Der Basalt der Bramburg bei Adelebsen

Eine geologische und mineralogische Zusammenstellung von
Soeren T. Kittl (Dipl.-Geologe, MSc ) aus Adelebsen.

Basalt-Steinbruch der Bramburg

Abb. 1: Der Basalt-Steinbruch der Bramburg im Winter (Foto: S. Kittl).
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Einleitung

Basalt gehört zu den magmatischen Gesteinen und stellt in dieser Gruppe den verbreitetsten Gesteinstyp dar. Er tritt in ganz unterschiedlichen, durch die Plattentektonik (Abb. 2) bedingten, geologischen Systemen auf:


- an mittelozeanischen Rücken, wo neue Erdkruste gebildet wird (z.B. im Atlantik)

- auf ozeanischen Inseln (z.B. auf Hawaii)

- an Subduktionszonen, wo Krustenmaterial ins Erdinnere „abtaucht“ (z.B. in den Anden und auf den Philippinen)

- innerhalb stabiler Kontinentalregionen (z.B. in Indien).
Abb. 2: Plattengrenzen der Kruste. Die verschiedenen Systeme werden angezeigt, wenn die "Maus" über den genannten Gebieten ist. touch image
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Entstehung

Lage der Bramburg innerhalb Niedersachsens Die Basalte der Umgebung westlich von Göttingen, und somit auch der der Bramburg (Abb. 3), werden genetisch mit den Vulkaniten der Hessischen Senke in Beziehung gesetzt (MURAWSKI 1956).
Entlang tiefreichender Spalten oder Brüche stiegen die ca. 1100°C heißen basaltischen Magmen meist bis an die Erdoberfläche auf und ergossen sich über bereits abgelagertes Gestein.
Im Gebiet des Vogelsberges, welcher zu den größten geschlossenen Basaltgebieten Mitteleuropas gehört, treffen die vom Ostrand des Rheinischen Schiefergebirges heranziehenden SSE-NNW-streichenden Brüche mit den aus NNE-Richtung kommenden Brüchen des Leinetalgrabens zusammen. Die Menge der geförderten tertiären Basalte nimmt in dem Maße zu, wie Bruchzonen aufeinander zulaufen (MURAWSKI 1956).
Abb. 3: Die geographische Lage der Bramburg.


Der Vogelsberg bildet demnach das Zentrum dieses tektonisch bedingten Vulkanismus, welcher auch die randlich auftretenden Vorkommen der Bramburg, Grefenburg, Backenberg, Hoher Hagen usw. bildete.
Das Fehlen eines variableren Chemismus der geförderten Vulkanite und postvulkanischer Exhalationen in Form von CO2-reichen Quellen -wie sie hingegen im Gebiet des Vogelsberges, Kassels und Homberg/Efze auftreten- deutet auf eine kurzfristigere vulkanische Aktivität um Adelebsen als in den weiter südlich gelegenen Gebieten hin.
Betrachtet man die räumliche Verteilung der Basaltvorkommen in der Umgebung, fällt auf, daß sie nur westlich des Leinetalgrabens auftreten. MURAWSKI (1951 & 1956) begründet dies wie folgt: „(...) erweist sich als Bildungsvorgang für die den Leinetalgraben im Westen innerhalb eines breiten Streifens begleitenden Basaltvorkommen die erneute Aktivierung einer in den Graben von Westen herabziehenden flexurartigen Abbiegungszone im Jung-Tertiär. Es ergibt sich bei dieser Abbiegung in einem breiten Bereich des Übergangs von etwas horizontaler zu ostfallender Schichten-Lagerung eine Zone der Zerrung, innerhalb welcher sich nun präexistierende Spalten verschiedenster Richtungen öffnen können (...). Solche schon älter angelegten und im Tertiär erneut geöffneten Spaltensysteme lassen sich bei den meisten der hier vorhandenen Basaltvorkommen auch tatsächlich nachweisen. - Auf der östlichen Seite des Leinetalgrabens sind solche großflächigen Abbiegungen nicht zu beobachten.“
Neben diesem „Scharniervulkanismus“ wi rd auch diskutiert, daß die Salzlager des Zechsteins im Untergrund der Ostseite des Grabens mächtiger seien als auf der Westseite und den aufsteigenden Basaltschmelzen den Durchlaß verwehrten.
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Die Bramburg

Der Basalt der Bramburg ist schüsselartig in Sandablagerungen des Tertiärs (Oberoligozän - Obermiozän) eingelagert. Sowohl bis 1m mächtige Tuffablagerungen zwischen den Sanden und dem Basalt als auch Auswürflinge aus blasig-schaumigem Basalt und Sandsteinen/ Tonschiefern der älteren Buntsandsteinablagerungen deuten auf einen durchaus explosiven Entstehungsvorgang hin.
Nach Osten wird der Basalt durch eine Verwerfung gegen die Schichten des Mittleren Buntsandsteins begrenzt. Eine durch den Basalt laufende Verwerfung weist darauf hin, daß auch nach dem Abkühlen der Lava weiterhin tektonische Prozesse stattfanden (MURAWSKI 1956).
Der verwitterungsresistentere Basalt der Bramburg hebt sich in Form einer Bergkuppe morphologisch von den weniger resistenten Gesteinen der Umgebung ab.
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Das Gestein der Bramburg

Basaltsäulen Betrachtet man den Basaltsteinbruch der Bramburg von oberhalb der Abbruchkanten, so erkennt man meist säulige Absonderungen im Gestein (Abb. 4). Diese säuligen (4-8-eckig) Absonderungen sind ein charakteristisches Merkmal basischer Vulkanite und sind durch Kontraktion bei der Abkühlung der Lava entstanden. Sie stellen also keine makroskopisch erkennbare Kristallform dar. Die Wachstumsrichtung der Säulen steht senkrecht zur einstigen Abkühlungsrichtung.
Abb. 4: Typische Säulenbildung im Steibruch der Bramburg (Foto: S. Kittl) .


Im Steinbruch findet man häufig ca. faustgroße, rundliche Gebilde aus Basalt. Im Inneren dieser „Kugeln“ findet man "leider" keine mit Kristallen ausgekleidete Drusen. Vermutlich handelt es sich auch hierbei lediglich um Gebilde, die bei der Abkühlung entstanden.
Der Basalt bricht splittrig-unregelmäßig. Auf den Bruchflächen erkennt man gelegentlich ein dunkelgrünes, fettig glänzendes Mineral, den Olivin. Makroskopisch läßt der dunkelblaue-graue Basalt keine Kristalle erkennen, d.h. er weist ein typisch mikrokristallines Gefüge auf.


Abb. 5: Idiomorpher Clino-Pyroxen ("bunt") umgeben von Plagioklasnadeln ("schwarz-weiss"). Die untere Kantenlänge beträgt 1 mm, Mikroskop-Aufnahme, XPL, (Foto: S. Kittl). touch image Abb. 6: Mikrokristalline Matrix des Basaltes mit grossem, bereits angewitterten Olivin-Einsprengling ("blau-violett") oben links. Die untere Kantenlänge beträgt 2,5 mm, Mikroskop-Aufnahme, XPL, (Foto: S. Kittl). touch image


Unter dem Durchlichtmikroskop erkennt man eine mikrokristalline Matrix aus nadeligen und tafeligen Plagioklasen, in welcher körnige und idio - hypidiomorphe Clino-Pyroxene (~ (Ca, Mg, Fe)2[Si, Al)2O6], durchschnittlich 0,1 mm groß) (Abb. 5) und bis 1mm große, rundliche Olivine ((Fe, Mg)2 SiO4) eingeschlossen sind. Der Olivin ist häufig von der Verwitterung angegriffen (Mineralneubildung, u.z. ein Mineral der Montmorillonit-Gruppe (Bolter 1961)) und läßt sich dadurch sehr gut vom Pyroxen unterscheiden (Abb. 6).
Bei den Plagioklasen, einem Mischmineral aus den Feldspatendgliedern Albit (NaAlSi3O8) und Anorthit (CaAl2Si2O8), handelt es sich um Andesin (Ab70-50 An30-50). Vereinzelt treten strahlige Mineralaggregate auf (Abb. 7 ). Hierbei handelt es sich um neugebildete, also sekundäre Zeolithe. Nach WEDEPOHL (1968) treten in geringen Mengen noch Titanomagnetit ((Fe,Ti) O3) und Apatit (Ca5[F (PO4)3]) auf.

Oxid Bramburg (Adelebsen) Backenberg (Güntersen) Hoher Hagen (Dransfeld) Steinberg (Meensen) Sababurg (Reinhardswald)
SiO2
48,16
50,1
48,6
50,5
55
TiO2
2,34
2,37
2,26
2,35
1,87
Al2O3
13,8
14
13
13,6
16,3
Fe2O3
2,22
2,2
3,87
4,3
3,3
FeO
8,08
7,5
6,51
6,13
7,76
MnO
0,18
0,16
0,15
0,17
0,11
MgO
7,92
7,7
9,8;
7,7
4,8
CaO
7,59
8,3;
8,06
8,02
5,8
Na2O
3,47
3,09
2,81
3,44
3,56
K2O
1,9
1,8
1,85
1,95
0,5
H2O+
2,12
1,54
1,47
0,82
0,39
H2O-
0,7
0,81
1,07
0,54
0,5
P2O5
0,61
0,48
0,43
0,79
0,28
Summe
100,09
100,05
99,98
100,31
100,2
In Tabelle 1 sind chemische Analysen der Gesteine der näheren Umgebung aufgeführt. Anhand dieser chemischen Zusammensetzung, insbesondere des Na2O+K2O/SiO2 -Verhältnisses, und der mineralogischen Zusammensetzung wird der Adelebser Basalt als ein Alkali-Olivinbasalt klassifiziert. Aufgrund eines höheren SiO2-Gehaltes im Basalt der Sababurg und eines daher geringeren Na2O+K2O/SiO2-Verhältnisses, handelt es sich bei diesem Gestein um einen tholeiitischen Basalt.
Tabelle 1: Chemische Analysen der Basalte in der Umgebung von Adelebsen, nach Wedephol (1968).


Eine Besonderheit des Basaltes der Bramburg sind die in ihm auftretenden sekundären Mineralbildungen, welche z.T. an nur wenigen Fundorten der Welt auftreten (KORITNIG 1978). Es treten, abhängig von der Bildungstemperatur, unterschiedliche Paragenesen (Mineral-Vergesellschaftungen) auf. Beispielsweise hat die flüssige Basaltschmelze beim Aufdringen verschiedene Gesteinsbruckstücke durchschlagener Schichten mitgerissen, u.a. Quarzit-Bruchstücke. Bei Temperaturen um 1100°C erlitten diese Quarzit-Bruchstücke eine Pyrometamorphose, welche zur Ausbildung eines Pyroxen-Saums um die Einschlüsse führte (Abb. 8 ).


Abb. 7: Strahlige Zeolith-Aggregate im Basalt. Die untere Kantenlänge beträgt 1 mm, Mikroskop-Aufnahme, XPL, (Foto: S. Kittl). touch image
Abb. 8: Fremdgesteins-Bruchstück ("weiss"), umgeben von einem Pyroxen-Saum ("farbig"). Die untere Kantenlänge beträgt 5 mm, Mikroskop-Aufnahme, XPL, (Foto: S. Kittl). touch image
 


Weiterhin hat die Basaltschmelze beim Aufstieg aus den sedimentären Gesteinen und den in ihnen enthaltenen wasserführenden Tonmineralen, dem Grundwasser und der Bergfeuchte Wasser aufgenommen. Dieser erhöhte Wasseranteil in der Basaltschmelze führte in Teilen der Schmelze zu einer geringeren Viskosität (Zähigkeit), zur Ausbildung größerer Kristalle und einem etwas veränderten Mineralinventar verglichen mit wasserärmeren Schmelzteilen.
Ab sehr viel niedrigeren Temperaturen ab unterhalb 370°C entstanden sekundäre Minerale, welche auf die Abscheidung aus hydrothermalen Wässern/Lösungen zurückzuführen sind: Nach KORITNIG (1978) haben Calcium-, Kalium- und Fluor-haltige heiße, alkalische Lösungen mit dem Quarz des mitgerissenen Nebengesteins reagiert und zur Bildung von Apophyllit (KCa4[F(Si4O10)2].8H2O) und einem Ca-Si-H2O-haltigen Gel geführt. Dieses Gel kristallisierte später zu Gyrolith (Ca2[Si4O10].4H2O, Okenit (Ca3 [Si3O6(OH)3]2.3H2O) oder Tacharanit (Ca12Al2H6[Si3O9].15H2O um. Bei diesen Prozessen wurden beträchtliche Stoffmengen zu- und abgeführt (KORITNIG 1978).

Bislang wurden im Basalt der Bramburg 23 sekundär gebildete Minerale beschrieben und es kann nicht ausgeschlossen werden, daß weitere hinzukommen...
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Glossar

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E: Ost
Flexur: S-förmige Verbiegung von Gesteinsschichten durch Schollenverschiebung längs einer Achse ohne an der Erdoberfläche erkennbare Bruchfugen
idiomorph: Kristallflächen sind sehr gut ausgebildet
hypidiomorphe: Kristallflächen sind nur zum Teil ausgebildet
Pyrometamorphose: Durch Kontaktwirkung von magmatischen Gängen verursachte Veränderung des Mineralgehaltes im Nebengestein. Es kommt zu Schmelzerscheinungen und zur Kristallisation von Hoch-Temperatur-Mineralphasen
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Literatur

Bolter, E. (1961). Über Zersetzungsprodukte von Olivin-Feldspatbasalten. Beitr. Mineral. Petrogr. 8, 111.

Koritnig, S. (1978). Die sekundäre Mineralbildung im Basalt der Bramburg bei Adelebsen. Der Aufschluß, Sonderband 28, 168-176.

Murawski, H. (1951). Zusammenhänge zwischen Basaltvulkanismus und Tektonik in Niedersachsen. Geologische Rundschau No. 39, 114pp.

Murawski, H. (1956). Die tertiären Basaltvorkommen der Umgebung von Göttingen. Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie. Monatshefte 1956, 580pp.

Stille, H. & Lotze, F. (1933). Erläuterungen zur Geologischen Übersichtskarte der Umgebung von Göttingen (Hochschulexkursionskarte No. 3), 1 : 100000. Preuß. geol. L.A. Bln.

Wedepohl, K. H. (1968). Die tertiären basaltischen Gesteine im nördlichen Hessen und südlichen Niedersachsen. Zur Mineralogie und Geologie der Umgebung von Göttingen, Der Aufschluss, Sonderband 17, 112-120.

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Links

www.adelebsen.de
http://www.mindat.org/loc-1788.html
www.unesco.org.uy/phi/libros/soeren.pdf


 


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