Die Steine des Bärenbachpfades EarthCache

Die Steine des Bärenbachpfades

Vor ungefähr 285 bis 280 Millionen Jahren, während des Rotliegend-Zeitalters, sah die Umgebung von Baumholder ganz anders aus als heute. Es war eine Zeit, die von starkem Vulkanismus geprägt war.

Sobald Lava an der Erdoberfläche abkühlt, entsteht ein vulkanisches Gestein. Aus Schloten und großen Spalten drang glühende und flüssige Gesteinsschmelze an die Erdoberfläche und bildete bis zu 1000 Meter mächtige Abfolgen von Lavaströmen, das sogenannte "Rotliegende". Rotliegendes ist die statigraphische Bezeichnung für eine ältere "Abteilung" des Perm-Zeitalters in Mittel- und Westeuropa. Zur Orientierung der Einordnung des Zeitalters schau dir die Übersicht an!

Nicht jedes Magma tritt an der Oberfläche der Erde aus. Nicht selten beendet das Magma seinen Aufstieg in den Bereichen des Erdmantels in der Erdkruste und kühlt dort langsam ab. Es entstehen Tiefengesteine, welche Plutonite genannt werden. Sowohl Vulkanite als auch Plutonite gehören zu der Gruppe der magmatischen Gesteine (vgl. Abb 1) . Chemisch gesehen lässt sich sagen, dass jeder Plutonit einen äquivalenten Vulkanit hat. Unterscheiden lassen sich diese beiden Gesteinsarten durch deren Gefüge. Bei den Putoniten haben die Kristalle mehr Zeit zum wachsen, weil die Abkühlung der Masse einen längeren Zeitraum benötigt. Dies führt dazu, dass die Mineralien der Plutonite im Gegensatz zu Vulkaniten eine größere Korngröße haben. Granit ist ein bekanntes Plutonitgestein.

Abb. 1

Auch hier im Bereich des Bärenbachpfades findet man die so entstandenen vulkanischen Gesteine (auch Vulkanit oder „Ergussgestein“ genannt). Andesit hat als vulkanisches Gestein einen mittleren SiO2 Gehalt (Kieselsäuregehalt) von 57 – 63%. Das heißt, andesitische Laven sind zäher als Basalt (45-52%), aber fließfähiger als Rhyolith (>70%). Es tritt bei ca. 950 – 1000° C als Lava aus. Andesite enthalten bis zu 20% Quarz. Andesit besteht aus 0 – 20 % Quarz.

Im Streckeisendiagramm werden Vulkanite klassifiziert. Dabei handelt es sich um eine schematisches Diagramm.

Im frischen Zustand sind die Andesite dunkelgrau-grünlich gefärbt, verwittert nehmen sie bräunliche bis rötliche Tönungen an. Sie sind meist dicht und kompakt, teilweise sind größere Feldspatkristalle als Einsprenglinge vorhanden, die in einer feinkristallinen bis glasigen, dichten Grundmasse in dem Stein vorhanden sind.

Abb. 2 (Quelle: https://www.steine-und-minerale.de)

Häufig finden sich Gesteinspartien, die aussehen wie ein dunkler Schwamm oder mit „Kügelchen“ gespickt. Beim Erkalten der Lava sammeln sich unterhalb der Oberfläche der Lavaströme die vulkanischen Gase in Blasen an. Beim Erstarren der Gesteinsschmelze werden diese eingeschlossen. Diese ehemaligen Gasblasen können leer sein. Oft finden sich darin jedoch verschiedene Minerale, die nach der Erstarrung der Lava aus mineralhaltigen, wässrigen Lösungen auskristallisieren (hydrothermale Aktivität). Diese Gesteine mit gefüllten Gasblasen nennt man auch „Mandelsteine“ (vgl. Abb. 4).

In diesen Mandeln sind Bergkristall, Rauchquarz, Amethyst, Achat, Chalcedon und Jaspis enthalten

Abb. 3 (Quelle: www.lgb-rlp.de, gestein-des-jahres-2020)

Der Steinbruch Schaan, auch „Hubertusruh“ genannt befindet sich unterhalb von  N 49° 36.850' E 007° 22.333. Dort wurden früher auch Kristalle von Phakolith gefunden. Dieser gehört zu der Gruppe der Zeolithe. Als Phakolithe bezeichnet man linsenförmige Zwillingskristalle von Chabasith (vgl. Abb 5).

 Abb.4 (Quelle: www.mineralienfreunde-der-pfalz.de)

Minerale und deren Entstehung

Minerale sind natürlich vorkommende und anorganische Feststoffe, d.h. ein Mineral muss in seiner Substanz fest sein und in der Natur vorkommen. Künstlich bzw. synthetisch hergestellte Substanzen aus dem Labor gelten nicht als Minerale.

Die wichtigsten Minerale und Mineralgruppen sind:

Bei der Entstehung von Mineralien muss man zwischen der primären, sekundären und tertiären Bildung unterscheiden. Bei allen drei Prinzipien ist der Ursprung im Magma zu finden.

Primäre Bildung:

Magma ist der Ausgangspunkt der Entstehung. Magma ist aufgrund der seiner hohen Temperatur flüssig. Wenn sich das Meterial abkühlt, kann ein einheitlicher Stoff (à Mineral) oder einem Stoffgemisch (à Gestein) entstehen. Die Größe der Kristalle, die dabei entstehen, ist abhängig von der Dauer des Abkühlungsprozesses. Die Gesteine und Minerale, welche primär entstanden sind werden Magmatite genannt.

Sekundäre Bildung:

Bei diesem Prozess enstehen die Mineralien durch Verwitterung und Ablagerung. Das heißt, dass die Sekundärminerale - anders als die Primärminerale - erst nach der Bildung des Gesteins, welches sie umgibt, entstehen. Häufig kommt auch die Abscheidung aus hydrothermalen Lösungen in Hohlräumen im Gestein vor.

Tertiäre Bildung:

Hier handelt es sich um eine Umwandlung eines bestehenden Gesteins in ein neues. Diese Umbildung wird in der Fachsprache als „Metamorphose“ bezeichnet. Dieser Prozess kann nur entstehen, wenn Minerale unter hohen Druck stehen oder hohe Temperaturen auf sie einwirken. Dabei werden bestimmte Stoffe aus dem Material „herausgequetscht“ bzw. herausgedrückt. Das neue Material nennt man auch Metamorphite.

Im Folgenden wollen wir Quarz aus der Gruppe der Silikate näher betrachten.

Quarz

Die Minerale in den Krustengesteinen bestehen überwiegend aus Sauerstoff, Silizium und Aluminium und bilden vor allem die Silikate. Obwohl das meiste Vorkommen an der Erdkruste die Feldspäte (Mischkristalle) sind, ist das bekannteste der Quarz.

Quarz ist die stabile Modifikation des Siliziumdioxids auf der Erdoberfläche, die chemische Zusammensetzung lautet SiO². Er bildet oft gut entwickelte Kristalle von großer Formen- und Farbenvielfalt (siehe Abb. 6), deren Kristallflächen Glanz aufweisen, der glasartig erscheint. Quarz besitzt keine Spaltbarkeit und bricht muschelig wie Glas.

Abb. 5

Während magmatische Minerale zu den Primärmineralen zählen, sind Minerale sedimentären und metamorphen Ursprungs Sedimantärminerale, da diese infolge einer späteren Veränderung aus primären Mineralen hervorgehen. Das heißt, dass Quarz durch Kristallisation aus silikatischen Gesteinsschmelzen entsteht. Daher ist Quarz ein häufig vorkommender Bestandteil in magmatischen Gesteinen. 

Quarz-Geode

Eine Geode ist ein "rundlicher Hohlraum, der begrenzt durch eine einheitliche Gesteinsaußenschicht, die durch verschiedene, geologische Prozesse entstandene Füllung mit mineralischer bzw. fossiler Substanz.

Als Geode wird ein rundlicher Hohlraum beszeichnet, der durch eine einheitliche Gesteinsschicht begrenzt ist.

Hier zwei Beispiele:

Abb. 6 (Quelle: www.eshop.t-online.de/epages/Shop40950.sf/de_DE/?ObjectPath=/Shops/Shop40950/Products/mam10)

 Abb. 7 (www.ebay.de)

Entstehung von Geoden in Vulkangestein

Im heißen Lavastrom lösen sich bestimmte Bestandteile aus der Gesteinsschmelze und bilden kleine Gasblasen. Diese Gasblasen sind im heißen Kern der Lava  beweglich, verbinden sich miteinander auf dem Weg nach oben und bilden kleinere und größere Hohlräume. Im Randbereich, wo sich die Lave schneller abkühlt, setzen sie sich in linsenartiger rundlicher Form fest. Der Durchmesser der Blasen, welche später die Geoden darstellen, können eine Größe zwischen wenigen Zentimetern und mehreren Metern betragen. Nachdem die Lava weiter abgekühlt ist, kondesdieren die Gasblasen zu aggressiven und teilweise wässrigen Lösungen, die das Gestein in der Umgebung angreifen und zersetzen (hydrothermale Vorgänge). Auf diese Weise entstehen Mineralfüllungen in den Geoden und kleine Verbindungskanäle zwischen den Blasen und dem Gestein. Weitere hydrothermale Prozesse tragen dazu bei, dass sich die Hohlraumfüllung und Verwitterung die Arbeit weiter fortsetzt.

Und nun zum Earthcache:

Beantworte bzw. bearbeite folgende Fragen per Nachricht oder E-Mail an geocaching@heimasiti.de

1.  Könnt ihr an Stein 1 (N 49° 36.845' E 7° 22.275) Geoden erkennen? Welche Farbe hat der Quarz, der sich in den Geoden gebildet hat? Um welchen Quarz könnte es sich handeln?

2.  An Stein 5 (N 49° 37.113' E 7° 21.879): Berührt den Andesit und den Quarz und streicht mit deinen Fingern oder mit den Fingernägeln darüber! Beschreibe mit eigenen Worten die Beschaffenheit und die Unterschiede zwischen Andesit und Quarz (Farbe, Erscheinungsform, Oberfläche, Struktur). Um welchen Quarz könnte es sich hier handeln? Orientiert euch bei der Bestimmung an Abb. 5! 

3. optional: Macht ein Foto von euch oder einem eurer persönlichen Gegenständen am Aussichtspunkt Hubertusruh (N 49° 36.850' E 007° 22.333), am Eingangsportal "Weg der Steine" (N 49° 36.835' E 7° 22.309) oder in der Nähe des Infoschildes oder der Ruhebank (N 49° 37.099' E 7° 21.892).

Von den Parkkoordinaten könnt ihr einen kleinen Rundeweg machen. Dieser beträgt ca. 3,5 km. 

Für alle, die den kompletten Bärenbachpfad wandern und zusätzlich die virtuellen Dosen der Runde suchen möchten, gibt es hier alle nötigen Informationen: 

https://www.saar-hunsrueck-steig.de/traumschleifen/baerenbachpfad-baumholder

Quellen: 

• www.wikipedia.de
• www.mineralienfreunde-der-pfalz.de
• www.steine-und-minerale.de
• www.mineralienfreunde.de
• www.geowiki.geo.lmu.de
• www.lfu.bayern.de
• www.lgb-rlp.de