Dieser Earthcache führt euch in die Königshainer Berge, genauer gesagt in den Firstensteinbruch, einem Überrest des Granitabbaus. Er liegt unterhalb der Kuppe der Felsformation Firstenstein und gehört zu den größten Steinbrüchen in den Königshainer Bergen. Von den Anwohnern wird er auch "Lehmloch" genannt, weil sich im Gestein ein hoher Lehmanteil befindet. Das Wasser in diesem Bruch erreicht eine Tiefe bis 15 Meter.
In diesem Earthcache geht es hauptsächlich um den Königshainer Granit, seine Eigenschaften und Varietäten. Um die Geologie des Gebietes der Königshainer Berge umfassend zu verstehen und zu entdecken, empfehle ich euch auch den Besuch des Earthcaches Auf dem Großen Teufelsstein der Martinsbande. Beide Earthcaches sind in Absprache entstanden und ergänzen sich sehr gut.
Wichtiges bevor ihr euch auf den Weg macht: Ihr benötigt für diesen EC einen Hammer, etwas zum Messen und eine sehr gute Lupe (am besten mit Licht).
Die Königshainer Berge
Die Königshainer Berge liegen als zusammenhängendes Granitmassiv nordöstlich des Oberlausitzer Berglandes. Diese Granite entstanden vor 315 Millionen Jahren während der variszischen Gebirgsbildung, als flüssiges Magma in bereits vorhandenes Tiefengestein eindrang und erstarrte. An die Oberfläche gelangte der Granit erst viel später durch tektonische Prozesse. Durch Hebung und Abtragung des Gebietes seit 280 Millionen Jahren kam es zum Aufreißen der horizontalen und senkrechten Bankungs-Trennfugen . Eine wesentliche morphologische Oberflächenüberprägung erfuhren die Königshainer Berge durch die mehrfache nordische Inlandeisüberfahrung. Durch periglaziale Umlagerungen gibt es hier bis zu 1,5 Metern mächtige Lösslehmschichten.
Königshainer Granit ist auf zwei kleinere Vorkommen im Norden des Lausitzer Granitmassivs beschränkt. Die Granitfelsen der Königshainer Berge waren einst große Felsformationen. Heute sind es Überreste des über 200 Jahre lang betriebenen Granitabbaus. Ursprünglich ragten hier über 100 Felstürme frei stehend bis zu einer Höhe von 24 Metern nach oben. Granit aus Königshain war bekannt und diente bei vielen Gebäuden als Baumaterial. Der Betrieb des Steinbruchs wurde 1975 endgültig eingestellt. Heute führt ein Lehrpfad durch das Gebiet.
Einer der höchsten Felsen der Königshainer Berge ist der Firstenstein, auch bekannt unter dem Namen Mittags- oder Scheffelstein. Obwohl er bereits seit 1920 als Naturdenkmal galt, wurde er in den 30er-Jahren des 19. Jahrhunderts bei Steinbrucharbeiten eingerissen.
Die Varietäten des Königshainer Granit
Im Zuge der teilweisen Aufschmelzung des Ausgangsgesteines (Anatexis) und mehrphasiges Eindringen von Magma in bereits bestehendes Gestein (Intrusion) enstanden zwei Varietäten des Königshainer Granits:
- Eine ist gleichkörnig, mit kleinen bis mittelgroßen Mineralkörnern und gelblich-grauer Färbung. Durch Witterungseinflüsse wird diese Varietät intensiv gelbbraun. Diese Varietät entstand früher und ist damit die ältere.
- Durch spätere Intrusion entstand die andere, eine porphyrische Varietät. Sie ist bläulich mit größeren Feldspäten in einer feinen Grundmasse. Diese "blauen Steine" sind witterungsresistenter und daher deutlich beliebter als Baustoff.
Beide Varietäten treten nebeneinander auf und besitzen die gleiche Mineralzusammensetzung. Sie können beide hier gefunden werden.
Stellenweise enthält der Granit grobkörnige Anteile, in denen häufig der Glimmer in dicken Päckchen eingelagert ist oder die Feldspäte kastenartige Blättchen bilden. Das Gestein ist reich an Quarzgängen und Drusen, in welchen auch zahlreiche andere Minerale gefunden wurden.
Die Klüftung und Spaltarkeit des Königshainer Granits
Klüfte oder Kluftflächen sind Trennflächen, also dünne Risse im Gestein, die entweder durch tektonische Beanspruchung, also Bewegungen der Erdkruste, oder durch nicht-tektonische Ursachen entstehen, wie die Diagenese (Verfestigung) von Sedimenten oder die Abkühlung und Kontraktion von Magmen. Eine Kluft mit einer großen Öffnung von mehr als einigen Millimetern ist ein Spalt.
Sehr schön zu sehen an den riesigen Abbauwänden hier im Firstenstein ist das Kluftsystem, welches das gesamte Gestein durchzieht. Diese Anordnung der Klüfte nennt man auch orthogonales oder rechtwinkliges Kluftsystem. Besonders häufig sind die rechtwinkligen Kluftsysteme in Graniten ausgebildet. Die einzelnen Klüfte stehen dabei annähernd senkrecht zueinander und begrenzen dabei jweils einen charakteristischen würfel- oder quaderförmigen Gesteinskörper. An diesen "Schwachstellen" ist der Granit dann sehr gut spaltbar beim Abbau. Diese würfelförmige Spaltbarkeit von Granit ist ganz einfach zu erklären: Wenn heiße Magma abkühlt, verringert sich das Volumen der Gesteinsmasse, vereinfacht gesagt, das langsam fest werdende Gestein zieht sich zusammen. Dabei bilden sich im Granitkörper feine Risse und Klüfte. Der enorme Druck des aufliegenden Gebirges verhindert aber ein Verschieben der Gesteinskörper gegeneinander.
Freiliegende Klüfte sind immer auch Angriffspunkte für Witterungseinflüsse. Ausgehend von den Klüften sind viele an der Oberfläche anstehenden Granite verwittert und bilden charakteristische Felsformationen. Der Königshainer Granit weist durch sein orthogonales Kluftsystem eine sehr gute Spaltbarkeit auf. Erst dadurch wurde der Granitabbau wirtschaftlich ermöglicht.
Spaltbarkeit der Minerale
Da der Königshainer Granit als gesamtes Gesteinsmassiv eine so gute Spaltbarkeit besitzt, liegt die Vermutung nahe, dass auch die Minerale innerhalb des Gesteins gut spaltbar sind, denn jedes Gestein ist aus verschiedenen Mineralen zusammengesetzt und jedes einzelne dieser Minerale kann eine Spaltbarkeit besitzen oder eben nicht. Schauen wir also mal ein bisschen genauer in das Gestein hinein.
Der Königshainer Granit besteht hauptsächlich aus den Mineralen Feldspat (gelblich-weiß), Quarz (grau) und Glimmer (schwarz).
Die Feldspäte sorgen für die Farbe des Granits, ihre Zusammensetzung ist sehr komplex. Die schwarzen Bestandteile, also der Glimmer, bestehen in der Regel aus eisenhaltigen Mineralen, wie zum Beispiel Biotit.
Spaltbarkeit bezeichnet die Eigenschaft eines Minerals, bei mechanischer Beanspruchung in Stücke mit einer glatten ebenen Oberfläche zu zerbrechen. Manche Minerale bilden nur in einer Ebene solche Spaltflächen, manche in zwei und wenige auch im allen drei Richtungen. Wie viele Spaltflächen ein Mineral entwickelt, wird von seinem Kristallgitter bestimmt. Von unserer Blickrichtung hängt ab, wieviele davon wir auch erkennen.
Die Minerale stecken oft regellos und in unterschiedlichen Richtungen im Gestein. demzufolge liegen auch einige mit der rauhen, also der "falschen" Seite nach oben und man kann keine Spaltfläche sehen, obwohl das Mineral Spaltbarkeit hat. Deshalb sollte man jeden Stein langsam bewegen, wenn man ihn unter der Lupe untersucht.
Spiegelt ein Mineral, dann hat es Spaltbarkeit! Ihr sucht also nach reflektierenden Flächen!
Alle Körner mit gleicher Farbe gehören zusammen und sind ein Mineral. Findet man bei einem Mineral keine einzige Spaltfläche, dann hat das Mineral keine Spaltbarkeit, sondern man spricht dann von Bruch. Davon gibt es mehrere.
Große Flächen der Abbauwände sehen eher einheitlich rostbraun aus, als dass man hier Einzelkristalle erkennen könnte. Um die Spaltbarkeit der einzelnen Minerale zu testen ist es notwendig, eine frische Bruchkante zu untersuchen, also das Gestein anzuschlagen.
Schaut euch den Granit im Firstensteinbruch genau an und beantwortet dann bitte vor dem Loggen folgende Fragen:
1. Granitbruchstücke findet ihr auf den umliegenden Wegen überall. Sucht euch eines oder mehrere zum Anschauen. Welche Varietät hat euer Fundstück und woran erkennt ihr das? Könnt ihr beide Varietäten finden? Welche Varietät überwiegt hier allgemein, die ältere oder die jüngere?
2. Wenn ihr die Abbauwände im Steinbruch betrachtet, erkennt ihr auch hier beide Varietäten? Wo seht ihr die Unterschiede?
3. Schaut euch den Granit an den Abbruchkanten im flachen Wasser direkt am Weg an. Welche Größe haben diese Quader? Sind die Kluftflächen völlig rechtwinklig zueinander oder nicht?
4. Gibt es in den Abbauwänden auch Spalten oder nur Klüfte? Wenn ja, wo sieht man diese?
5. Nehmt euch jetzt ein kleines herumliegendes Granitstück und schlagt es mit dem Hammer an. Jetzt untersucht die frische Bruchstelle unter der Lupe! Bei welchen der einzelnen Mineralen des Granits erkennt ihr eine Spaltbarkeit?
6. Was meint ihr, warum sehen die Abbauwände auf größeren Flächen rostbraun aus? Erkennt ihr diese Färbung auch an der frischen Bruchkante eures Stein? Warum könnte das so sein?
7. Macht ein Foto von euch/ eurem GPS ö.ä. im Steinbruch und hängt es an euren Log! Gerne könnt ihr auch eure Fundstücke zeigen.
Schickt eine Mail mit euren Antworten an mich! Nach dem Absenden der Antworten könnt ihr gleich loggen. Falls etwas nicht in Ordnung ist, melde ich mich. Ihr braucht nicht die Logfreigabe abwarten! Ich wünsche euch viel Spaß bei dieser geologischen Entdeckungsreise!
Quellen: Kanalmusik.de, wikipedia, ostsachsen.de, stein-magazin.de, kristallin.de, kanalmusik.de, Buch: Reise in die Erdgeschichte der Oberlausitz, des Elbsandsteingebirges und Nordböhmens- Andreas Gerth