört, eine Hochtemperatur-Metamorphose (Umwandlung) erlebt. Zu den auffälligsten Folgen dieser Hochtemperatur-Metamorphose gehören das Fehlen von Hellglimmer und die Bildung von Migmatiten (nur partiell aufgeschmolzene Gesteine).
Einteilung der Gneise
Gneise lassen sich auf Grund ihrer mineralischen Zusammensetzung (z.B. Biotit-, Hornblende- oder Muskovitgneis), nach ihrem Gefüge (z.B. Flaser-, Bänder- oder Augengneise) oder aber nach ihrem Ausgangsgestein (Genese) unterteilen. Ist das Ausgangsgestein magmatisch und damit feldspat- und quarzreich (z.B. Granit), dann spricht man von Orthogneisen. Ist das Ausgangsgestein ein Sedimentgestein, dann spricht man von Paragneisen. Diese weisen eine größere Vielfalt von Mineralen (Nebensegmengeteile) auf, als die ziemlich eintönigen Orthogneise.
Gneis als Naturstein
Oftmals werden Gneise auch als Granit gehandelt, da sie sehr ähnliche technische Eigenschaften wie dieses Gestein aufweisen. Sie haben allerdings eine durchwegs höhere Wasseraufnahme und bessere Biegezugwerte. Sie sind als Natursteine polierfähig und frostfest. Die Feldspäte bestimmen die Farbe, Quarz bestimmt die Härte sowie die Abriebfestigkeit der Gneise. Die Glimmer (Muskovit, Biotit) verleihen den Gneisen ihre guten Spalteigenschaften. Die technischen Unterschiede zwischen Para- und Orthogneisen sind zu vernachlässigen. Es lässt sich festhalten, dass in aller Regel die bunten Gneise Orthogneise und die grauen Paragneise sind. Die hellen (fast weißen) Gneise sind Granulite.
Fragen, welche mit Hilfe der Hinweistafel an den Ausgangskoordinaten zu beantworten sind:
1. Wie wird die kuppelförmige Struktur genannt, die der Steinbacher Augengneis bildet?
2. Wie mächtig ist der Augengneis mindestens und woher weiß man das?
3. Wie heißt die Methode zur Altersdatierung von Gesteinen, mit Hilfe derer das Alter des Steinbacher Augengneises neu bestimmt wurde?
4. Welche Bedingungen herrschten zum Höhepunkt der Gesteinsbildung (Metamorphose) des Steinbacher Augengneises? Nenne die Temperatur und den Druck.
Fragen, welche an den Felsklippen beantwortet werden müssen:
5. Suche vor Ort ein "Auge". Beschreibe dessen Größe und Farbe. Beschreibe auch das Gestein um die Augen herum.
6. Begründe mit Hilfe der in Aufgabe 5 gemachten Beobachtungen und den Informationen aus dem Listing (vgl. Abschnitt "Einteilung der Gneise" und "Gneise als Naturstein"), ob der Steinbacher Augengneis ein Para- oder ein Orthogneis ist.
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