Dieser Earthcache erklärt euch, was es mit schwarzem Belag auf weißen Steinen auf sich hat.
Entstehung der Quarzgänge
Umgebende Gesteine
Der Teil des Taunus in dem wir uns befinden besteht in der Hauptsache aus Tonschiefer, genauer gesagt aus Hunsrückschiefer, wegen seiner zumeist graublauen Färbung auch blauer Tonschiefer genannt. Die Gesteinsschichten entstanden vor rund 410-360 mio. Jahren durch Ablagerung von Sedimenten (Ton und Sand) im Rhenoherzynischen Ozean und anschliessender Verfestigung. Da zwei tektonische Platten aufeinander zudrifteten, schloss sich der Ozean und der Taunus wurde vor 360-300 mio.J. zu einem Gebirge aufgefaltet - genau so wie das heute mit den Alpen geschieht. Während der Auffaltung entstanden Spalten, die senkrecht zur Kollisionsrichtung (SSO->NNW) bzw. parallel zur Auffaltungskante, dem heutige Taunushauptkamm, also von WSW nach ONO verlaufen.
Rissbildung
Im späteren Verlauf der Erdgeschichte öffnete sich der atlantische Ozean und tektonische Kräfte wirkten diesmal in Ost-West-Richtung. Während dieser tektonischen Aktivitäten entstanden Risse, diesmal senkrecht zum Taunushauptamm. Diese Risse sind wenige Zentimeter bis hin zu 80m (Usinger Quarzgang) breit und einige hundert Meter bis mehrere Kilometer lang.
Exkurs zur Breitharder Senke
Bei all den tektonischen Vorgängen während und nach der Entstehung des Taunus wurden Fragmente der tektonischen Platten gegeneinander verschoben. Während man sich unter tektonischen Platten zunächst Strukturen im Bereich von hunderten bis tausenden von Kilometern vorstellt, handelt es sich bei den genannten Fragmenten um kleine Bruchstücke von wenigen kilometern Größe. Eine sog. mikrotektonisches Fragment kann man sehen, wenn man oberhalb des EC, am Waldrand steht. Die Breitharder Senke ist ein solches Fragment, das sch durch die Entstehung der Spalten und Risse abgelöst und dabei etwas abgesenkt hat.
Verfüllung der Risse, Entstehung von Gangquarz
Durch vulkanismus erhitztes Wasser drang in die Risse ein und löste Quarzanteile aus dem umgebenden Gestein. Die so entstandene Flüssigkeit nennt man Kieselsäure. Der Quarzanteil fällte nach und nach aus und füllte den Riss mit sog. Gangquarz. Winzige Einschlüsse der ursprünglichen Flüssigkeit erlauben die Bestimmung der Bildungstemperaturen, die um 60° bis 200° Celsius lagen. Gangquarz ist extrem witterungsbeständig und während die umgebenden Gesteinschichten erodieren, bleiben die Bruchstücke des Gangquarz erhalten. Man findet die weissen Quarzbrocken daher überall im Taunus.
Zur Chemie des Gangquarzes:
Quarz: SiO2
Monokieselsäure (die einfachste Form der Kieselsäure): Si(OH)4 oder auch H4SiO4
Exkurs zu Gesteinsarten
Man unterteilt die Gesteine der Erde in drei Arten:
- Vulkanische Gesteine entstehen durch Abkühlung von Gesteinsschmelzen.
- Sedimente entstehen bei der Ablagerung von Gesteinsbildendem Material (Sand, Ton, Kalk usw...)
- Metamorphe Gesteine entstehen bei der strukturellen Veränderung (teilweise aufschmelzung, schieferung usw...) bestehender Gesteine durch Hitze und / oder Druck.
Die Schwermetallerze
Im weiteren Verlauf wurden die Gangfüllungen durch tektonische Vorgänge gelockert und wiederum entstanden feine Risse und Spalten, die nun durch Eisen und Manganerzlösungen gefüllt wurden. Während die meisten Gangquarzbrocken durch rostrote Verfärbungen auffallen, findet man im vorliegenden Quarzgang Erzablagerungen mit einem hohen Mangangehalt. Die Ablagerungen sind daher deutlich dunkler bis schwarz. Braune Ablagerungen tragen den Namen Limonit (Brauneisenerz, Brauner Glaskopf), schwarze Ablagerungen bezeichnet man als "Schwarzer Glaskopf" (Hartmanganerz). Mangan ist nach Eisen das zweithäufigste Schwermetall der Erdkruste.
Eisen und Mangan werden zur Herstellung von Stahl verwendet und wurden seit Mitte des 19. Jh. intensiv abgebaut. Vor allem während des 2. Weltkrieges versuche man dem Boden zu entreissen was man an Eisen und Mangan finden konnte. Über den Abbau vor Ort ist nichts bekannt. Es existieren keine schriftlichen Hinweise darüber wer, wann und wozu hier den Quarzgang abgebaut hat. Die einzige Informationsquelle die einen Hinweis liefert ist die Geologische Karte von Preußen..., neue BlattNr. 5814. Auf dieser Karte sind farbige Rechtecke eingetragen, die Gebiete mit Schürfrechten kennzeichnen. Unser Manganvorkommen liegt also im Rechteck Namens Rothenfels, in dem Eisen abgebaut werden durfte.
Viel gab der Abbau wohl nicht her und nach Ende des Krieges wurden alle Erzgewinnungsvorhaben im Taunus eingestellt. Zum Glück für uns hat man diese unbedeutend kleine Grube offen gelassen.
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Am nordwestlichen Ende der südlichen Grube findet ihr einen kleinen Schutthaufen von handlichen Gangquarzbrocken mit Mangan. Untersucht einige der Stücke.
Untersucht auch die nördliche Grube die ihr bequem vom nördlichen Ende her begehen könnt ohne klettern zu müssen. Macht Euch einen Eindruck von den Ausmaßen des Abbaus und untersucht die umgebenden Gesteinsschichten.
Fragen
- In welcher Himmelsrichtung verläuft der Quarzgang. Wie ist das zu erklären
- Wie eisenhaltig sind die Quarzbrocken im Vergleich zum umgebenden Gestein? Vergleicht dazu die rotverfärbungen der Quarze mit denen des Schiefers.
- Wie dick sind die Manganschichten auf den Quarzbrocken? Findet ihr auch ganze Manganknollen?
- Handelt es sich bei dem Manganerz um Braunstein oder Schwarzen Glaskopf?
Quellen:
Geologie-Viewer des HLNUG
GK25, neue BlattNr. 5814
Stahr, 2011, 100.000 Taunusstein
Trueb, 2005, Die Chemischen Elemente
Kubella, 1951, Zum tektonischen Werdegang des südlichen Taunus
Günter Sterrmann, 2021, Die postvariskischen Pseudomorphosenund Kappenquarzgänge im Taunus