Minerale – kleinste Baueinheiten der Gesteine und wie sie entstehen können:
Gesteinsfundstück mit Einschlüssen von Azurit (blau) und Malachit (grün)
Dringt Magma in die Erdkruste ein, verharrt es meist in einem Zwischenreservoir, einer Magmakammer, und kühlt sich dabei langsam ab. Ist es oberflächennah eingedrungen, erkaltet es relativ rasch. Liegt es tiefer, kann die Abkühlung sehr lange dauern, da das Umgebungsgestein ein schlechter Wärmeleiter ist. Große Minerale im Gestein, die als Einsprenglinge bezeichnet werden, weisen stets auf eine relativ lange Abkühlungszeit des Magmas hin.
Das Ausgangsmagma enthält bereits eine Vielzahl mikroskopisch kleiner Mineralkeime. Welche Minerale letzti8lich in dem aus dem Magma hervorgehenden Gestein enthalten sind, hängt unter anderem davon ab, unter welchen Druck- und Temperaturverhältnissen es auskristallisiert. Dieser Vorgang wird in der Geologie auch mit auch mit Differenziation bezeichnet.
In der Magmakammer bilden sich zunächst Minerale mit einem hohen Schmelzpunkt, wie z. B. Olivin, aber auch bestimmte Metalloxide und -sulfide, beispielsweise Magnetit, die alle bei Temperaturen zwischen 1200° C und 800° C abgeschieden werden. In der nächsten Phase, bei Temperaturen zwischen 700° C und 400° C, entstehen wasserhaltige Mineralien mit einem mittleren Schmelzpunkt, wie z. B. Hornblende und Dunkelglimmer. Zuletzt werden Niedrigtemperaturminerale, als Beispiel seien hier Hellglimmer (Muskovit) und Quarz genannt, ausgeschieden.
Der Kristallisationsprozess kann durch tektonische Vorgänge im Erdinnern mehrfach unterbrochen werden. Steigen Teile des Magmas infolge eines Vulkanausbruches zur Erdoberfläche auf, gelangt nur die verbleibende Restschmelze zur völligen Kristallisation. Unterhalb von 374° C (kritische Temperatur des Wassers) zirkulieren in dem erstarrenden Mineralkörper nur noch heiße Lösungen. Dies ist die hydrothermale Phase, in der sich vor allem Erze, aber auch Mineralverbindungen bilden.
Ein Stein, ein Mineral, zwei Erscheinungen – wie kommt das?
Die hydrothermale Phase der Differenziation bringt besonders interessante Gesteine hervor, in denen oft zwei Generationen von Einsprenglingen desselben Minerals zu sehen sind. So zeigt Basalt oft ein deutliches Muster von in Fließrichtung des Magmas eingeregelten, wenige Millimeter großen Feldspäten. Mogeln sich während der Abkühlung des Magmas heiße Wässer durch dünne Risse des Gesteins in die im Inneren des Magmas bei dessen Erkaltung entstanden Hohlräume (Blasen) füllen sich diese mit Silikatkristallen aus.
Das Magma kann aber auch mit dem Nebengestein reagieren und dort vorhanden Risse und Klüfte ausfüllen. Dabei bilden sich Ganggesteine und Kluftmineralien.
Gesteinsbildende Minerale
Trotz ihrer großen Vielfalt an Gesteinen und Mineralien besteht die Erdkruste aus relativ wenigen chemischen Elementen. Dies sind vor allem Silizium, Eisen, Magnesium, Aluminium, Mangan, Kalium, Natrium, Wasserstoff und Sauerstoff. Auch die rund 3500 vorkommenden Gesteinsarten bestehen aus diesen wenigen chemischen Grundelementen und ihren Verbindungen.
Die wichtigsten gesteinsbildenden Minerale gehören zur Gruppe der Silikate. Sie bestehen aus den, am häufigsten vorkommenden chemischen, Elementen der Erdkruste, Sauerstoff und Silizium, enthalten aber auch weitere Elemente, wie z. B. Aluminium oder Magnesium. Auch die Minerale aus der großen Gruppe der Oxide sind Gesteinsbildner. Chemisch handelt es sich bei ihnen um Sauerstoff-Metall-Verbindungen, wie zum Beispiel die Verbindung von Eisen und Sauerstoff zu Hämatit. Die meist in Verbindung mit anderen Elementen auftretenden Karbonate stellen eine weitere bedeutende Gruppe der gesteinsbildenden Minerale dar. Ferner wirken Sulfide und Sulfate gesteinsbildend.
Was gibt es hier zu entdecken?
Mundloch des Bergwerkes
Zuerst einmal ein, schon lange still gelegtes, Bergwerk, dessen Abbau die Landschaft mitgeprägt hat. Deutlich sind Abraumhalden und Pingen (keil- oder trichterförmige Vertiefungen) zu erkennen. Auch ein Mundloch (Eingang/Zugang zu den Abbaustätten) gibt es zu bestaunen und offene Felsspalten, die auf die Lagerungsrichtung der abgebauten Bodenschätze schließen lassen.
Dieser Earthcache beschäftigt sich mit dort vorhanden Spuren von Mineralien, den Mineralien Azurit und Malachit.
Zunächst einmal: was ist Azurit?
Der Name Azurit geht auf Francois Sulpice Bedeudant (1787 bis 1850) zurück. Der französische Mineraloge und Geologe benannte das Mineral 1824 in Anlehnung an die azurblaue Farbe (lat. azzurum: blau) Azurit.
Davor war das blaue Mineral unter dem Namen Kupferblau oder Bergblau bekannt - bezugnehmend auf die Farbe und die Kupfergehalte von Azurit.
Eigenschaften von Azurit
Das Mineral Azurit ist mit der chemischen Zusammensetzung Cu3(CO3)2(OH)2 ein Vertreter der Mineralklasse der kristallwasserhaltigen Carbonate.
Die Farbe von Azurit ist intensiv dunkelazurblau, das mitunter schwarzblau erscheinen kann. Die Strichfarbe hingegen ist hellblau.
Azurit kristallisiert dem monoklinen Kristallsystem folgend und bildet dabei kurzprismatische sowie tafelige Kristalle aus. Zwillingsbildungen sind bei Azuriten möglich. Der Habitus kann massig, knollig, stalaktitisch, erdig oder kugelig sein; letztere sind besonders gut in K2-Azurit ausgeprägt. Kugelförmige Azurite werden aufgrund der Ähnlichkeit mit Heidelbeeren insbesondere im englischsprachigen Raum blueberry azurite alias Blaubeer-Azurit genannt.
Der Bruch von Azurit ist muschelig, spröde und uneben, gleichzeitig ist die Spaltbarkeit sehr vollkommen. Azurit ist von glasartigem bis fettigen Glanz, kann aber auch matt sein, bei durchsichtiger, bis durchscheinender Transparenz.
Das blaue Mineral weist eine Mohshärte von 3,5 bis 4 auf, die Dichte beträgt 3,7 bis 3,9 g/cm3.
Entstehung und Verbreitung von Azurit
Azurit ist ein Sekundärmineral, das in der Oxidationszone von kupferhaltigen Lagerstätten entsteht. Erst durch die Zufuhr von sauerstoffreichem Wasser - in Form von Grund- oder Sickerwasser -bei zeitgleicher Abgabe von einem Kohlendioxidmolekül entsteht das Sekundärmineral Azurit aus bereits vorhandenen Mineralien, insbesondere aus Kupfermineralien.
Verwendung und Bedeutung von Azurit
Bereits im Mittelalter erkannten Maler die Schönheit des Minerals und pulverisierten Azurit, um es als Pigment unter dem Namen Azurblau zu verwenden. Unter Zufuhr von Sauerstoff verwandelte sich Azurit jedoch im Laufe der Zeit in Malachit um, so dass beispielsweise das Werk „Il compianto delle clarisse“ von Giotto di Bondone (1267 bis 1337) heute einen grünen, statt blauen Himmel zeigt. Auch in der historischen Klosterliteratur wurden Details und Ornamente in Büchern mit Azurblau angefertigt.
Weiterhin dient Azurit als Mineral für Sammlungen und für Schmuck. Trotz der Tatsache, dass Azurit ein weiches, empfindliches Mineral ist, wird Azurit in Ringe, Ketten, Ohrringe, Anhänger und Armbänder eingefasst. Um dem Mineral eine höhere Härte zu verleihen, wird Azurit zu diesem Zweck mit Harzen und Wachsen versiegelt. Aufgrund des Kupfergehaltes stellt Azurit eine Quelle für die Kupfergewinnung dar, die Ausbeute ist aber zu gering.
Daneben wird Azurit als Heilstein verkauft, ohne dass die Heilwirkung von Azurit in klinischen Studien belegt wurde.
Und nun: Informationen zu Malachit
Die früheste Erwähnung des Minerals Malachit geht auf den römischen Gelehrten Plinius der Ältere (23 bis 79) zurück. In seinem Werk "Naturalis historia" beschreibt Plinius d.Ä. das grüne Mineral, das seinen Namen sowohl der Farbe als auch der geringen Härte zu verdanken hat. Malache wird aus dem Griechischen mit "grün" übersetzt - angelehnt an die Farbe sattgrüner Malvenblätter, und malakos ist die Vokabel für "weich".
Eigenschaften von Malachit
Das Mineral Malachit zählt zur Klasse der Carbonate, dessen Zusammensetzung über die chemische Formel Cu2[(OH)2CO3] definiert wird.
Die charakteristische Farbe von Malachit ist ein intensives Grün. Daneben gibt es Exemplare, die hellgrün, aber auch schwarz- oder smaragdgrün sein können. Infolge des schalenartigen Aufbaus kann das Malachitgrün von helleren und dunkleren Bändern durchzogen sein. Ursache für die Farbe ist Kupfer, das bis zu 57 % im Malachit enthalten sein kann. Die Strichfarbe ist hellgrün.
Das Mineral gehört zum monoklinen Kristallsystem und bildet kleine, nadelige Aggregate aus. Der Habitus ist knollig, traubig, stalaktitisch, mitunter bildet Malachit auch krustenartige Platten.
Mit einer Mohshärte von 3,5 bis 4 zählen Malachite zu den mittelharten Mineralen. Ein Edelstein ist Malachit aufgrund der Härte nicht. Entscheidend für das Prädikat Edelstein ist die Härte, die auf der Mohs´schen Skala über 7 liegen muss. Mineralien mit einer geringeren Härte werden als Schmucksteine bezeichnet. Bis vor wenigen Jahren war vor allem in der Schmuckbranche der Begriff Halbedelstein geläufig. Die Spaltbarkeit ist vollkommen und der Bruch ist muschelig. Malachit weist einen glasartigen Glanz auf, der poliert auf Seidenglanz gesteigert werden kann. Die Dichte von Malachit beläuft sich auf 3,75 bis 3,95 g/cm3, die Transparenz ist undurchsichtig, aber auch durchscheinend.
Entstehung und Verbreitung von Malachit
Malachite sind Sekundärminerale, die aus der Verwitterung kupferhaltiger Gesteine wie Kupferkies hervorgehen. In die Oxidationszone von Kupferlagerstätten eindringendes karbonathaltiges Wasser reagiert mit den metallreichen Erzen. Dabei fließt überschüssiges Wasser ab, oxidiert an anderer Stelle, weshalb Malachit auch als Lösungsprodukt in Sandsteinen vorhanden sein kann oder als Überzug an Stalaktiten.
Die Vorkommen von Malachit werden von einer Reihe weiterer Minerale begleitet, allen voran von blauem Azurit.
Verwendung und Bedeutung von Malachit
Malachit ist eines der Minerale, das schon lange von Menschen verwendet wird.
Pulverisiert fand Malachit bereits in der Antike Gebrauch als grüner Lidschatten, wurde aber als Pigment ebenso in der Malerei genutzt.
Beeindruckend ist auch die Verwendung von Malachit als Wandvertäfelung. In russischen Zarenpalästen wurden ganze Wände mit dem grünen Mineral verkleidet, genau wie im Kreml in der Hauptstadt Russlands, in Moskau, ganze Säulen mit Malachit verziert wurden.
Zudem ist Malachit ein beliebter Werkstoff im Kunstgewerbe, das aus dem Stein diverse Gegenstände fertigt - Dekorationsobjekte und Tiere werden aus Malachit gemacht genau wie es Tischplatten und Vasen aus Malachit zu kaufen gibt.
Nicht zuletzt ist Malachit ein beliebter Schmuckstein - Ketten, Armbänder, Anhänger, Ringe, zu Perlen verarbeitet oder Ohrringe. Kein Schmuckstück, das nicht auf Malachit setzt. Da Malachit ein vergleichsweise empfindlicher Stein mit geringer Härte ist, sollte Malachitschmuck mit Vorsicht behandelt werden. In Schmuck eingefasster Malachit wird oftmals mit Wachsen oder Harzen überzogen, um dem Mineral eine gewisse Härte zu verleihen. Des Weiteren wird Malachit als Heilstein gehandelt, ohne dass die Heilwirkung von Malachit in klinischen Studien belegt werden konnte.
Das waren nun detaillierte Beschreibungen über Entstehung, Verwendung und Unterscheidung zu den beiden hier vor Ort zu entdeckenden Mineralien Azurit und Malachit.
Es folgen nun Fragen zu diesem Earthcache, die sich mit den voran gestellten Informationen lösen lassen und zeigen, dass das Gelesene verstanden und richtig angewandt werden kann (Lerneffekt).
ACHTUNG ----- ACHTUNG ----- ACHTUNG ----- ACHTUNG ----- ACHTUNG
N A T U R S C H U T Z G E B I E T ----- U N D --- B E R G B A U G E L Ä N D E
VERHALTET EUCH ENTSPRECHEND RÜCKSICHTSVOLL MIT NATUR UND TIEREN
DENKT AUCH AN EURE SICHERHEIT UND TUT NICHTS UNÜBERLEGTES
EIN JEDER IST FÜR SEIN TUN SELBST VERANTWORTLICH
Um diesen Earthcache zu loggen, erfüllt bitte folgende Aufgaben:
Aufgabe 1
Unternehmt eine Wanderung in das ehemalige Bergbaugebiet und untersucht das dort lagernde Abraumgestein an den Listingkoordinaten auf Spuren von Azurit (blau) und Malachit (grün). Fotografiert das/die Fundstück€ und schickt mir die Aufnahme(n) bei der Beantwortung der Fragen mit zu (bitte nicht im Logeintrag mit Hochladen!)
Aufgabe 2
Am Referenzpunkt 2 schaut ihr auf das Mundloch des Bergwerkes. Wie stellt sich das umliegende Gestein dar (Farbe, Oberfläche, Haptik)?
Aufgabe 3
Hinter dem Mundloch bei Referenzpunkt 2 blickt ihr in einen, nach oben offenen, durch den Bergbau entstandenen Gesteinsgang hinein. In welche Himmelsrichtung erstreckt sich der Gesteinsgang?
Aufgabe 4
Geht nun zum Referenzpunkt 3 hinüber, dort befindet sich eine Pinge oder Binge (eine trichterförmige Vertiefung, die durch Bergbautätigkeiten entstanden ist). Wie groß ist in etwa ihr Durchmesser?
Bitte schickt mir eure Antworten über mein Profil.
Ihr müsst nicht auf eine Logfreigabe warten.
Falls etwas nicht in Ordnung sein sollte, melde ich mich per Mail bei euch.
Geloggte Besuche, von denen ich keine Mail bekommen habe, werden gelöscht.
Stellt bitte ein Foto als Nachweis des Besuches mit ein, dies ist eine Logbedingung.
Viel Spaß beim Erkunden wünscht
Herbalwitch1965
Quellen: Wikipedia, Mineralienatlas; Steine und Mineralien;Fotos: eigene Aufnahmen
Danksagung: Herzlichen Dank an Team GG WG für das Zeigen des Geländes mitten im Forst und der dort liegenden Mineralienfundstätte, ohne euch wäre ich niemals her gekommen.