Die Geopunkte auf der Besucherstrecke

An verschiedenen Stellen des Besucherrundgangs in der Grube Finstergrund sind Tafeln mit einfachen geologischen Erklärungen angebracht. Die Bergwerksführer erklären an diesen besonders ausgeleuchteten Stellen gerne, was man dort Interessantes erkennen kann. Hier zum Nachlesen die Erläuterungen bei den GeoPunkten.

 

 

GeoPunkt 1

 

Vor 330 Millionen Jahren haben die an den Stößen (= Seiten der Förder­strecke) sichtbaren Gneise ihr heutiges Erscheinungsbild erhalten. Zur Zeit des Oberjuras, vor etwa 150 Millionen Jahren, rissen die Gneise ent­lang von Nord–Süd verlaufenden tektonischen Störungen auf, und es drangen 200°C heiße Lösungen in die tektonische Störung ein.

Beiderseits des Mi­neralgangs sind hellgraue Säume erkennbar, die auf die Einwir­kung die­ser aus der Tiefe aufsteigenden heißen Wässer – auch „Hydrothermen“ genannt – zurückgehen. Der Gneis wurde am Rand der Thermenspalte umgewandelt und es bildeten sich neue Ton­minerale. Bei der langsamen Abkühlung der Hydrothermen kristallisier­ten Quarz und Flussspat aus.

 

 

GeoPunkt 1 A

Der alte Bergmannsbegriff „Ruschel“ bezeichnet ein weiches, toniges Störungsgestein. Ruschelstörungen treten im Schwarzwald in sehr großer Zahl auf.

Die graue bis fast weiße Farbe der Ruschelgesteine geht auf die Neubildung der Ton­mine­rale Kaolinit und Illit zurück, die aus Feldspäten und Glimmern des Gneises entstanden sind.

Das Auftreten von mächtigeren Ruschelgesteinen erfreut den Bergmann nicht!

Weil diese Gesteine nicht standfest sind, müssen sie meist kräftig ausgebaut, d. h. vor Nachbruch gesichert werden. Außerdem treten in Ihnen keine wirtschaftlich verwertbaren Mineralgänge auf.

Dem Geologen erzählen sie allerdings sehr viel über die Entstehungsgeschichte des Schwarzwalds.

 

 

GeoPunkt 2

 

Am GeoPunkt 2 sind zwei erdgeschichtliche Ereignisse besonders gut zu er­kennen:

 

(1) Neben der Gangmitte ist eine Scheibe von Nebenge­stein einge­schlos­sen; ein Teil davon besteht aus kantigen Gesteins­bruch­stücken, die von Quarz umgeben sind – ein Beleg dafür, dass auf­kochende heiße Lösungen den Gneis zerbrochen haben; der Geologe spricht von „hydrau­lischem Zerbrechen“. Die Lösungen waren rund 200 °C heiß.

 

(2) In der Mitte des Flussspat-Quarz-Ganges tritt ein schmaler Schwerspat-Gang auf. Der in der Jura­zeit entstandene Quarz-Flussspat-Gang ist im Tertiär (vor ca. 30–20 Millio­nen Jahren) bei weiteren tektonischen Bewe­gungen erneut aufge­ris­sen, und chemisch anders­artige heiße Lösungen sind eingedrungen. Aus ihnen ist Schwerspat auskristallisiert.

 

 

GeoPunkt 3

 

Dieser GeoPunkt befindet sich im Nebengestein des Finster­grund-Gan­ges nahe beim Bahnhof. Das Nebengestein besteht aus rund 330 Millionen Jahre altem Gneis.

 

Es ist gut zu erkennen, dass mit Annäherung auf die Abbaustre­cke im „Werner IV“ genannten Abschnitt des Finstergrund-Ganges zu­nehmend schmale Mineralgänge auftreten. Diese sog. Gang­trümer (Trum = alter Bergmannsbegriff für schmale Erz- oder Mineral­gänge) sind für den Bergmann Hinweise auf weitere und wahrscheinlich auch größere Mineral­gänge in der Nähe.

 

 

GeoPunkt 4

 

An beiden Seiten der Abbau- und Förderstrecke ist neben dem durch­scheinenden Fluorit auch kräftig blauer Fluorit aufge­schlossen. Fluorit / Flussspat tritt in verschiedenen Farb­tönungen auf: gelblich, grünlich, bläulich, rötlich, violett, daneben auch glasklar bis hellgrau.

 

Die blaue bis violet­te Farbe des Fluorits geht auf Störungen im Kristall­gitter (à Ver­änderung der Licht­brechung) und Einlagerungen seltener Elemente wie Yttrium zurück, grüne Fluorite enthalten das Element Samarium (= ein Element der Seltenen Erden).

 

 

GeoPunkt 5

 

Der Aufschluss im stark verfalteten Gneis beim GeoPunkt 5 macht deutlich, dass dieses Gestein bei seiner Entstehung wie ein zäher Teig deformierbar war. Der Süd­schwarzwälder Gneis ist ein metamorphes Gestein, das in rund 15–20 km Tiefe bei Temperaturen von 750–800 °C und all­sei­tigen Drücken von 4000–5000 bar ent­standen ist.

 

Ausgangsmaterial war ein rund 600 Millionen Jahre altes Sediment­ge­stein. Teilweise sind kleine Auf­schmelzungsbereiche zu erkennen. Bei völliger Aufschmelzung  – je nach Wassergehalt erfolgt diese bei etwa 900 bis 1000°C – würde aus Gneis Granit entstehen.

 

 

GeoPunkt 6

 

An diesem Punkt ist der Mineralgang besonders schön ausge­bildet. Er besteht aus großen Kristallen von Fluorit und Quarz. Der Gang ist vor etwa 160 Millionen Jahren aus 200°C heißen Lösun­gen entstanden.

 

Dort wird nochmal erläutert:

Flussspat bzw. Fluorit (Calciumfluorid, CaF₂) ist ein wichtiges Industrie­mineral: Es dient der Erzeugung von Flusssäure und Fluorkohlenwasser­stoffen, syn­thetischem Kryolith (Vorstufe zur Aluminiumherstel­lung), wird in der Glas-, Keramik- und Metall­verarbeitung und der Erd­ölchemie eingesetzt und ist wichtiger Zusatzstoff in Zahnpflege­mitteln.

 

 

GeoPunkt 7

 

Moleküle bestehen aus mehreren Atomen: Ein Calcium- und zwei Fluor-Atome bauen die kleinste Ein­heit eines Fluoritkristalls auf (geschrieben: CaF₂); durch Hinzukommen weiterer Calcium-Fluorit-Mole­küle wächst der Fluorit-/Flussspat-Kristall. Atome bestehen aus dem positiv geladenen Atomkern und den negativ geladenen Elektronen. Elektronen umwandern den Atomkern auf Umlaufbahnen (= “Orbitale). Wird ein Kristall (also die systematische Anordnung von sehr vielen gleichartigen Mole­külen) energiereicher Strahlung ausgesetzt, so können Elektronen von einer tieferen Umlaufbahn auf eine energiereicher höhere Umlaufbahn „hochgehievt“ werden. Fluor besteht aus 9 Protonen im Atom­kern und 9 Elektronen auf zwei Schalen.

Werden Elektronen des Moleküls CaF₂ in ein energetisch höheres Orbital gehoben („angeregt“) und fallen von dort auf ihr ursprüngliches Niveau zurück, so wird die dabei frei werdende Energie in Form von Wärme und Photonen (Fluoreszenzlicht) abgegeben. Die Stärke und Farbe des Fluoreszenzlichts ist dabei typisch für die jeweiligen Minerale.

Diese Lichterscheinung hat man zuerst beim Fluorit entdeckt. Daher nannte man sie „Fluores­zenz“.

 

 

GeoPunkt "Gangübersicht"

 

 

Die Gangkarte (Aufsicht oder Grundriss) gibt eine Übersicht über den Nordteil des Finstergrund-Gang­systems, den Gangabschnitt „Werner IV“. Die durch Kartierung ermittelten geometrischen Verhältnisse belegen folgende Vorgänge:

 

- Zuerst entstand vor rund 340 Millionen Jahren das alte Gneisgebirge. In seinem internen Lagenbau („Gneisschieferung“) dominieren West–Ost-Richtungen.
 

- Das Gneisgebirge wurde von tonigen „Ruschel“-Störungen durchschlagen; sie verlaufen überwiegend in West–Ost-Richtung. Diese Störungen entstanden im Zeitraum vor 253–207 Millionen Jahren.
 

- Im Zeitraum zwischen 180 und 130 Millionen Jahren rissen etwa Nord–Süd gerichtete, steil stehende tektonische Störungen zu Spalten auf, in denen aus heißen Lösungen Quarz, Erze und Fluorit auskristallisierten; viel später wurde noch Schwerspat abgesetzt.
 

- Die Karte zeigt, dass die Mineralgänge nicht oder nur randlich in die Ruscheln eindringen, weil sich die tonigen, „schmierigen“ Ruschelgesteine nicht bruchhaft öffnen konnten.

 

Dieser Gebirgsbau gab den Bergleuten vor, wo und wie der Abbau erfolgen musste. Somit sind auch die Grubenbaue (Erkundung, Abbau, Förderung) im heutigen Besucherbergwerk und die verschieden­artigen Gesteinsaufschlüsse durch den uralten Bau des Gebirges vorgegeben.

 

 

 

Text und Bilder: Dr. Wolfgang Werner