Für diesen Earthcache benötigst du Glas, zum Beispiel ein kleines sauberes Konservenglas.
Eine Wanderung durch die Georgewitzer Skala ist immer wieder schön. Das haben wir schon im Cache GC92KV1 "Erkundungen in der Georgewitzer Skala" erwähnt. Und genau dann, wenn du alle Wege schon mehrfach gegangen bist, wenn du glaubst, alles gesehen zu haben, entdeckst du etwas Neues.
Oder hat es dich entdeckt? Von einem Felsblock am Rande des Weges schaut dich ein riesiges Auge an. Es misst ca. 52 cm in der Breite und 21 cm in der Höhe.
Hier kannst du nicht einfach vorbeigehen, das musst du genauer untersuchen!
Es ist nicht nur optisch beeindruckend, sondern auch geologisch interessant. Und selbstverständlich möchten wir wissen, was das ist.
Übrigens findest du etwas Ähnliches, nur viel kleiner, auf der anderen Wegseite unten an einem anderen Felsblock.
Eine Bedingung müssen wir beachten. Wir befinden uns in einem Naturschutzgebiet. Auch wenn sich das auf die Pflanzen und Tiere bezieht - das Hämmerchen ist tabu. Es wäre ja auch schade um das schöne Auge. Wir müssen uns etwas einfallen lassen, um mit Überlegungen, Beobachtungen und zerstörungsfreien Untersuchungen zu einem Ergebnis zu kommen.
Gesteine der Georgewitzer Skala
Ein paar Recherchen im Voraus sind immer nützlich. Was wissen wir über die Gesteine in der Georgewitzer Skala? Auf einer Infotafel (siehe Wegpunkt Infotafel), zu der wir nicht extra gehen müssen, ist zu lesen, dass es sich bei dem Gestein hier in der Skala um Granodiorit bzw. Zweiglimmer-Granodiorit handelt.
Granodiorit
Granodiorit ist ein Tiefengestein ähnlich dem Granit. Im Kambrium, vor ca. 541 bis 485 Millionen Jahren, fand aktiver Magmatismus statt. Tief unter der Erde befand sich in einem sehr großen Bereich flüssige Gesteinsschmelze. Diese kühlte sich langsam ab. Ein Teil des Magma drang in das bereits vorhandene Gestein ein (Intrusion).
Die Hauptbestandteile von Granodiorit sind (in Volumenprozent): Quarz: 19 - 26%, Plagioklas (Kalknatronfeldspat) 44 - 48%, Orthoklas (Alkalifeldspat) 17 - 21%, Biotit (Dunkelglimmer) 3 - 10%.
Der Unterschied zu Granit besteht darin, dass Granit mehr Orthoklas als Plagioklas enthält.
Zweiglimmer-Granodiorit
Zweiglimmer-Granodiorit ist ein Migmatit (Anatexit). Er gehört also in eine ganz andere Gesteinsklasse - in die der metamorphen Gesteine.
Die intrudierende Magmaschmelze des Granodiorit dringt in den Bereich eines viel älteren Gesteins, der Grauwacke, ein. An den Kontaktzonen von Schmelze und Grauwacke wird die Grauwacke ein- oder angeschmolzen. Bei dieser Kontaktmetamorphose entsteht Zweiglimmer-Granodiorit. In diesem sind Mineralien des Granodiorits und der Grauwacke vereint.
Die Zeit für diese Vorgänge einschließlich der anschließenden Abkühlung wird in Millionen Jahren gerechnet. Wie wir gleich sehen werden, besteht Grauwacke - rein chemisch gesehen - aus den gleichen Inhaltsstoffen wie Granodiorit - mit ein paar Zutaten.
Die für uns wichtigste und namensgebende Zutat ist der zweite Glimmer. Grauwacke enthält Muskovit, einen hellen, silbrig oder golden glänzenden Glimmer.
Zweiglimmer-Granodiorit besteht also aus Quarz, den Feldspäten Plagioklas und Orthoklas, den Glimmern Muskovit und Biotit sowie Nebenmineralien.
Um Missverständnissen vorzubeugen: Der Riesenunterschied bei chemisch sehr ähnlich zusammengesetzten Gesteinen ist die Art ihrer Entstehung.
Grauwacke
Grauwacke ist ein graues oder grüngraues Sedimentgestein, ein spezieller Sandstein. In einer feinkörnigen Grundmasse (Matrix) sind Mineralkörner und eventuell Gesteinsbruchstücke eingebettet. Die Grauwacke in unserem Gebiet ist an frischen Bruchstellen (fast leuchtend) hellgrau. Durch Verwitterung nimmt die Oberfläche im Laufe der Zeit eine rötliche oder bräunliche Farbe an.
Abbildungen: links Handstück Grauwacke mit frischem Bruch (nach vorn), rechts typischer Grauwackefels
Die Grauwacke der Oberlausitz entstand vor ungefähr 600 Millionen Jahren. Damals gab es hier ein Meer, in das die Verwitterungsprodukte der Umgebung befördert wurden. Die abgelagerten Teilchen wurden verfestigt und unter hohem Druck/Temperatur umgeformt (Diagenese). Später verschwand das Meer.
Grauwacke besteht aus Quarz (28 - 53%), Feldspat (25 - 47%), Glimmer (Biotit und Muskovit) (4 - 21%) sowie weiteren Nebenmineralien. In der Lausitzer Grauwacke konnten wir Muskovit (Hellglimmer) beobachten.
Die Grauwacke wurde im Laufe ihres langen "Lebens" mehrfach tektonisch belastet (verfaltet, gehoben, ...). Interessant ist die Entstehung einer schwachen Schieferung im Variszikum, da sie das typische Aussehen der Grauwackefelsen veranschaulicht.
Die Schieferung wird durch tektonische Vorgänge hervorgerufen, die das Gestein mit hohem Druck und Temperatur beeinflussen. Unter gerichtetem Druck regeln sich die Minerale so ein, dass das Kristallwachstum energetisch optimiert wird. Die großen Flächen der Minerale stehen senkrecht zur Druckrichtung. Auf diese Art entstehen Schieferungsflächen und infolge weiterer mechanischer Einwirkungen ein System von Kluftflächen. Schieferungsflächen können, müssen aber nicht parallel zu vorhandenen Sedimentationsebenen verlaufen. Ein Merkmal der Schieferung von Gesteinen ist die gute Spaltbarkeit.
Somit haben wir schon drei Verdächtige bezüglich unseres Fundes: Granodiorit, Zweiglimmer-Granodiorit und Grauwacke.
Der Vollständigkeit halber wollen wir erwähnen, dass es während der Kontaktmetamorphose auch zur Bildung verschiedener Ganggesteine kommt.[5]
Variszische Gebirgsbildung und Hebungen (Lausitzer Antiklinalzone) brachten Grauwacke, Granodiorit und Zweiglimmer-Granodiorit an die Oberfläche. Es erfolgten Verwitterung und eine starke Abtragung. In einem Tal wie der Georgewitzer Skala können wir sehen, was sonst in der Erde verborgen ist.
Vorüberlegungen und Arbeitshypothese
Bei der Kontaktmetamorphose wird Grauwacke, die mit der Magmaschmelze in Berührung kommt, aufgeschmolzen. Es wird aber auch Übergangsbereiche geben, in denen die Schmelze nicht mehr heiß genug ist. Oder ein großer Brocken Grauwacke wurde vom Magma eingeschlossen und aufgeschmolzen, aber ein kleiner Kern ist übrig geblieben. Solche Einschlüsse findet man gar nicht so selten.
Abbildungen: oben links: aufsteigendes Magma; oben rechts: Kontaktmetamorphose und Entstehung von Zweiglimmer-Granodiorit; unten: Ausschnitt (rotes Rechteck der zweiten Grafik vergrößert): Einschluss von Grauwacke im Zweiglimmer-Granodiorit
Wir stellen die folgende Arbeitshypothese auf: Wir haben einen Einschluss von Grauwacke in Granodiorit oder Zweiglimmer-Granodiorit gefunden. Worin genau, kannst du später beantworten.
Bei unseren zerstörungsfreien Untersuchungen sind wir sehr stark auf das Aussehen unseres Einschlusses angewiesen. Ohne Probleme können wir auch seine Härte prüfen.
Dafür benötigen wir noch ein paar Kenntnisse.
Bei der Härteprüfung nach Friedrich Mohs werden Mineralien untereinander oder mit scharfkantigen Vergleichsgegenständen geritzt. Mohs reihte die Mineralien in einer Skala von 1 bis 10 ein, wobei dem Talk als weichstes Mineral der Wert 1 zugeordnet wurde, während der Diamant als härtestes Mineral die Härte 10 erhielt. [6]
Glas wird die Härte 5.5, Feldspat die Härte 6 und Quarz die Härte 7 zugeordnet. Das jeweils härtere Material ritzt das weichere.
Aufgaben/Fragen
1. Welches Gestein schließt deiner Meinung nach die Grauwacke ein: Granodiorit oder Zweiglimmer-Granodiorit? Begründe deine Entscheidung kurz!
2. Beschreibe stichpunktartig die Oberfläche des umhüllenden Gesteins und der "Übergangszone" (rechts), welche Augenlidern ähnelt.
3. Schau dir jetzt den gesamten Einschluss genauer an. Bildet er eine Einheit, das heißt, ist er an allen Stellen gleich beschaffen?
Fass ihn mit den Fingern an. Beschreibe die Oberfläche. Kannst du Risse, Löcher, Ebenen, Kanten, Körner oder Kristalle erkennen?
4. Nimm dein mitgebrachtes Glas und suche dir eine scharfe Kante des Einschlusses aus. Kannst du das Glas ritzen? Welche (theoretische) Begründung gibt es für dein Ergebnis?
5. Fasse deine Beobachtungen und Untersuchungen zusammen. Sprechen sie deiner Meinung nach für oder gegen die Arbeitshypothese, dass ein Einschluss aus Grauwacke vorliegt?
6. Poste ein Foto von dir oder deinem Maskottchen vor dem XXL-Auge.
Bitte sendet eure Antworten über das MessageCenter - dort geht nichts verloren. E-Mail geht auch, wenn ihr zeitnah loggt.
Bei Gruppen genügt eine Antwort über das MessageCenter. Schreibt dann aber bitte im Log, wer die Antwort gesendet hat. Und postet bitte individuelle Fotos!
Danach könnt ihr sofort loggen. Wir melden uns, wenn etwas nicht stimmen sollte.
Wir wünschen euch viel Freude und Erfolg mit diesem Earthcache!
Literatur:
[1] https://de.wikipedia.org/wiki/Granodiorit
[2] https://www.bergbau-im-hohwaldgebiet.de/geologie/
[3] https://de.wikipedia.org/wiki/Grauwacke
[4] https://www.uibk.ac.at/mineralogie/oemg/bd_143/143_075-084.pdf
[5] https://naturforschende-gesellschaft-der-oberlausitz.de/sites/default/files/pdf/bd19_03_kramer-basische-gangintrusionen_web.pdf
[6] https://www.seilnacht.com/Minerale/haerte.htm
[7] http://www.biologie-schule.de/mohshaerte.php
Fotos und Grafiken: eigenes Archiv
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