Gesteine am Geomuseum Münster EarthCache

Hinter dem Geologischen Museum der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster befindet sich eine Art kleiner Garten mit verschiedenen Gesteinen. Der Steingarten kann kostenfrei besucht werden, bitte besucht diesen Cache nur tagsüber. Das Geomuseum der Uni Münster hat am 10. August 2023 nach 16 Jahren Umbauphase nun wieder geöffnet und ist einen Besuch wert.

Vorweg noch kurz ein paar Grundlagen zu den Gesteinsklassen:

Steine befinden sich in einem permanenten Zyklus, der sich alle mehrere Hundertmillionen Jahre wiederholt. Die drei großen Gesteinsgruppen (Magmatite, Metamorphite und Sedimentgesteine) stehen miteinander in Beziehung, bei dem jedes Gestein durch fortwährende Prozesse aus dem anderen Gestein hervorgeht.

Magmatite: Erstarrungsgesteine, die aus Magma/Lava entstehen. Weitere Unterteilung: Plutonite = Erstarrung in der Tiefe der Erdkruste aus glutflüssigem Magma / Vulkanite = Erstarrung erfolgt an der Erdoberfläche (Ergussgestein) aus Lava = Vulkangestein

Metamorphite: Gelangen Gesteine in die Tiefe der Erdkruste oder kommen mit aufdringendem Magma in Kontakt, wandeln sie sich durch hohe Temperaturen und großen Druck zu neuen Formationen, z.B. durch Plattentektonik = Umwandlungsgestein

Sedimentgesteine: Durch die Ablagerung von Gesteinsresten entstehen durch Druck neue Gesteine. Sie enthalten oft Fossilien. Den Vorgang der Verfestigung nennt man Diagenese = Ablagerungsgestein

Betrachten wir nun die Brocken vor Ort:

Da es vor Ort keine Schilder an den Gesteinen gibt, habe ich diese für die Listings selbst durchnummeriert. Die Nummerierung ergibt sich aus der Reihenfolge im Listing. Der folgende Lageplan dient als kleine Orientierung vor Ort.

1. Dolomitstein aus dem Givetium (Sauerland/Bergisches Land)

Dolomitstein ist ein Karbonatgestein, welches zu mindestens 90% aus dem Mineral Dolomit (CaMg(CO3)2 besteht. Weitere mineralische Gemengeteile sind Calcit, Tonmineralien und Limonit. Dolomitsteine haben meist ein zuckerkörniges Aussehen, rauhe Bruchflächen und es fehlen glattgewaschene Flächen. Im Sonnenlicht glitzern die Spaltflächen.

Dolomite gehören zu den Sedimentgesteinen, sie entstanden an marinen Orten durch Umwandlungen von kalkhaltigen Gesteinen und der Ausfällung des Minerals Dolomit im Givetium. Bei der Dolomitisierung wird das Mineral Calcit oder Aragonit durch das Mineral Dolomit ersetzt. Da Dolomit eine höhere Dichte als Calcit besitzt, sind Hohlräume typisch für Dolomitsteine.

Setzt die Dolomitisierung frühdiagenetisch ein (= Gesteinsbildung kurz nach Ablagerung), bleiben Gefügemerkmale und Fossilien erhalten und sind in der Oberflächenstruktur zu erkennen. Falls Poren vorhanden sind, kann es dort bereits zu einer Neubildung von Mineralien kommen.
Eine spätdiagenetische Dolomitisierung setzt hingegen erst mit langer Verzögerung nach der Ablagerung ein. Hier spielt der Einfluss von Verwitterung & Erosion, aber auch von Porenwasser eine wichtige Rolle auf das Gestein. Bei einer spätdiagenetischen Dolomitisierung werden jegliche Gefügemerkmale und Fossilien des Ausgangsgesteins verwischt und sind nicht mehr als solche erkennbar.

Die Dolomitisierung fand bei diesem Stein im Givetium statt. Das Givetium ist in der Erdgeschichte eine Stufe des Devons, es begann vor rund 387,7 Millionen Jahren und dauerte bis etwa vor 382,7 Millionen Jahren.

2. Dolomit aus dem Zechstein (sog. Rauhwacke), wohl Ostsauerland

Rauwacke ist ein poröses Kalk- oder Dolomitgestein. Es besteht aus einem mehr oder weniger krystallinischen, körnigen Dolomit, von grauen ins Gelbe und Braune verlaufende Farben. Rauwacke ist häufig porös und blasig, fühlt sich rauh und scharf an. Auf die äußere Struktur beziehen sich auch die Namen Rauhkalk, Rauhstein oder Rauhwacke, welche ihm thüringische und schwäbische Bergleute gegeben haben.

„Zechstein“ (Perm) bezeichnet eine erdgeschichtliche Epoche am Ende des Erdaltertums, die vor 258 Millionen Jahren begann und vor 251 Millionen Jahren endete. Es handelt sich im Zechstein um marine Ablagerungen, die in Europa vom sogenannten Zechsteinmeer geprägt wurden. Das Zechsteinmeer dehnte sich über weite Teile Europas aus und reichte maximal von Nordostgrönland über England, Belgien, Dänemark über Deutschland, Polen bis nach Litauen.

3. Massenkalk aus dem Givetium (Sauerland, mit Riffbildnern)

Bei großflächigen Kalkvorkommen spricht man von Massenkalk.

Riffkalke sind Sedimentgesteine, die aus der Ablagerung kalkhaltiger Schalen und Skelettbildungen tierischer und pflanzlicher Organismen entstehen. Darunter zählen vor allem riffbildende Fossilien von Meeresorganismen wie Korallen, Stromatoporen, Algen und Schwämme. Die wichtigste Gruppe sind dabei die Korallen und Stromatoporen. Durch Funde von Stringocephalus (relativ großwüchsige Brachiopoden) und rugosen Korallenfaunen in sauerländischen Riffbildnern wurde bewiesen, dass die untersten 500 m des Massenkalkes dem Ober-Givetium angehören. In diesem Massenkalk kann man aus der Nähe viele kleine runde Korallen entdecken, die für eine besondere Oberflächenstruktur sorgen.

4. Toneisenstein-Konkretion

Eine Konkretion ist eine harte, kompakte Masse sedimentären Gesteins. Konkretionen treten in knolliger bis abgeplattet-linsenförmiger Form auf, oft auch als etwas unregelmäßig geformter Körper. Das Wort Konkretion ist vom lateinischen "con" (mit) und "crescere" (wachsen) abgeleitet. Das bedeutet, dass Konkretionen meist aus zirkulierenden Lösungen um ein Zentrum (z.B. Fossilien) von innen nach außen gewachsen sind.

Hier finden wir eine Toneisenstein-Konkretion vor, wie sie oft im Steinkohlengebirge des Ruhrgebietes gefunden wurde. Toneisenstein besteht aus Ton (Ton mit Mergel gemischt) und Eisencarbonat (Siderit oder Ankerit), kohliger Substanz und pelitischem Detritus (zerriebenes Gesteinsmaterial) und kann Größen bis in den Meterbereich erreichen. Toneisenstein tritt zusammen mit Kohleablagerungen (z.B. Ruhrkohlen) auf. Im Oberkarbon entstanden auf dem Untergrund ausgedehnte Waldmoore, welche immer wieder durch episodisch auftretende Sedimentschüttungen überdeckt wurden. Neben organischem Material wurden auch Sedimente, wie Ton und Siderit (Eisenstein) abgelagert, die sich zu Toneisenstein verdichteten. Der braune Farbton entsteht durch Oxidation (chemische Reaktion mit Sauerstoff).

In der Bergmannssprache sind Toneisenstein-Konkretionen auch als "Sargdeckel" bekannt und gleichzeitig gefürchtet. Ein plötzliches Herunterfallen dieser Konkretionen von der Firste (Decke) war tödlich.

5. Kalkknotenschiefer ("Kramenzelkalk") aus dem Frasnium, Sauerland

Kalkknotenschiefer entstand durch die Ablagerung toniger und kalkiger Sedimente in flachen Lagunen, die durch diagenetische Prozesse und eine niedriggradige Metamorphose umgewandelt wurde. Kalkknotenschiefer sind u.a. im Rheinischen Schiefergebirge weit verbreitet und werden oft als "Kramenzelkalke" (sauerländisches Plattdeutsch für Kramenzel = Ameise) bezeichnet. Dabei handelt es sich um dunkelgraue Tonschiefer, in denen lagenweise weißer knolliger Kalk auftritt. Dieser Kalk wird mit der Zeit durch Verwitterung aus dem resistenteren umgebenden Gestein hinausgelöst. Zurück bleiben irgendwann kleine Löcher, sodass der Kalkknotenschiefer in vielen Jahren an einen Ameisenbau erinnert.

6. Basalt

Basalte sind vulkanische Gesteine (Vulkanite -> Magmatite). Sie sind die wohl bekanntesten Erstarrungsgesteine vulkanischer Aktivitäten. Basaltsäulen entstehen durch rasche Abkühlung einer bis zur Oberfläche aufgedrungenen Gesteinsschmelze. In dem homogenen Material bildet sich ein regelmäßiges Netz an Abkühlungszentren. In deren Richtung schrumpft das Gestein und zerreißt (im Idealfall) in ein sechseckiges Säulenmuster, üblich sind aber auch drei- bis achtseitige Säulen. Die Säulen stehen immer senkrecht zur Abkühlungsfläche (Untergrund). Z.B. bilden sich auf einem horizontalen Untergrund immer senkrecht stehende Basaltsäulen, auf gewölbten Talformen sind hingegen auch rosettenförmige Anordnungen zu finden.

Der Prozess der Säulenbildung verläuft ähnlich wie Schlamm, der in der Sonne vertrocknet. Darin entstehen ebenfalls polygonale Trockenrisse. 

Basalte treten in grauer, blaugrauer, bis schwarzer Farbe auf. Hauptgemengeteile sind Plagioklas-Feldspäte, Augit und Hornblende. Basalte kommen in Deutschland vor allem in der Eifel, im Westerwald und der Rhön vor.

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