Für diesen Earthcache benötigt ihr unbedingt ausreichend Licht, eine gute Lupe und kleine, aber kräftige Magnete (Neodym)!
Der Earthcache ist ohne diese Ausrüstung, in der Dämmerung oder gar in der Nacht nicht machbar!
In Wesenberg wurde 1970 ein Gedenkstein für Ernst Thälmann aufgestellt. Der Felsblock stammt ohne Zweifel aus Skandinavien und wurde von den Gletschern der Eiszeit nach Mecklenburg transportiert.
Das Gestein ist ein Migmatit. Es gibt allerdings einige Besonderheiten zu entdecken, die man so schön eher selten zu sehen bekommt. Wir laden euch zu einer kleinen geologischen Entdeckungsreise ein.
Schaut euch den Stein (insbesondere die Vorderfront und die zur B 198 zeigende Seite) genau an, so dass ihr die folgenden Aufgaben lösen könnt! Das Lesen des Listings kann hilfreich sein!
Aufgaben/Fragen
1. Beschreibt ganz kurz die hell-dunkel „gestreiften“ Bereiche des Steins. Wie ist der Verlauf der Streifen (geradlinig, gewellt, …)? Ist die Breite immer gleich oder unterschiedlich, gibt es Linsen oder Nester mit nur dunklem oder hellem Aussehen? Ist die Oberfläche glatt oder rau?
2. Betrachtet nun die rötlichen Bereiche, die Alkalifeldspat und Quarz enthalten. Welche maximale Größe erreichen die Kristalle in etwa?
Könnt ihr Spuren, wie zum Beispiel Hohlräume entdecken, die durch Gase oder ähnliches entstanden sein könnten? Wenn ja, wie breit und tief sind sie ungefähr?
3. Schaut euch den im Foto gekennzeichneten Bereich (Straßenseite B 198, reichlich 1,50 Meter Höhe) mit der Lupe ganz genau an.
Könnt ihr kleine Granat-Körnchen entdecken? Welche Farbe(n) haben sie?
Cordierit ist eigentlich nicht zu übersehen. Welche Farbe(n) seht ihr, wenn ihr mit der Lupe arbeitet? Welche Form haben die am besten strukturierten Kristalle (Quader, Prisma, Tetraeder, Pyramidenspitze, …)?
Gern könnt ihr auch in anderen Bereichen des Gesteins nach Granat und Cordierit suchen.
4. Das Gestein enthält sehr viel Magnetit. Der Magnet haftet also fast überall.
Wo haftet der Magnet nicht? Untersucht mindestens die hellen und dunklen Bereiche von Aufgabe 1, die Bereiche mit den rötlichen Feldspäten von Aufgabe 2 und den Bereich von Aufgabe 3!
Findet ihr einige Ergebnisse überraschend?
5. Postet bitte ein Foto von euch oder eurem Maskottchen mit dem Gedenkstein im Hintergrund!
Bitte sendet eure Antworten über das MessageCenter - dort geht nichts verloren. E-Mail geht auch, wenn ihr zeitnah loggt.
Bei Gruppen genügt eine Antwort über das MessageCenter. Schreibt dann aber bitte im Log, wer die Antwort gesendet hat.
Danach könnt ihr sofort loggen. Wir melden uns, wenn etwas nicht stimmen sollte.
Eine andere Meinung ist keine falsche Antwort!
Wir wünschen euch viel Freude und Erfolg mit diesem Earthcache!
Entstehung von Gneis
Gneis ist ein Gestein, welches insbesondere bei Gebirgsbildungen tief unter der Erde entsteht. In der Tiefe abgelagerte klastische Sedimente oder vorhandene magmatische Gesteine sind dort so hohem Druck und hohen Temperaturen ausgesetzt, dass die einzelnen Minerale deformiert und umgewandelt werden.
Als Ergebnis dieser Umwandlung (Metamorphose) entstehen metamorphe Gesteine, die Gneise. Gneise können auf Grund der verschiedenen Ausgangsmaterialien sehr unterschiedlich aussehen. Allen gemeinsam ist, dass sie ein gerichtetes Gefüge haben.
Abbildung Gneise: Links ein Bändergneis, rechts ein linear ausgerichteter Gneis.
Quelle: https://www.kristallin.de/Metamorphite/Gneise.htm
Gneise, die aus klastischen Sedimenten entstanden sind, werden Paragneise genannt. Gneise aus ehemaligen magmatischen Gesteinen heißen Orthogneise.
Ganz wichtig ist, dass die Minerale bei einer Metamorphose nicht aufgeschmolzen werden! Alles bleibt in festem Zustand!
Der partielle Aufschmelzprozess bei Migmatiten
Wenn die Temperatur weiter steigt, dann kommt es zu partiellen Aufschmelzungen. Der Gneis besteht aus verschiedenen Mineralen, die unterschiedliche Schmelzpunkte haben. Gneis schmilzt also nicht als Ganzes, sondern etappenweise je nach erreichter Temperatur.
Paragneise – damit haben wir es hier zu tun – beginnen ab ca. 650°C aufzuschmelzen. Dieser Prozess findet aber nur statt, wenn genügend Wasser im Gestein vorhanden ist, welches den Schmelzpunkt herabsetzt. Das Wasser kann als Fluid (Flüssigkeit, Gas, Dampf) vorliegen oder in wasserhaltigen Mineralen gebunden sein.
Ohne Wasser gibt es keine Teilaufschmelzung, dann entstehen Granulite.
Der Schmelzpunkt von Mineralen wird nicht nur durch das Vorhandensein von Wasser verändert, sondern auch durch die bloße Anwesenheit anderer Minerale. Zuerst schmelzen die hellen Bestandteile des Gesteins, die Quarze und Feldspäte. Dieses Mineralgemenge (nicht die einzelnen Minerale) hat den niedrigsten Schmelzpunkt.
In den hell-dunkel gestreiften Bereichen des Gedenksteins sind die hellen (wieder auskristallisierten) Aufschmelzungen gut zu erkennen. Sie bestehen aus verschiedenen Feldspäten und Quarz und haben jetzt ein ungerichtetes, magmatisches Gefüge.
Ab ca. 650°C wird der helle Glimmer Muskovit instabil. Er wandelt er sich in Alkalifeldspat und Wasser um. Der Alkalifeldspat hat Platz zum zum Bilden von großen Kristallen. Ihr könnt die rötlichen Partien an vielen Stellen des Gedenksteins entdecken.
Die dunklen Minerale (meist Biotit, manchmal Hornblende, an unserem Gedenkstein auch Magnetit) bleiben über eine große Temperaturspanne in festem Zustand. Sie behalten ihr gerichtetes Gefüge.
An diesem Migmatit heben sich die hellen aufgeschmolzenen Bestandteile deutlich von den dunklen unveränderten Teilen ab.
Es ist ein Migmatit entstanden. Ein Migmatit ist also ein Gestein, das aus gerichteten, metamorphen dunklen Teilen (vom alten Gneis) und aus ungerichteten magmatischen hellen Teilen (den neu aufgeschmolzenen Bestandteilen) zusammengesetzt ist. Er kann unter geeigneten Bedingungen entstehen, wenn der Aufschmelzprozess stecken bleibt.
Würde die Temperatur weiter steigen, bis alles aufgeschmolzen ist, dann würde wieder ein magmatisches Gestein entstehen.
Besonderheiten am Migmatit in Wesenberg
Wir hatten euch einen Migmatit mit Extras angekündigt.
Sehr auffällig und leicht zu testen ist der hohe Gehalt an Magnetit. Ihr benötigt kleine leichte Neodym-Magnete, um die feinen Unterschiede zu finden!
Jetzt benötigt ihr eine gute Lupe, denn Granat und Cordierit sind nicht so einfach zu entdecken. Beide Minerale entstehen vorzugsweise bei der Metamorphose, also während der Bildungsphase des Gneises. Sie sind (relativ) sichere Anzeichen dafür, dass es sich um einen Paragneis, also ein Gestein mit sedimentärer Vorgeschichte, handelt.
Granat findet ihr hier nicht in großen Kristallen, sondern nur als Winzlinge. Der Begriff Granat umfasst eine ganze Gruppe unterschiedlich zusammengesetzter Mischkristalle. Entsprechend breit ist das Farbspektrum von Granat: braunrot, rubinrot, violett, blassrosa, gelb, grün, schwarz. Lediglich blaue Granate gibt es hier nicht (Ausnahme: Madagaskar).
Abbildung Granat: Die roten Pünktchen sind ca. einen halben Millimeter große Granatkörnchen, hier in einem Granatamphibolit.
Quelle: https://kristallin.de/gesteine/minerale_8.htm
Cordierit wächst ebenfalls bevorzugt während der Metamorphose und ist deshalb in Gneisen und Migmatiten zu finden. Cordierit sieht farblos, grüngrau, grau, blaugrau oder blau aus. Das Mineral ist transparent bis durchsichtig, kann aber auch trüb sein.
Abbildungen Cordierit: Links zeigen die weißen Pfeile auf Cordierit. Rechts ein bei entsprechendem Lichteinfall blau strahlender Cordierit.
Quelle: https://www.kristallin.de/Metamorphite/Cordieritgneise.htm#Anker1
Cordierit zeigt sogar verschiedene Farben je nach Lichteinfall. Der Bruch ist muschelig wie bei Quarz. Er kann leicht mit Quarz verwechselt werden. Allerdings sind blaue Quarze in Gneisen selten. Und wenn gleichzeitig Granat vorhanden ist, dann ist es ein recht sicheres Zeichen für Cordierit.
Praktischerweise gibt es einen Pflasterstein an der Straßenseite (siehe Foto "Pflasterstein mit Blauquarzen") mit Blauquarzen. Damit ist ein direkter Vergleich möglich.
Literatur
[1] „Gneis“ in https://de.wikipedia.org/wiki/Gneis
[2] „Gneis“ in https://www.kristallin.de/Metamorphite/Gneise.htm
[3] „Migmatit“ in https://kristallin.de/Gesteine-systematisch/Migmatite/Migmatite.html
[4] „Cordierit“ in https://www.kristallin.de/Metamorphite/Cordieritgneise.htm
[5] „Granat“ in https://kristallin.de/gesteine/minerale_8.htm
[6] Horst Peter Hann, Gesteinsbestimmung, Grundlagen und Praxis, Quelle & Meyer Verlag
Bildnachweise:
"Abbildung Gneise" aus https://www.kristallin.de/Metamorphite/Gneise.htm
"Abbildungen Cordierit": https://www.kristallin.de/Metamorphite/Cordieritgneise.htm#Anker1
"Abbildung Granat": https://kristallin.de/gesteine/minerale_8.htm
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