Eine Symbiose zwischen Hornblende und Granit EarthCache

Während der Vergletscherung Norddeutschlands vor etwa 200.000 Jahren, wurde dieser Findling hier durch das Eis von Schweden nach Bad Oeynhausen transportiert. Bis zum Jahre 1970 schlummerte er in der Erde, bis ihn Ausschachtungsarbeiten schließlich zu Tage befördert haben.

Das besondere an diesem Findling ist jedoch der dunkle Einschluss im Biotit-Granit. Es handelt sich hierbei um Hornblende, die in der granitischen Schmelze aufgelöst wurde und als fingerförmiger Fortsatz im Biotit-Granit erhalten blieb.

Granite entstehen durch die Erstarrung von Gesteinsschmelzen (Magma) innerhalb der Erdkruste. Sie entstehen in den meisten Fällen nicht aus Material des Erdmantels, sondern aus aufgeschmolzenem Material der unteren Erdkruste.

Dieser Granit erstarrte sehr langsam in größeren Tiefen von mehreren Kilometern. Entsprechend den Schmelztemperaturen beginnen sich die ersten Kristalle zu bilden. Dabei besitzen die dunklen Minerale - die auch meistens eine hohe Dichte haben - den höchsten Schmelzpunkt und erstarren zuerst. Die zuerst gebildeten schweren Mineralien, wie z. B. Hornblende, die auf Grund ihres höheren spezifischen Gewichts und ihres höheren Schmelzpunktes bei dem Abkühlungsprozess früher ausgeschieden werden, sinken in der noch flüssigen Restschmelze ab und sammeln sich im unteren Bereich einer erstarrenden Magmakammer. Diesen Prozess nennt man magmatische Differentiation.

Der Kontakt mit dem Nebengestein, in diesem Fall der Hornblende, führte in den Randbereichen des Magmas zu „Verunreinigungen“ und zu einem rascheren Erkalten des Magmas. Häufig entstehen dabei besonders ausgefallene Gesteinsvarietäten und Minerale. Weiterhin wird auch das Nebengestein durch die hohe Temperatur und durch die Materialzufuhr aus dem heißen Magma deutlich verändert und in ein metamorphes Gestein umgewandelt.

Durch weitere Bewegungen der Erdkruste und Abtragung des darüber befindlichen Gesteins gelangt dann der erstarrte Granit (samt eingeschlossenes Nebengestein) an die Erdoberfläche. Dabei kann sich der Granit durch tektonische oder hydrothermale Prozesse deutlich verändern. Mit dem Erreichen der Erdoberfläche setzt außerdem die Verwitterung und Abtragung des Granits selbst ein.

In unserem Fall wurde während des oben genannten Schmelzvorgangs die Hornblende als Nebengestein aus ihrer natürlichen Struktur herausgelöst und mit dem Biotit-Granit verbunden. Da die Hornblende ein höheres spezifisches Gewicht hat als das Biotit-Granit, sammelte sich diese in der Magmakammer im unteren Bereich an. Es entstand der vor Ort zu sehende fingerfömige Einschluss von Hornblende.

„Hornblende“ ist die Bezeichnung einer Gruppe von Amphibole. Jede Hornblende ist ein Amphibol, aber nicht alle Amphibole sind Hornblenden. Normalerweise ist Hornblende in den Gesteinen mit bloßem Auge nicht vom Rest des Gesteins zu unterscheiden. Von daher ist dieser Findling hier, eine Ausnahme. Denn hier ist ein grosser Einschluss von Hornblende deutlich erkennbar.

Die eisenreiche Hornblende, die neben Eisen hohe Anteile an Calcium, Natrium und Magnesium enthält, tritt sowohl in magmatischen, als auch in metamorphen Gesteinen wie z. B. Amphibolit auf.

(http://de.wikipedia.org/wiki/Amphibolgruppe#Bildung_und_Fundorte)

Das Quartär - Zeitalter der Gletscher

Das Quartär begann vor 2,6 Mio. Jahren mit einer deutlichen Abkühlung des Klimas und dauert bis heute an. Kalt- und Warmzeiten wechseln sich häufig miteinander ab.

In Norddeutschland gab es drei Etappen der Hauptvergletscherungen. Während der vorletzten Kaltzeit drangen die Gletscher in vier Schüben von Norden her in das Münsterland vor. Die Abbildung unten zeigt den dritten und größten Eisvorstoß. Die Gletscher schleppten riesige Gesteinsbrocken mit und zermahlten sie. Als die Gletschermassen dann abtauten blieben die vom Eis mitgeführten Steine liegen. Haben diese Steine eine bestimmte Größe, Durchmesser von mehr als 40 cm, werden sie als Findlinge bezeichnet.

(Quelle: http://www.westfaelische-mineralienboerse.de/img/Poster/12a-5-plk_quartaerA4.pdf)

Logbedingungen:

1. Nenne die 3 Etappen der Hauptvergletscherungen in Norddeutschland.

2. Wie hoch schätzt Ihr den Anteil der Hornblende im Verhältnis zum gesamten Stein? (z. B. 25 %, 30 %, …)

3. Wie hoch und schwer schätzt Ihr den Stein?

4. Wie ist der Übergang zwischen der Hornblende und dem Granit? Eher fließend oder scharf?

Über ein Foto von Euch vor Ort würde ich mich freuen! Aber bitte keine Lösungen mit in den Logs posten!

Approximately 200,000 years ago during glaciation in north Germany, this boulder/bowlder was transported by the ice from Sweden to Bad Oeynhausen. Up to the year 1970 it slumbered in the earth until excavation work finally have transported it to the surface.

However, the dark inclusion in the biotite granite at this boulder/bowlder makes it special.

This inclusion is called hornblende and was dissolved in the granitic melt and remained unchanged as a finger-shaped extension in the biotite granite.

Granites arise from the congealment of liquid fused rocks (magma) within the earth's crust. In most cases, they do not arise from material of the earth’s mantle but are made of melted material of the lower earth's crust.

This granite congealed very slowly in larger depths of several kilometers. In relation to the melting temperatures the first crystals started to form. The dark minerals - mostly having a high density – have the highest melting point and congeal first. The heavy minerals, like e.g. hornblende, are formed first. Due to their higher specific weight and their higher melting point at the cooling process they are precipitated earlier. They sunk in the still liquid rest melt and accumulated in the lower area of the congealing magma chamber. This process is called magmatic differentiation. The contact with the country rock, in this case with the hornblende, led in the marginal areas of the magma to "impureness" and to a faster cooling of the magma.

Often, unusual rock varieties and minerals arise. Furthermore, the country rock is changed considerably and transformed into a metamorphic rock by the high temperature and by the infusion of material from the hot magma, too.

By further movements of the earth's crust and erosion of the rock located above (including the country rock), the congealed granite then reaches to the earth's surface. In this process, the granite can change considerably by tectonic or hydrothermal processes. In addition, the weathering and erosion of the granite starts with reaching the earth's surface.

In our case, the hornblende was removed from its natural structure and connected with the biotite granite as a country rock during the glaze process mentioned above. Since the hornblende has a higher specific weight than the biotite granite, it accumulated in the magma chamber in the lower area. The result of this process can be seen as finger-shaped inclusion of hornblende on the spot.

"Hornblende" is the name of a group of Amphibole. Every hornblende is an amphibole, but not all amphiboles are hornblendes. Hornblende usually cannot be distinguished by the rest of the rock with a naked eye. Thus, this boulder/bowlder here is an exception, because a great inclusion of hornblende is clearly recognizable here.

The iron-rich hornblende which contains high proportion of calcium, sodium and magnesium besides iron, appears both in magmatic and in metamorphic rocks like e.g. amphibolites.

The quaternary – The age of the glaciers

The quaternary started 2.6 million years ago with a considerable cooling of the climate and lasts to this day. Cold and warm times frequently alternate with each other.

There were three episodes of major glaciations in north Germany. During the next-to-last cold time the glaciers expanded into the region of Münsterland in four glacial advances from the north. The illustration below shows the third and greatest ice advance. The glaciers carried gigantic rock chunks and pulverized them. When the glacier masses thawed, the stones which were carried by the ice settled. If these stones have a certain size, a diameter of more than 40 cm, they are described as boulder/bowlders.

(Quelle: http://www.westfaelische-mineralienboerse.de/img/Poster/12a-5-plk_quartaerA4.pdf)

Log conditions:

1. Name the three stages of the major glaciations in north Germany.

2. Estimate the portion of the hornblende compared to the whole rock (e.g. 25 %, 30 %, …)!

3. Estimate the height and weight of this stone!

4. Describe the transition between hornblende and the granite. Is it blurred or sharp?

I would be happy about a photo of you on the spot! Do not post any solutions in the logs!