Oprócz elementów szklanych, wrocławska „Fontanna Zdrój” składa się przede wszystkim z granitu pochodzącego z kamieniołomów regionalnych lub pobliskich. To, co czyni ten granit szczególnie wyjątkowym, to inkluzje występujące wewnątrz skały. Przy bliższym przyjrzeniu się, w kilku miejscach widoczne są one jako czarne plamki w obrębie kamieni. Elementy te odróżniają się od otaczającej je matrycy skalnej i stanowią również obiekt zainteresowania geologicznego.
Inkluzje występujące w granicie fontanny to ksenolity bądź inkluzje maficzne. Oba rodzaje stanowią typowe – choć odmienne – struktury spotykane w skałach magmowych. Niniejszy EarthCache wyjaśnia, w jaki sposób – przy odrobinie wnikliwości – można odróżnić te ciemne plamki.
Granity te wywodzą się zazwyczaj z podłoża waryscyjskiego (późny paleozoik), które uformowało się podczas procesów górotwórczych około 300 milionów lat temu. Na Dolnym Śląsku – w regionie otaczającym Wrocław – granity występują powszechnie i od wieków wykorzystywane są zarówno jako kamień budowlany, jak i ozdobny.
Granit to głębinowa skała magmowa, która powstaje w wyniku powolnego stygnięcia bogatego w krzemionkę stopu (magmy). Ten powolny proces stygnięcia prowadzi do powstania charakterystycznych, wyraźnie widocznych ziaren minerałów – zazwyczaj kwarcu (szklistego), skalenia (od białego do różowego) oraz miki (czarnego biotytu lub srebrzystej muskowitu).
Czarne wtrącenia w granicie
Ciemne plamy występujące wewnątrz granitu mogą mieć różne pochodzenie. Dwie możliwe opcje to:
- Ksenolity (wtrącenia obcych skał)
- Wtrącenia maficzne (znane również jako „enklawy maficzne” lub „ciemne pozostałości magmowe”)
Oba rodzaje powstają w wyniku odmiennych procesów i – dla wprawnego oka geologa – są od siebie odróżnialne.
Czym jednak dokładnie są obiekty, które widzimy tutaj, przy fontannie: ksenolitami czy wtrąceniami maficznymi?
Ksenolity: obce ciała w magmie
Gdy gorąca magma wznosi się przez skorupę ziemską, wdziera się w istniejące wcześniej formacje skalne. W trakcie tego procesu fragmenty tych istniejących skał mogą odłamać się i wpaść do magmy. Jeśli fragmenty te nie ulegną całkowitemu stopieniu, pozostają w niej jako wtrącenia i krzepną wraz z otaczającą je magmą.
Pod względem mineralogicznym różnią się one od otaczającej skały. W granicie na przykład ksenolity mogą wydawać się ciemniejsze lub wykazywać strukturę warstwową. Dla geologów ksenolity są bezcenne, gdyż służą jako „próbki” pochodzące z głębszych rejonów skorupy ziemskiej – a nawet z płaszcza Ziemi.
Typowe cechy charakterystyczne:
- Nieregularny kształt (często kanciasty lub popękany)
- Ostra granica oddzielająca wtrącenie od otaczającego granitu
- Odmienny skład mineralny (np. skały metamorficzne, takie jak łupki czy gnejsy)
- Niekiedy reaktywne obrzeża, w miejscach, gdzie materiał ksenolitu wszedł w reakcję z magmą
Jeśli czarne plamy wydają się wysoce niejednorodne lub wykazują struktury nietypowe dla krystalizacji magmowej (np. foliację), z większym prawdopodobieństwem są to ksenolity.
Wtrącenia maficzne: Magma wewnątrz magmy
Minerały maficzne (nazywane również minerałami ciemnymi) definiuje się jako minerały zawierające wysokie stężenia magnezu i żelaza. Rdzeń „maf” wywodzi się właśnie od tych pierwiastków: „ma” oznacza magnez, a „f” – *ferrum* (żelazo). Minerały maficzne stanowią istotne składniki skał magmowych, występując w nich w zróżnicowanych stężeniach. Do przykładów minerałów maficznych należą biotyt, oliwin, amfibol oraz piroksen.
Wtrącenia zazwyczaj składają się z obcego materiału skalnego. Jednakże – choć na pierwszy rzut oka może się wydawać, że mamy tu do czynienia z obcą skałą – struktury te w rzeczywistości zbudowane są ze składników maficznych, które były obecne w stopionej skale już wcześniej, lecz występowały w formie skumulowanej (nagromadzonej). Te ciemne minerały krystalizują we wczesnym stadium stygnięcia stopu i – ze względu na swoją wysoką gęstość – opadają na dno komory magmowej.
Wtrącenia maficzne powstają również w procesie mieszania się dwóch rodzajów magmy o odmiennym składzie – zazwyczaj jasnej, bogatej w krzem (felsycznej) magmy z ciemniejszą, obfitującą w żelazo i magnez (maficzną) magmą. Proces ten często przebiega w sposób niecałkowity, czego efektem jest zastyganie „kropelek” ciemniejszej magmy wewnątrz jaśniejszej matrycy granitowej.
Typowe cechy charakterystyczne
- Kształty od zaokrąglonych po owalne („kropliste”)
- Tekstura drobniej ziarnista niż w otaczającym granicie
- Rozmyte przejścia lub „postrzępione” krawędzie
- Często jednolita, ciemna barwa (wynikająca z obecności biotytu, amfibolu i piroksenu)
Jeśli widoczne plamy są w przeważającej mierze zaokrąglone i przypominają „zastygłe krople”, są to najprawdopodobniej wtrącenia maficzne – świadectwo złożonych procesów magmowych zachodzących głęboko we wnętrzu skorupy ziemskiej.
Jak odróżnić ksenolity od wtrąceń maficznych?
1. Forma i geometria
Ksenolity: kanciaste, przypominające fragmenty
Enklawy maficzne: od zaokrąglonych do eliptycznych
2. Krawędzie
Ksenolity: ostro zarysowane, niekiedy z obwódką reakcyjną
Enklawy maficzne: często o niewyraźnych lub „rozmytych” krawędziach
3. Tekstura (struktura)
Ksenolity: mogą być warstwowane lub foliacje (np. o strukturze łupkowej)
Enklawy maficzne: zazwyczaj jednorodne, drobnoziarniste
4. Mineralogia
Ksenolity: mogą zawierać zupełnie odmienne minerały
Enklawy maficzne: zawierają typowe minerały maficzne (biotyt, amfibol)
5. Kontakt ze skałą macierzystą
Ksenolity: sprawiają wrażenie „uwięzionych”
Enklawy maficzne: sprawiają wrażenie raczej „wymieszanych”
Znaczenie dla geologii materiału
Obecność tego typu inkluzji czyni dany granit szczególnie intrygującym pod względem geologicznym:
- Ksenolity dostarczają wskazówek na temat skał, przez które wznosiła się magma.
- Enklawy maficzne stanowią dowód na mieszanie się magm — dynamiczny proces zachodzący w obrębie skorupy ziemskiej.
Cieszcie się wizytą w tym pięknym mieście, a następnie — przed zamieszczeniem wpisu w logu — proszę odpowiedzieć na poniższe pytania. Odpowiedzi oraz wpisy do logu możecie sporządzić w swoim języku ojczystym. Jeśli odwiedziliście ten EarthCache jako zespół, wystarczy, aby odpowiedzi przesłał tylko jeden z członków grupy w imieniu całego zespołu. W takim przypadku proszę jedynie zaznaczyć, kto przesłał odpowiedzi, oraz upewnić się, że każdy z członków zespołu wykona własne, indywidualne zdjęcie.
1. Wybierzcie jedną z czarnych plam i opiszcie jej wielkość, kształt, krawędzie oraz teksturę.
2. Na podstawie Waszych obserwacji — czy wydaje się ona być ksenolitem, czy też inkluzją maficzną? Krótko uzasadnijcie swoją odpowiedź.
3. Obejdźcie fontannę dookoła i przyjrzyjcie się pozostałym czarnym inkluzjom. Czy ogólnie rzecz biorąc, występuje tu więcej ksenolitów, czy też inkluzji maficznych?
4. Zróbcie sobie zdjęcie — lub zdjęcie jakiegoś osobistego przedmiotu — w miejscu ukrycia skrzynki i dołączcie je do swojego wpisu w logu!
Proszę o przesłanie odpowiedzi do mnie drogą mailową lub za pośrednictwem Centrum Wiadomości (Message Center)! Wpis w logu możecie zamieścić natychmiast po przesłaniu odpowiedzi. Skontaktuję się z Wami, jeśli pojawią się jakiekolwiek wątpliwości. Nie musicie czekać na wyraźne pozwolenie na zamieszczenie wpisu! Mam nadzieję, że wspaniale spędzicie czas podczas tej geologicznej podróży pełnej odkryć!
In addition to glass elements, the "Fontanna Zdrój" in Wrocław consists primarily of granite sourced from regional or nearby quarries. What makes this granite particularly unique are the inclusions found within the rock. Upon closer inspection, these appear in several places as black spots within the stones. These features deviate from the surrounding rock matrix and are also of geological interest.
The inclusions found in the fountain's granite are either xenoliths or mafic inclusions. Both are typical, yet distinct structures found in igneous rocks. This EarthCache explains how, with a keen eye, you can distinguish between these dark spots.
These granites typically originate from the Variscan basement (Late Paleozoic), which formed during a mountain-building event approximately 300 million years ago. In Lower Silesia—the region surrounding Wrocław—granites are widespread and have been utilized as both building and ornamental stone for centuries.
Granite is a deep-seated igneous rock that cools slowly from a silica-rich melt (magma). This slow cooling process gives rise to the rock's characteristic, clearly visible mineral grains—typically quartz (glassy), feldspar (white to pink), and mica (either black biotite or silvery muscovite).
Black Inclusions in Granite
The dark spots found within granite can have various origins. Two possibilities include:
- Xenoliths (inclusions of foreign rock)
- Mafic inclusions (also known as "mafic enclaves" or "dark magmatic remnants")
Both form through distinct processes and, with a trained geological eye, can be distinguished from one another.
But what exactly are we looking at here at the fountain: Xenoliths or mafic inclusions?
Xenoliths: Foreign Bodies in Magma
As hot magma rises through the Earth's crust, it intrudes into pre-existing rock formations. During this process, fragments of these existing rocks may break off and fall into the magma. If these fragments are not completely melted down, they persist as inclusions and solidify alongside the magma.
Mineralogically, they differ from the surrounding rock. Within granite, for instance, xenoliths may appear darker or exhibit a layered structure. For geologists, xenoliths are invaluable, as they serve as "samples" from deeper regions of the Earth's crust—or even from the Earth's mantle.
Typical Characteristics
- Irregular shape (often angular or fractured)
- Sharp boundary with the surrounding granite
- Distinct mineral composition (e.g., metamorphic rocks such as schist or gneiss)
- Occasionally reactive margins, where the xenolith material has reacted with the magma
If the black spots appear highly heterogeneous or exhibit structures atypical of magmatic crystallization (e.g., foliation), they are more likely to be xenoliths.
Mafic Inclusions: Magma within Magma
Mafic minerals (also referred to as dark minerals) are defined as minerals containing high concentrations of magnesium and iron. The root "maf" is derived from these elements: "ma" stands for magnesium, and "f" stands for *ferrum* (iron). Mafic minerals are essential constituents of igneous rocks, occurring in varying concentrations. Examples of mafic minerals include biotite, olivine, amphibole, and pyroxene.
Inclusions typically consist of foreign rock material. However, even though it may appear as though foreign rock is present here, these features actually consist of mafic components that were already present within the molten rock—merely in a cumulated (accumulated) form. These dark minerals crystallize early within the melt and, due to their high density, settle at the bottom of the magma chamber.
Mafic inclusions also form when two magmas of differing composition mix—typically a light-colored, silicon-rich (felsic) magma blending with a darker, iron- and magnesium-rich (mafic) magma. This mixing is often incomplete, resulting in "droplets" of the darker magma solidifying within the lighter granite matrix.
Typical Characteristics
- Rounded to oval shapes ("blob-like")
- Finer-grained texture than the surrounding granite
- Diffuse transitions or "frayed" edges
- Often a uniform dark color (due to the presence of biotite, amphibole, and pyroxene)
If the spots are predominantly rounded and resemble "frozen droplets," they are likely mafic inclusions—an indication of complex magmatic processes occurring deep within the Earth's crust.
How do you distinguish between xenoliths and mafic inclusions?
1. Form and Geometry
Xenoliths: angular, fragment-like
Mafic Enclaves: rounded to elliptical
2. Margins
Xenoliths: sharply defined, sometimes with a reaction rim
Mafic Enclaves: often indistinct or "diffuse" margins
3. Texture (Fabric)
Xenoliths: can be layered or foliated (e.g., schistose fabric)
Mafic Enclaves: usually homogeneous, fine-grained
4. Mineralogy
Xenoliths: may contain entirely different minerals
Mafic Enclaves: contain typical mafic minerals (biotite, amphibole)
5. Contact with Host Rock
Xenoliths: appear "entrapped"
Mafic Enclaves: appear rather "intermixed"
Significance for the Geology of the Material
The presence of such inclusions makes the granite particularly geologically intriguing:
- Xenoliths provide clues about the rocks through which the magma ascended.
- Mafic enclaves provide evidence of magma mixing—a dynamic process within the Earth's crust.
Enjoy your visit to this beautiful city, and then before logging, please answer the following questions. You are welcome to write your answers and logs in your native language. If you visited this EarthCache as a team, it is sufficient for just one member to submit the answers on behalf of the entire group. In that case, please simply note who submitted the answers, and ensure that each team member takes their own individual photo.
1. Select one of the black spots and describe its size, shape, edges, and texture.
2. Based on your observations, does it appear to be a xenolith or a mafic inclusion? Briefly justify your answer.
3. Walk around the fountain and examine the other black inclusions. Are there generally more xenoliths or more mafic inclusions present here?
4. Take a photo of yourself—or a personal item—at the site and attach it to your log!
Please send your answers to me via email or the Message Center! You may log your find immediately after submitting your answers. I will contact you if there are any issues. You do not need to wait for explicit permission to log! I hope you have a wonderful time on this geological journey of discovery!
Der „Fontanna Zdrój“ in Wrocław besteht neben Glaselementen hauptsächlich aus Granit aus regionalen oder nahegelegenen Steinbrüchen. Was diesen Granit besonders macht, sind die Einschlüsse im Gestein. Wenn man genauer hinschaut sieht man diese an mehreren Stellen als schwarze Flecken in den Steinen. Diese weichen vom Grundgefüge ab und sind auch geologisch interessant.
Bei den Einschlüssen im Granit des Brunnens handelt es sich entweder Xenolithe oder mafische Einschlüsse. Beide sind typische, aber unterschiedliche Strukturen in magmatischen Gesteinen. Der Earthcache erklärt euch, wie ihr mit einem gezielten Blick diese dunklen Flecken unterscheiden könnt.
Diese Granite stammen typischerweise aus dem variszischen Grundgebirge (spätes Paläozoikum), das sich im Zuge der Gebirgsbildung vor etwa 300 Millionen Jahren gebildet hat. In Niederschlesien, der Region um Wrocław, sind Granite weit verbreitet und werden seit Jahrhunderten als Bau- und Zierstein verwendet.
Granit ist ein magmatisches Tiefengestein, das sich langsam aus einer silikatreichen Schmelze (Magma) abkühlt. Durch diese langsame Abkühlung entstehen die typischen, gut sichtbaren Mineralkörner – meist Quarz (glasig), Feldspat (weiß bis rosa) und Glimmer (biotitisch schwarz oder muskovitisch silbrig).
Schwarze Einschlüsse im Granit
Die dunklen Flecken im Granit können verschiedene Ursprünge haben. Zwei Möglichkeiten sind:
- Xenolithe (Fremdgesteinseinschlüsse)
- mafische Einschlüsse (auch „mafic enclaves“ oder „dunkle Magmenreste“)
Beide entstehen auf unterschiedliche Weise und lassen sich mit etwas geologischem Blick voneinander unterscheiden.
Aber worum handelt es sich denn hier am Brunnen: Xenolithe oder mafische Einschlüsse?
Xenolithe: Fremdkörper im Magma
Wenn heißes Magma durch die Erdkruste aufsteigt, durchdringt es bereits vorhandene Gesteine. Dabei können Stücke dieser Gesteine abbrechen und in das Magma fallen. Werden sie nicht vollständig aufgeschmolzen, bleiben sie als Einschlüsse erhalten und erstarren zusammen mit dem Magma.
Sie unterscheiden sich mineralogisch vom umgebenden Gestein. Im Granit können Xenolithe z. B. dunkler oder geschichtet erscheinen. Für Geologen sind Xenolithe sehr wertvoll, weil sie wie „Proben“ aus tieferen Bereichen der Erdkruste oder sogar des Erdmantels wirken.
Typische Eigenschaften
- Unregelmäßige Form (oft kantig oder zerbrochen)
- Scharfe Abgrenzung zum umgebenden Granit
- Andersartige Mineralzusammensetzung (z. B. metamorphe Gesteine wie Schiefer oder Gneis)
- Teilweise reaktive Ränder, wenn das Xenolith-Material mit dem Magma reagiert
Wenn die schwarzen Flecken sehr heterogen wirken oder Strukturen zeigen, die nicht typisch für magmatische Kristallisation sind (z. B. Schieferung), handelt es sich eher um Xenolithe.
Mafische Einschlüsse: Magma im Magma
Als mafische Mineralien (oder auch dunkle Mineralien) werden sehr stark magnesium- und eisenhaltige Mineralien bezeichnet. Der Wortstamm "maf" ist daraus zusammengesetzt: "ma" steht für Magnesium und "f" für Ferrum (Eisen). Mafische Mineralien sind in unterschiedlicher Konzentration essentielle Bestandteile der Magmatite. Beispiele mafischer Mineralien sind Biotit, Olivin und Amphibol und Pyroxen.
Einschlüsse bestehen eigentlich aus Fremdgestein. Auch wenn es so aussieht, als wenn hier fremdes Gestein enthalten ist, handelt es sich um die bereits in der Gesteinsschmelze enthaltenen mafischen Bestandteile, nur in kumulierter (angesammelter) Form. Diese dunklen Mineralien kristallisieren frühzeitig in der Schmelze und sammeln sich aufgrund ihrer hohen Dichte am Boden der Magmakammer an.
Mafische Einschlüsse entstehen auch, wenn sich zwei unterschiedlich zusammengesetzte Magmen mischen - typischerweise ein helles, siliciumreiches (felsisches) Magma mit einem dunkleren, eisen- und magnesiumreichen (mafischen) Magma. Diese Vermischung ist oft unvollständig, sodass „Tropfen“ des dunkleren Magmas im helleren Granit erstarren.
Typische Eigenschaften
- Rundliche bis ovale Formen („blob“-artig)
- Feinkörnigere Struktur als der umgebende Granit
- Diffuse Übergänge oder „ausgefranste“ Ränder
- Häufig gleichmäßige dunkle Farbe (durch Biotit, Amphibol, Pyroxen)
Wenn die Flecken eher rundlich sind und wie „eingefrorene Tropfen“ aussehen, handelt es sich wahrscheinlich um mafische Einschlüsse – ein Hinweis auf komplexe magmatische Prozesse tief in der Erdkruste.
Wie unterscheidet man Xenolithe und mafische Einschlüsse?
1. Form und Geometrie
- Xenolithe: kantig, fragmentartig
- Mafische Einschlüsse: rundlich bis elliptisch
2. Randzonen
- Xenolithe: scharf begrenzt, manchmal mit Reaktionssaum
- Mafische Einschlüsse: oft unscharfe oder „verfließende“ Ränder
3. Textur (Gefüge)
- Xenolithe: können geschichtet oder foliated sein (z. B. Schieferstruktur)
- Mafische Einschlüsse: meist homogen, feinkörnig
4. Mineralogie
- Xenolithe: können völlig andere Mineralien enthalten
- Mafische Einschlüsse: enthalten typische mafische Minerale (Biotit, Amphibol)
5. Kontakt zum Wirtsgestein
- Xenolithe: wirken „eingeschlossen“
- Mafische Einschlüsse: wirken eher „eingemischt“
Bedeutung für die Geologie des Materials
Das Vorhandensein solcher Einschlüsse macht den Granit geologisch besonders spannend:
- Xenolithe geben Hinweise auf die Gesteine, durch die das Magma aufgestiegen ist.
- Mafische Einschlüsse belegen Magmamischung - ein dynamischer Prozess in der Erdkruste.
Genießt euren Besuch in der schönen Stadt und beantwortet dann bitte vor dem Loggen folgende Fragen. Gerne könnt ihr die Antworten und Logs in eurer Muttersprache scheiben. Wenn ihr den EC im Team besucht habt, dann reicht es wenn einer die Antworten für das ganze Team schickt. Schreibt dann nur bitte dazu, wer die Antworten geschickt hat und macht bitte jeder ein eigenes Foto.
1. Sucht euch einen der schwarzen Flecken und beschreibt seine Größe, Form, den Rand und die Textur.
2. Handelt es sich demnach eher um einen Xenolith oder mafischen Einschluss? Begründet eure Antwort kurz.
3. Geht einmal um den Brunnen herum und schaut euch die anderen schwarzen Einschlüsse an. Gibt es hier insgesamt mehr Xenolithe oder mehr mafische Einschlüsse?
4. Macht ein Foto von euch oder einem persönlichen Gegenstand vor Ort und hängt es an euren Log!
Schickt mir eure Antworten per Mail oder Nachrichtencenter! 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:
- https://pl.wikipedia.org/wiki/Fontanna_Zdr%C3%B3j_we_Wroc%C5%82awiu
- https://www.wroclaw.pl/dla-mieszkanca/gdzie-sie-schlodzic-we-wroclawiu-latem-zobaczcie-fontanny-zraszacze
- https://www.geothermie.de/bibliothek/lexikon-der-geothermie/x/xenolith
- https://www.vulkane.net/blogmobil/wiki/xenolith
- https://de.wikipedia.org/wiki/Mafische_Minerale