Protokoll II

2. Exkursion in den Hegau (13.06.2001)

Halt 1, 480 m NN, 8°49'01''E / 47°45'32''N (14h): Deckentuffaufschluss

Herr Dr. Neumann führte uns um 14:15 Uhr in ein Privatgrundstück zum ca. 10 Meter hohen und ca. 80 m langen Aufschluss. Wir begannen, wie bei unserem ersten Treffen, einige markante Gesteinsbrocken aufzusammeln.

Durch gemeinsame Beobachtungen stellten wir fest, dass diese dem Gestein am Duchtlinger Pass (vgl. Protokoll I) sehr ähnlich waren. Es handelte sich somit um einen typischen Deckentuff. Allerdings war er hier stark verkittet. Dunkle Lapilli hoben sich von der helleren Grundmasse deutlich ab. Herr Dr. Neumann erklärte uns, dass es sich hierbei um eine sehr SiO2-arme Schmelze handelte.

In den Handstücken des Deckentuffs entdeckten wir außerdem schwarze, glänzende Plättchen, bis in Fingernagelgröße. Nachdem Herr Dr. Neumann uns erklärte, dass dies ein Glimmer sei, genauer ein Biotit, fiel die Frage nach der Entstehung: Der Glimmer kam aus hohen Tiefen mit großem Druck. So entstand eine hexagonale (sechseckige) Form.

Ein Kalksteinbrocken, der sich durch seine weißliche Färbung aus der Grundmasse heraushob, hätten wir durch die Salzsäureprobe identifizieren können. Da wir diese aber nicht zu Hand hatten, bestand die einzige Möglichkeit darin, sich auf die Erfahrung von Herrn Dr. Neumann zu verlassen. Die blaue Kruste (Opal) um diesen Einsprengling entstand wahrscheinlich durch eine chemische Reaktion, die durch das Eindringen von Flüssigkeit zwischen den Kalkstein und die Grundmasse ausgelöst wurde. Ein weiteres Fundstück enthielt einen Gneiseinschluss.

Ferner entdeckten wir grüne und schwarze Einschlüsse, wobei es sich bei beiden um Xenolithe handelte: Die grünlichen Partikel identifizierten wir als Mergel, die schwarzen als FeS2-reiche Tonschiefer aus dem Lias.

Rundliche, abgeschliffene Steine kamen uns seltsam vor. Sie unterschieden sich durch ihre Form von den sonstigen, eher kantigen Einsprenglingen des Deckentuffs. Es stellte sich heraus, dass diese fluviatilen Gerölle, vermutlich aus Quarz, durch Erosion in den Alpen abgetragen und schließlich im voralpinen Molassebecken sedimentiert wurden. Beim Aufdringen der Magma (Link) wurden sie aus ihrer Lage in geringer Tiefe mitgerissen. Nach der Eruption landeten sie, wie die Lapilli, um den Vulkanschlot herum.

Aufgrund der Tonschieferstücke, die sich bei ihrer Ablagerung immer parallel zur Oberfläche einregeln, konnte man die ursprüngliche Schräglage des Tuffs rekonstruieren, da sich der Tonschiefer durch seine Schichtung und Lagigkeit gut von der Grundmasse abhebt. Es stellte sich heraus, dass das Einfallen des Deckentuffs zum Zentrum des Hohentwielschlotes verläuft. Somit muss der Aufschluss innerhalb des damals ca. 1 km großen Kraters gelegen haben. Im Zentrum des ehemaligen Kraters befindet sich der Phonolithstock, mit ca. 400 Meter Durchmesser.

Halt 2, 530 m NN, 8°45'14''E / 47°46'03''N (15h): Riedheimer Gang

Wir begannen ebenfalls mit der Untersuchung des umliegenden Gesteins. Bei den Handstücken fiel uns das hohe spezifische Gewicht und die besondere Festigkeit auf. Das Gestein war dicht und besaß eine feinkörnige Grundmasse mit kleinen Einsprenglingen. Die Einsprenglinge (Olivin) gaben dieser erstarrten Lava ihren Namen: Melilith-führender Olivin-Nephelinit. Das Mineral Nephelin bildet sich bei extremem SiO2-Mangel und ist nur in einem Dünnschliff erkennbar. Nephelinit gilt als das SiO2-ärmste Gestein Deutschlands. Entsprechend ist auch kein Feldspat vorhanden, der Nephelin vertritt ihn. Diese Tatsache unterscheidet das vorliegende Gestein von einem Basalt, der Feldspat führt. Dennoch hat sich als vereinfachende Bezeichnung für das Gestein der eher westlich liegenden Hegau-Vulkane der Begriff Basalt eingebürgert.

Die heutige, braune Färbung ist ein typisches Zeichen aller Olivine, da diese durch Verwitterung entsteht. Eine noch nicht so vorangeschrittene Verwitterung in der Mitte, lässt auf ein späteres Eindringen der Magma in das schon bestehende Gestein schließen.

Mit Hilfe der geologischen Karte 1:50.000, Blatt Gottmadingen, konnten wir die räumliche Lage dieses Gesteinsvorkommens bestimmen. Anders als am Hohentwiel drang hier das Magma nicht punktförmig in Richtung Erdoberfläche, sondern linienförmig. Es entstand ein sogenannter Gang. Er entstand, als Magma durch eine Förderspalte bis an die Oberfläche hervortrat.

Der nach der benachbarten Ortschaft benannte "Riedheimer Gang" hat eine Breite von ungefähr 20 Meter und eine Gesamtlänge von über einem Kilometer, wobei heute nur noch 400 Meter vorhanden sind. Die restlichen 600 Meter wurden durch den Geomagnetismus der Gesteine in Südrichtung nachgewiesen. Im Norden endet der Gang am Hohenstoffeln.

Halt 3, 720 m NN, 8°44'59''E / 47°47'47''N (16h): Olivin-Melilith-Vorkommen unterhalb des Nordgipfels des Hohenstoffeln

Wir fanden einen noch relativ frischen Aufschluss vor, da hier bis in die 30er Jahre des 20. Jahrhunderts Schotterabbau betrieben wurde. Auffallend waren die terrassenartige Form des Aufschlusses, die durch den jahrelangen Abbau gebildet wurde. Der Hohenstoffeln besitzt als einziger Hegauvulkan einen markanten Doppelgipfel. Das vorliegende Gestein war begehrt, da es zäh und hart ist und keine bevorzugte Spaltrichtung hat, das eine rasche Verwitterung begünstigen würde. Der Naturschützer und Schriftsteller Ludwig Finck erreichte den Abbaustopp und die Ausweisung des Hohenstoffeln als Naturschutzgebiet.

Herr Dr. Neumann schickte uns zu einer Untersuchung des Gesteins und ließ uns eine Skizze der Gesteinsschichtungen anfertigen.

Das "Basalt"gestein besteht aus einer dunklen Grundmasse in der kaum Einzelminerale zu erkennen sind. Auch fehlt jede Form von Einschlüssen (Xenolithe). Die erkennbaren Schichten setzten sich aus Hexagonalsäulen zusammen. Diese entstanden durch die langsame Auskühlung der Magma bis zum festen Zustand (600°C) und der darauffolgenden, langsamen und gleichmäßigen Abkühlung auf ca. 20°C. Durch Risse im Gestein entstand die endgültige Form.

Besonders auffällig war, dass im unteren Bereich eine nahezu horizontale Schichtung vorherrschte, sie nach oben hin immer senkrechter wurde und am Gipfel schließlich vertikal verlief. Aufgrund wissenschaftlicher Untersuchungen, die besagen, dass sich die Schichtung beim Aushärten des Gesteins immer senkrecht zur Abkühlungsfläche herausbildet, konnten wir uns die ehemalige Kraterform verdeutlichen. Durch die erkennbare Meilerstellung (?-Form) der Schichten im Mittelbereich, konnten wir auf die V-Form des Kraters schließen.

Anhand der Geologischen Karte gewannen wir die Erkenntnis, dass sich der Hohenstoffeln aus insgesamt 3 großen und 6 kleinen Schloten zusammensetzt, deren gemeinsames Zentrum im oberen Mantel (90-100 km) lag. Der Vorstoß der Magma aus Bereichen mit Temperaturen von ca. 1300°C und Drücken von 30 kbar (Druck von 30.000 Atmosphären) erfolgte mit relativ hoher Geschwindigkeit, da keine Verunreinigungen erkennbar sind und es somit zu Auskristallisierung der Xenokristalle (z.B. Olivine) kommen konnte.

Wir vermuteten, dass das Gestein des Riedheimer Gangs aufgrund der großen Ähnlichkeit gleicher Herkunft ist.
Bei der Gesteinsuntersuchung entdeckten wir vereinzelt dünne, weiße Adern (0,5-1 cm dick). Sie stellten sich nach dem Aufschlagen der Gesteinsprobe als Kluftfüllungen heraus, die sich aus hydrothermalen Lösungen abgeschieden hatten. Die Beprobung mit verdünnter Salzsäure nach unserer Rückkehr belegte einen hohen Kalkgehalt (Aufschäumen). Die Kalkgängchen und -krusten im Nephelinit entstanden durch Absatz aus oberflächennahen Wässern, die vermutlich kurz nach der Nephelinitbildung das klüftige Gestein durchfließen. Ihren Calciumcarbonat-Gehalt erhalten sie aus den umliegenden Mergeln und Süßwasserkalken der Juranagelfluh.

Ende der Exkursion im Hegau nach 17 Uhr, Ankunft in Markdorf ca. 18 Uhr.

Protokollanten:
Henning Bremer, Florian Kunkel

Anmerkung:
Eine erste Verbreitung der bei den Exkursionen erworbenen Kenntnisse und Fertigkeiten erfolgte im Juli durch die zwei am Projekt beteiligten Schüler des LK Erdkunde. Anlässlich einer industriegeographischen Exkursion nach Singen (Alu Singen) wurde ein Teil der Zeit genutzt, um einige der Aufschlüsse aufzusuchen und den restlichen Leistungskurs-Schülern die eigenen Kenntnisse weiterzugeben. Dies geschah vollkommen selbständig und "lediglich" in Begleitung eines Referendars. Die Rückmeldungen waren ausnahmslos positiv.

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