Geologie
Im Oberdevon vor etwa 370 Mio. Jahren befand sich im heutigen Okertal wie im ganzen Harzraum ein Meer. Es war in Becken und Schwellen gegliedert.
Auf den Schwellen, die näher an der Wasseroberfläche lagen, wurden Kalke abgelagert – die Geologen nennen es die karbonatische Schwellenfazies des Oberharzer Oberdevons.
Das Gesteinspaket wurde vor etwa 330 Mio. Jahren gefaltet, versenkt, von eindringenden Graniten verändert, später wieder gehoben und dann durch die Erosion freigelegt.
So kommt es, dass wir heute am Romkerhaller Wasserfall-Felsen und der westlich davon gelegenen Rabenklippe diese Kalke aufgeschlossen finden.
Im dazwischen liegenden Okertal stehen Kulmtonschiefer an.
Am Fuß sind einige Meter dunkle Tonschiefer-Hornfelse des Unterkarbon aufgeschlossen.
Der Wasserfall-Felsen besteht bis zur Aussichtsplattform, ca. 65 m über dem Talboden, aus oberdevonischen Kalken, die tektonisch stark gestört sind.
Durch den nahen, seinerzeit glutflüssigen Okergranit wurden vor ca. 290 Mio. Jahren alle Nebengesteine kontaktmetamorph verhärtet und überprägt.
Aber was genau ist eigentlich Kontaktmetamorphose ?
Dringt flüssiges Magma in Spalten und Risse der Erdkruste ein, wird das Gestein, mit dem es in Kontakt kommt, stark erhitzt.
Es kommt zur Umwandlung des Kontaktgesteins mit einsetzender Mineralumstrukturierung.
Man spricht deshalb von Kontaktmetamorphose.
Direkt im Kontaktbereich ist die Umwandlung am stärksten oder hochgradig metamorph und nimmt mit steigender Entfernung sehr schnell in niedrig metamorphe Bereiche ab.
Die Metamorphose der Gesteine ist stets an die Anwesenheit von Wasser als Träger der Ionen gebunden.
Heißeres, basisches Magma enthält nur sehr wenig Wasser und führt daher nicht, wie es zu erwarten wäre, zu einer ausgeprägteren Metamorphose als kühlere saure Magma.
Der höhere Wassergehalt des sauren Magmas kann das Temperaturdefizit ausgleichen.
Die Ausdehnung einer Kontaktmetamorphose hängt von Temperatur und Menge des Intrusivkörpers ab, ist aber stets lokal begrenzt und geht über wenige Kilometer nicht hinaus.
Und so in etwa muß man sich das vorstellen:
In der Umgebung des Granits sind die umhüllenden Sedimentgesteine des Devons und Karbons von einer Kontaktmetamorphose betroffen, auf die unterschiedlichen Gesteinsarten verschieden reagiert haben.
Rekristallisation in den relativ reinen Sandsteinen des Unterdevons hat eine Kornvergröberung verursacht und sie in Hornfels-Quarzite umgewandelt.
In unmittelbarer Nähe des Granits, d.h. wenige Meter vom Kontakt ist die Intensität der Rekristallisation so stark, daß sie das primäre Korngefüge zunehmend oder völlig verwischt.
Dabei nimmt der Gehalt an Biotit, Pyrit, Orthoklas und Albit sowie Turmalin zu.
Tonschiefer zeigen merkliche kontaktmetamorphe Veränderungen auch in größerer Entfernung vom Granit und sind zu massigen Hornfelsen umgewandelt, deren Schieferung verwischt ist.
Und was genau sind jetzt Hornfelse ?
Hornfelse sind vollständig rekristallisierte metamorphe Gesteine.
Sie entstehen bei 600 bis 700 °C. (siehe Bild weiter oben)
Bei diesen Temperaturen verlieren die Schiefergesteine ihre Schiefrigkeit und nehmen das sogenannte Hornfelsgefüge an, dabei bilden Quarz und Feldspat ein richtungsloses Gefüge.
Das dichte und harte, kompakte Gestein besitzt feine bis mittlere Korngröße und variiert in der Farbe je nach Ausgangsgestein von Weiß, Grau, Grün, Blau und Schwarz und ist meist gefleckt.
Je nach Entstehungsort sehen Hornfelse recht unterschiedlich aus:
Der EC:
An den Koordinaten auf der gegenüberliegenden Seite des Wasserfalls kann man sehr schön erkennen welche Veränderungen sich durch die Kontaktmetamorphose vom Tonschiefer zum Hornfels vollzogen haben.
Eine gewisse Härtung, die dunkle Färbung, die von neu gebildetem Biotit herrührt, und vor allem mit bloßem Auge erkennbarer Pyrit sind Kennzeichen der Kontaktmetamorphose in Tonschiefern, auch in größerer Entfernung vom Granit - so wie hier.
(Für noch mehr Details der Veränderungen des Tonschiefers zum Hornfels sei hier auch ein Besuch des ECs GC6CVP5 - Familie Schiefer im Okertal, nicht weit von hier, empfohlen - ist aber zur Lösung der Fragen hier nicht erforderlich).
Um diesen Earthcache loggen zu dürfen, müßt ihr folgende Aufgaben erfüllen:
Schaut euch den Aufschluss genau an und beschreibt eure Eindrücke im Hinblick auf das im Listing beschriebene Phänomen der Kontaktmetamorphose:
Wie sieht das Gestein aus - ist es gleichmässig gefärbt oder gibt es Farbunterschiede?
Kann man an verschiedenen Stellen Unterschiede erfühlen? - Wie würdet ihr die Oberfläche(n) beschreiben (Rauheiten, gefühlte Härte,...)?
Wie liegen die Schichten des Gesteins - waagerecht, senkrecht, gekippt?
Beantwortet die Fragen und sendet die Antworten über das MessageCenter (da kommt die Antwort am schnellsten), an unser Profil oder direkt an teamchritho@go4more.de
Ihr dürft loggen sobald ihr die Antworten abgeschickt habt ohne auf eine Antwort zu warten. Falls damit etwas nicht stimmen sollte, melden wir uns bei euch. Logs ohne Beantwortung der Fragen werden gelöscht.
Auf der Seite des Wasserfalls findet ihr eine Informationstafel.
Zur Beantwortung der Fragen benötigt ihr die dort vorhandenen Informationen jedoch nicht, ihr findet alles Wichtige im Listing bzw. direkt vor Ort am Aufschluss.
Es gibt dort aber dennoch sehr interessante Informationen.
Quellen:
HINZE, C. (1971): mit Beitr. von DUPHORN, K., HANNAK, W., HEINEMANN, B., HERRMANN, A. &
HERRMANN, F.: Erläuterungen zu Blatt Clausthal-Zellerfeld Nr. 4128. – Geol. Karte Niedersachsen 1: 25000, Erl.,
4128: 166 S. 19 Abb., 5 Tab., 1 Kt.; Hannover.
aus: MOHR, Kurt (1973): Harz Westlicher Teil. – Sammlung Geologischer Führer 58: 200S., 33 Abb.,
Exkursionskarten, 2 Taf.; Gebrüder Bornträger, Berlin Stuttgart
Wikipedia
Infotafel vor Ort