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Alter Sandsteinbruch - Bollingen/Jona EarthCache

Hidden : 1/1/2023
Difficulty:
1.5 out of 5
Terrain:
2 out of 5

Size: Size:   other (other)

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Geocache Description:


Zu dieser Location

Diese Location erreichst Du zu Fuss nur über den Weg von der seeseitig Wiese her. Es gibt keinen geeigneten Weg um durch den Wald zum Steinbruch zu gelangen.

Zur Beantwortung der Fragen brauchst Du eine Lupe oder SmartPhone mit Makrofunktion.

Die Zielkoordinate liegt im alten Steinbruch oberhalb von Bollingen. Dass hier vor einiger Zeit menschliche Aktivitäten stattgefunden haben, erkennst Du an den schrägen Schleifspuren, welche unmöglich natürlichem Umstand sind.

Beim Eingang blicke Zurück ung geniesse die schöne Aussicht auf Bolligen und die naheliegende Berge:

Vermutlich wurde bereits vor ca. 1000 Jahren in Unter- und Oberbollingen Sandstein abgebaut. Ideal ist der recht nahe gelegene Obersee, welcher als Wasserweg für den Steintransport diente. Später wurde vom Kloster Wurmsbach der Abbau in verschiedenen Steinbrüchen verpachtet, unter anderem an die Stadt Zürich und an Zürcher Bauleute. Dieser Sandstein (Bollinger Sandstein genannt) kam in wichtigen historischen Bauten zur Anwendung. Beispiele sind: Schloss Rapperswil, Pfarrkirche Rapperswil, Bahnhof Rapperswil, Stiftskirche St. Gallen, Kloster Einsiedeln, Fraumünster in Zürich, Grossmünster in Zürich wie auch das 1998 erbaute Stadthaus Rapperswil-Jona.

Der Abbau erfolgte in der Frühphase von Hand, welcher blockweise vom Fels gebrochen wurde. Auf Schlitten wurden diese Sandsteinblöcke von hier oben zum See transportiert, wo der Weitertransport über den Wasserweg erfolgte.

Noch heute wird der Bollinger Sandstein abgebaut. Etwa 2km westlich von hier befindet sich ein Steinbruch, welcher auch untertags diesen Sandstein fördert.

Der Bollinger Sandstein enthält 30 bis 50 % Quarzkörner, 25 bis 35 % Feldspäte, 4 bis 8 % Glimmer und Chlorite. Der Anteil des Bindemittels Kalk liegt zwischen 5 und 18 %. Teilweise finden sich im Bollinger Sandstein Toneinlagerungen in der Grösse bis zu einem Zentimeter, die von den Steinmetzen Gallen genannt werden. Diese Einschlüsse sind kein Schaden, denn sie werden bei Bewitterung ausgespült. Der Bollinger Sandstein ist dank seiner monolithischen Struktur (keine Lagerschichten) gut verwitterungsbeständig. Wegen der Natur der Sandablagerungen verändert sich die Eigenschaft von Sandstein über die Entfernung. Der Bollinger Sandstein kann auf ein ca. 7km2 grosses Gebiet eingeschränkt werden. Dieser Sandstein wurde vor ca. 25Mio. Jahren verfestigt. Bis vor ca. 10'000 Jahren haben der Linth-Rheingletscher die weichere, Mergel- und Tonschichten wegerrodiert, wobei der härtere Sandstein geblieben ist.

 

Zum Geologischen

Was ist Sandstein?

Sandstein ist ein klastisches Sedimentgestein mit einem Anteil von mindestens 50 % Sandkörnern, d. h. von Körnern, die nach der allgemeinen Definition der Korngröße Sand zwischen 0,063 und 2 mm groß sind. Die Sandkörner bestehen aus verschiedenen Mineralen, meistens jedoch aus Quarz.

Klastisch bedeutet hier, dass die Gesteins-Materialien durch mechanische Zerstörung entstanden sind, Bsp. Gesteinsreibung in einem Flussbett.
Sandsteine lassen sich folgendermassen unterteilen:

  • Bei einem Sandstein, dessen Sandfraktion zu mindestens 90 % aus Quarz besteht, spricht man von einem Quarzsandstein oder auch Sandstein im engeren Sinne.
  • Ab einem Anteil von 25 % Feldspäten spricht man von Arkose.
  • Bei einem hohen Anteil an toniger Matrix und einem Anteil von weniger als 75 % Quarz in der Sandfraktion von Grauwacke.
  • Die entsprechenden Übergangsformen (Quarzanteil in der Sandfraktion jeweils zwischen 90 und 75 %) heißen Subarkose bzw. Subgrauwacke.
  • Sandsteine mit einem hohen Anteil an primärem Kalziumkarbonat (Chemische Formel CaC03) werden auch Kalksandsteine genannt. Diese dürfen nicht mit den identisch bezeichneten, künstlich hergestellten Kalksandsteinen verwechselt werden. Ein Gestein, das aus einem Lockersediment hervorgegangen ist, das überwiegend aus sandgroßen Kalkkörnern bestand, wird in der Regel nicht als „Kalksandstein“ bezeichnet, sondern als Kalkstein, wenngleich für das entsprechende Lockermaterial die Bezeichnung Kalksand oder Karbonatsand geläufig ist.
    Nachweis von Kalk kann durch eine Reaktion mit einer Säure erfolgen (beispielsweise beim Entkalken einer Kaffeemaschine oder Teekocher). Beim Entkalken entstehen Co2-Bläschen, welche die Flüssigkeit trübt. Diese Trübung ist eine chemische Reaktion. Entkalkungsmittel sind recht starke Säuren, alternativ eignet sich jedoch auch Zitronensaft (Zitronensäure) oder etwas weniger gut: Essig (Essigsäure), wo die Blasenbildung/Trübung etwas weniger intensiv ist.

Überwiegt im Gestein der Anteil an Körnern, die größer als 2 mm sind, handelt es sich um ein Konglomerat, welches im weitesten Sinne auch als Sandstein gezählt werden könnte.

Ein Konglomerat mit abgerundeten Körnern (Steinen) nennt sich Nagelfluh, eines mit eckigen Körnern (Steinen) nennt sich Brekzie.

Die Übergänge von einem grobkörnigen Sandstein zu einem feinkörnigen Konglomerat bzw. einer feinkörnigen Brekzie sind jedoch fließend.

Entstehung von Sandstein

Sandstein entsteht durch die Verkittung (Zementation) von lockerem Sand und Beimengungen gröberer oder feinerer Sedimentpartikel (Ton, Silt, Gerölle). Diese Partikel sind das Übrigbleibsel von Kleinsttrümmern verwitterter und abgetragener Gesteine.

Als Zementation bezeichnet man die natürliche Verfestigung des Sandes durch die Ausfällung von Mineralen in den Hohlräumen zwischen den Sandkörnern (Porenraum). Der Zement kann dabei aus verschiedenen Mineralen bestehen:

  • Quarzzementierte Sandsteine (quarzitische Sandsteine, „Zementquarzite“) verdanken ihre Verfestigung u. a. der Drucklösung und anschließender Wiederausfällung von Quarz in Form von Anwachssäumen, die die Sandkörner miteinander verbinden. Früher war für einen entsprechenden Sandstein auch der Begriff Kieselsandstein gängig. Quarz ist das häufigste Zementmineral bei Sandsteinen.
  • Karbonatisch zementierte Sandsteine enthalten als Bindemittel meist Calcit (CaCO3), seltener Ankerit oder Siderit. Calcit ist ebenfalls ein sehr häufiges Zementmineral.
  • erritisch zementierte Sandsteine (Eisensandstein) enthalten als Bindemittel Eisenoxide und -oxidhydrate (Hämatit, Goethit, Limonit). Nachweis beispielsweise mit oben erwähnten Säuren.
  • Weitere mögliche Zementminerale sind Feldspäte, Tonminerale (Kaolinit, Illit, Chlorit), Zeolith oder auch Gips.


Ein hoher Primärgehalt an Tonmineralen oder Glimmern kann die Zementation behindern, da dieser die Porosität verringert und die Durchdringung mit Formationswässern verhindert. Eine noch effektivere Zementationsverhinderung erfolgt durch eine Imprägnation mit Erdöl.

Entstehungsorte für Sandstein

Die wichtigsten Entstehungsräume für Sandsteine sind küstennahen Flachmeere (Schelfe). Der Sand stammt aber meist vom Festland und wird durch Flüsse und Meeresströmungen an seinen endgültigen Ablagerungsort transportiert. In tiefen, küstenfernen Meeresregionen lagern sich hingegen vorwiegend feinkörnige Schlämme ab, aus denen kein Sandstein entstehen kann.

Es gibt aber auch zahlreiche Sandsteinvorkommen, die auf dem Festland entstanden sind. Dabei überwiegen die fluvialen, d. h. die von Flüssen abgelagerten, Sandsteine deutlich über die äolischen, also vom Wind abgelagerten.

Das Ablagerungsmilieu eines Sandsteins lässt sich u.a. anhand der enthaltenen Sedimentstrukturen bestimmen:

  • Dazu gehören jeweils charakteristische Formen der Schrägschichtung oder aber bestimmte Spurenfossilien. Auch Körperfossilien sind wichtige Indikatoren für den Ablagerungsraum.
  • Für die Unterscheidung fluvialer von äolischen Sandsteinen ist die Korngröße und vor allem die Kornsortierung (texturelle Reife) von Bedeutung: äolische Sandsteine sind immer relativ homogen-feinkörnig.
  • Auch die mineralische Zusammensetzung und die Kornrundung geben Hinweise auf die Entstehung. Ein relativ geringer Quarzanteil (geringe kompositionelle Reife) und geringe Kornrundungsgrade sind typisch für Sandsteine, die in Gebirgsvortiefen oder Vorlandbecken als Teil von Flysch- bzw. Molasseserien abgelagert wurden, Grauwacken bzw. Arkosen.
  • Sandstein mit Skolithos (Grabgängen von Würmern) aus dem Kambrium.

Durch den Auflastdruck der jüngeren, überlagernden Ablagerungen sowie durch Ausfällung von Mineralen, die im Meer- oder Grundwasser gelöst sind, oft auch durch die im Sandstein selbst enthaltenen Minerale kommt es zur Verfestigung (Diagenese) des Sandes. Dieser Prozess läuft unterschiedlich schnell ab und dauert zwischen wenigen Jahrzehnten und mehreren Millionen Jahren.

Sandstein ist ein auf der Erdoberfläche sehr weit verbreitetes Gestein, kommt auf allen Kontinenten vor und ist aus nahezu allen Zeitaltern der Erdgeschichte überliefert. Er tritt in verschiedenen geologischen Zusammenhängen auf, z. B. im Deckgebirge der schwach subsidenten kontinentalen Tafeln oder in (ehemals) stärker subsidenten epikontinentalen Sedimentbecken. Die meisten dieser Sandsteine entstanden unter Meeresbedeckung.

Im Alpengebiet treten Sandsteine unter anderem in der Molassezone und der Grauwackenzone auf. Generell ist der Anteil an Sandsteinen in den geologisch jungen alpidischen Faltengebirgen aber eher gering, was darauf zurückzuführen ist, dass diese aus breiten tropischen Schelfen mit vorwiegend karbonatischer Sedimentation hervorgegangen sind. Auch in den geologisch sehr alten kontinentalen Schilden finden sich nur wenige Sandsteine, da sich diese Regionen in ständiger Hebung befinden und deshalb dort heute fast ausschließlich Gesteine vorkommen, die tief in der Erdkruste entstanden oder einst dorthin versenkt und dadurch stark verändert worden sind.

Quellen:

  • https://de.wikipedia.org/wiki/Sandstein
  • https://de.wikipedia.org/wiki/Sedimente_und_Sedimentgesteine#Klastische_Sedimentgesteine
  • https://de.wikipedia.org/wiki/Bollinger_Sandstein
  • Schautafel «Kulturbaukasten in Bollingen»
  • Abbau und Verwendung von "Bollinger, Sandstein" aus dem Steinbruch Lehholz bei Rapperswil-Jona (https://www.e-periodica.ch/cntmng?type=pdf&pid=vsp-004:2018:23::330)
  • eigenes Bild

Auch spannend Seite 99 von: https://www.e-periodica.ch/digbib/view?pid=vsp-004%3A2018%3A23%3A%3A104&referrer=search#104


Nun wünscht der Owner eine erlebnisreiche Entdeckung.

Logbedingungen:

1)    Melde dem Owner über «Message this owner» die stichwortartigen Antworten von untenstehenden Fragen. Du kannst gleich Loggen, bei Bedarf wird sich der Owner melden.

Begib Dich zum Ort wo Du diese Struktur siehst:

Diese Vertiefungen wurden verwendet, um Holzbohlen am Sandstein festzumachen, um diese als Arbeitspodeste zu nutzen.
     

Untersuche nun den Sandstein.
      a)   Berühre den Sandstein und reibe Deine Hand am Sandstein. Wie fühlt sich der Sandstein an?
      b)   Der Sandstein erscheint gräulich. Betrachte durch die Lupe (resp- Makrofunktion Smartphone-Kamera) den Sandstein. Welche Farben der Sandsteinkörner kannst Du feststellen?
      c)   Welche Form haben diese Sandkörner?
      d)   Wie gross schätzt Du die Sandkörner?

Sandstein lässt sich sehr einfach bearbeiten.
      e)   Was ist Deiner Ansicht nach der Grund, weshalb sich der Sandstein gut bearbeiten lässt obwohl er "fest" ist (Bsp. Bildhauer)?

Nachweis des Sandsteintypes:

      f)   Bring etwas Zitronensaft mit, träufle diesen an einer Stelle auf den Sandstein und beachte, was mit dem Sandstein geschieht. Bleibt die Flüssigkeit nicht klar, so erfolgt eine chemische Reakttion wie oben beschrieben. Welches Bindemittel ist demzufolge vorhanden?

2)    Zum Loggen selbst:

Poste in einem kreativen Log ein Bild mit Deinem Cachernamen an einer speziellen Stelle des alten Steinbruchs. Sei kreativ und suche eine besonders interessante Stelle oder ein spezielle Darstellung Deines Cachernamens.

 

--> Unvollständige/Falsche Log-Einträge können vom Owner kommentarlos gelöscht werden. Frage f) ist optional, jedoch sehr gerne gesehen.

 

Additional Hints (Decrypt)

Mvgebarafnsg süe qra Anpujrvf qrf Fnaqfgrvaglcf. Yhcr bqre FznegCubar zvg Znxeb-Shaxgvba zvgaruzra. Orv qüfgrerz Yvpug vfg rvar Gnfpuraynzcr uvyservpu.

Decryption Key

A|B|C|D|E|F|G|H|I|J|K|L|M
-------------------------
N|O|P|Q|R|S|T|U|V|W|X|Y|Z

(letter above equals below, and vice versa)