Quarzgang überm Aletschgletscher 🇨🇭 EarthCache

Die Koordinaten dieses Earthcaches führen dich in die Nähe der Bergstation des Eggishorn. Hier kannst du eine geologische Besonderheit entdecken: einen Quarzgang, auch Quarzader genannt.

Logbedingungen

An den Listingskoordinaten findest du einen größeren Quarzgang. Schau ihn dir nun genauer an:

1a) Wie verläuft der Quarzgang (horizontal / vertikal) und wie groß ist er in etwa (Länge / Breite)? Wie fühlt sich der Quarzgang im Vergleich zum umgebenden Gestein an?

1b) Im Umkreis von 5 Metern findest weitere Quarzaufschlüsse. Vergleiche sie mit dem Quarzgang aus Frage 1a. Gibt es Unterschiede im Aussehen des Quarz und woran könnte das liegen?

2. Nun führe ein kurzes Experiment durch: Nimm einen kleinen Stein oder eine Münze und versuche den Quarz damit zu ritzen. Was kannst du feststellen? Erkläre mit eigenen Worten deine Feststellung.

3. Mache zusätzlich ein Foto von Dir, deinem GPS oder einem persönlichen Gegenstand in der Nähe der Koordinaten und hänge es deinem Log an.

Für die letzte Frage musst du die Bergstation Eggishorn betreten. Dort findest du in der Nähe der Toiletten eine Vitrine mit Quarz.

4. Welche Varietät des Quarz kannst du hier entdecken? Begründe deine Antwort.

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Viel Spaß wünscht
Joskaranch

Was ist Quarz?

Quarz ist eines der häufigsten und vielseitigsten Mineralien der Erdkruste und besteht aus Siliziumdioxid (SiO₂). Es kristallisiert in einem hexagonalen System und gehört mit einer Härte von 7 auf der Mohs-Skala zu den harten Mineralen. Es ist daher sehr widerstandsfähig gegen Kratzer. Reiner Quarz ist farblos oder weiß, doch Verunreinigungen können bunte Farben wie Violett (Amethyst), Rosa (Rosenquarz) oder Gelb (Citrin) erzeugen. Quarz kommt in magmatischen, metamorphen und sedimentären Gesteinen vor. Bei einigen magmatischen Gesteinen, wie Granit, wird der Quarzanteil zur Bestimmung des Gesteins verwendet.

Quarz spielt eine wichtige Rolle in der Industrie, sei es in der Herstellung von Glas, Elektronik oder als Schmuckstein. Aufgrund seiner piezoelektrischen Eigenschaften wird er auch in Uhren und anderen technologischen Anwendungen genutzt. Piezoelektrizität bedeutet, dass ein Material elektrische Ladungen erzeugt, wenn es mechanischem Druck ausgesetzt wird, oder umgekehrt, dass es sich mechanisch verformt, wenn eine elektrische Spannung angelegt wird. Zum Beispiel wird Quarz in Uhren durch elektrische Impulse in Schwingung versetzt wird und ermöglicht so eine präzise Zeitmessung.

Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Quarz#/media/Datei:Quartz_Br%C3%A9sil.jpg

Wie entsteht Quarz?

In magmatischen Gesteinen kristallisiert Quarz beim Abkühlen aus silikatreichen Schmelzen. In metamorphen Gesteinen kommt Quarz als Überbleibsel des ursprünglichen Gesteins vor oder entsteht während der Gesteinsmetamorphose durch verschiedene Mineralreaktionen. Aufgrund seiner Verwitterungsbeständigkeit ist Quarz ein häufiger Bestandteil von kalstischen Sedimentgesteinen, wie zum Beispiel Sandstein.

Varietäten von Quarz

Quarz kommt in vielen Varietäten vor, die sich durch ihre Farbe, Transparenz und Struktur unterscheiden. Reiner Quarz ist vollkommen transparent und farblos. Durch mikroskopische Einschlüsse von Flüssigkeiten und Gasen ist Quarz oft milchig trüb (Milchquarz) und erscheint daher im Gestein eingewachsen grau. 

Durch den Einbau färbender Ionen (im Allgemeinen Fe³⁺ oder Fe²⁺), Einschluss farbiger Minerale oder Einwirkung von ionisierender Strahlung können Quarze unterschiedlich gefärbt sein. Hier sind ein paar Beispiele von Varietäten des Quarz:

• Bergkristall: vollkommen transparanter, reiner Quarz mit großen, ausgebildeten Kristallen
• Amethyst: violette Farbe, die durch eingelagerte Eisenionen und Bestrahlung mit Gammstrahlen entsteht
• Rauchquarz: durch natürliche und künstliche Gammastrahlen graubraun bis schwarz gefärbter Quarz
• Milchquarz: durch den Einschluss von Flüssigkeiten milchig-trüb gefärbter Quarz
• Rosenquarz: durch Mineneleinschlüsse rosa gefärbter Quarz

Haptik von Quarz

Quarz hat eine hohe Härte (7 auf der Mohs-Skala), wodurch er robust und widerstandsfähig ist. Die Oberfläche des Quarz hat daher daher meist eine glattere und härtere Haptik als das umgebende Gestein an. Aufgrund der Kristallstruktur von Quarz fühlt er sich bei gebrochenen Flächen oft scharfkantig an. Da er Wärme schlecht leitet, fühlt sich Quarz zudem oft kühl an – ein typisches Merkmal von Mineralien.

Was ist ein Quarzgang?

Ein Quarzgang, auch Quarzader genannt, ist eine geologische Struktur, bei der Quarz in Form einer Ader Gesteinsspalten oder Klüfte füllt. Diese entstehen durch hydrothermale Prozesse, bei denen heißes, mineralreiches Wasser in Risse des umgebenden Gesteins eindringt und beim Abkühlen oder Druckabfall das gelöste Siliziumdioxid dort als Quarz ablagert

Quarzgänge sind oft weiße, durchscheinende Adern, die sich scharf vom umgebenden Gestein abgrenzen. Sie können wenige Millimeter bis mehrere Meter breit sein und sich über große Längen erstrecken. Ein berühmtes Beispiel ist der Quarzgang "Pfahl" im Bayrischen Wald, der sich über eien Strecke von 150km erstreckt.

Neben Quarz können in solchen Quarzgängen auch andere Begleitminerale vorkommen, wie Gold, Silber, Pyrit oder andere Erze, was Quarzgänge auch wirtschaftlich interessant macht.

Für Geologen sind Quarzgänge von besonderem Interesse, weil sie oft Hinweise auf vergangene geologische Prozesse liefern, z.B. auf tektonische oder vulkanische Aktivität.

Foto: Beispiel eines Quarzgangs, eigene Aufnahme

Wie entsteht ein Quarzgang?

1. Bildung von Rissen oder Klüften im Gestein: Durch tektonische Bewegungen, Abkühlung von Gesteinen oder Druckentlastung entstehen Risse, Spalten oder Klüfte im Gestein.
    
2. Hydrothermale Aktivität: Heißes Wasser, das durch die Erdkruste zirkuliert, nimmt gelöste Mineralien wie Siliziumdioxid (SiO₂) aus dem umgebenden Gestein auf. Diese mineralreichen Lösungen strömen in die Risse und Spalten.
    
3. Abkühlung und Druckänderung: Wenn das heiße Wasser abkühlt oder sich der Druck ändert, fällt das gelöste Siliziumdioxid aus und beginnt, in Form von Quarzkristallen zu kristallisieren. Die Quarzkristalle wachsen langsam von den Rändern der Spalte zur Mitte hin.
    
4. Wiederholung des Prozesses: Oft wird der Prozess durch neue hydrothermale Aktivitäten wiederholt, sodass die Quarzader weiter wächst. Dabei können auch andere Mineralien (z. B. Pyrit, Gold oder Feldspat) zusammen mit dem Quarz abgelagert werden.
    
5. Verfestigung der Ader: Über einen langen Zeitraum verfestigt sich die Ader komplett, und die Spalte ist nun vollständig mit Quarz und möglicherweise anderen Mineralien gefüllt. Die Quarzader wird Teil des umgebenden Gesteins und kann durch weitere geologische Prozesse wie Hebung oder Verwitterung freigelegt werden.

Quellen
- https://www.chemie.de/lexikon/Quarz
- https://de.wikipedia.org/wiki/Quarz
- https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Mineralienportrait/Quarz/Vorkommen
- OpenAI, ChatGPT (2024)