Helgoland

[uwe]

Es kommen hin und wider Beiträge zu einer Mineralisation im Sandstein von Helgoland. Nun ist es ja immerhin merkwürdig, daß gerade die Klippe von Helgoland, welche vermutlich das Überbleibsel einer großen Sandsteinfläche war (oder?) der Nordsee Jahrtausende getrotzt hat.

Meine Frage: Gibt es Untersuchungen, ob gerade diese Imprägnation mit aufsteigenden Lösungen (hydrothermal??) den Sandstein von Helgoland so stabil gemacht hat? Auch wäre es interessant zu wissen, wie die Mineralisation entstanden ist

Gruß
Uwe

[thdun5]

Hallo Uwe,

zu Helgoland findest du eine kurze Erklärung auf der Lexikonseite (http://www.mineralienatlas.de/?l=1501).

Was speziell die Mineralisation der Cu-Minerale betrifft hatte ich vor einiger Zeit einen sehr ausfürlichen Artikel in der Hand - weiß aber leider nicht mehr, wo ich dies gelesen hatte. Wenn mir ein Gedankenblitz kommt, dann schreibe ich nochmal.

Gruß
Daniel

[smoeller]

Hallo,

Der Sandstein von Helgoland ist nicht sonderlich stabil, da v.a. tonig gebunden. Lässt sich mit dem Hammer leicht zerteilen. Die Tatsache, dass Helgoland über dem Meeresspiegel liegt, ist vor allem darin begründet, dass unter der Insel ein Salzstock liegt, der die überlagernden Schichten entlang einer Störungszone gehoben hat. Das Einfallen der Schichten ist heute noch genau zu sehen.

Glück Auf!
Sebastian

[cmd.powell]

Moin

Auf Helgoland gibt es nach meinem Wissen keinerlei Hinweise auf aszendente hydrothermale Lösungen. Die Natur der Mineralisationen dort ist mir immer noch ein Rätsel. Offensichtlich gibt es Zonen in den Sedimenten, welche Kupferanreicherungen enthalten. Hier ist häufig auch Silber angereichert, was gediegen im Cuprit vorkommt. Das Seltsame ist, das es zum einen mit Sandstein verwachsene linsen- bis lagenförmige Cupritanreicherungen gibt und zum anderen Drusen mit gut auskristallisiertem Cuprit. Die Genese dürfte bei Beiden nicht die Selbe sein. Ich vermute seit einiger Zeit, das es eine Remobilisation von Kupfer gab, welches nach oben (also aszendent) durch die Sedimente in vorhandene Hohlräume eingedrungen und dort auskristallisiert ist. Leider ist das nur schwer schwierig zu verifizieren, da man auf Funde im Hangschutt angewiesen ist, was eine präzise stratigrafische Einordung praktisch unmöglich macht. Meine Beobachtung bisher ist: Die im Sandstein eingewachsenen Konkretionen stammen aus dem Volpriehausen (älter), die Drusen aus dem Detfurth (jünger) - siehe auch unsere Lexikonseite, Absatz Geologie. Die Konkretionen haben wir zum Teil "reichlich"¹ im Felswatt anstehend gefunden, die Drusen generell nur äußerst selten im Hangschutt. Bisher habe ich nur einmal (leider nicht selber) so was wie einen "hydrothermalen Gang" dort gesehen. Ein wirklicher Gang war es dann aber doch nicht, eher eine Art Spaltenfüllung, die nach ein paar Zentimetern vertaubte. Interessant war, das dieser "Gang" aus Chalkosin bestand. Leider ist es - anders als es Sebastians Ausführung vermuten lässt - gar nicht so einfach, in dem im frischen Zustand doch recht zähen Sandstein eine gangförmige Struktur zu verfolgen. Zum einen lässt einem die Flut nicht unendlich viel Zeit, zum anderen ist da noch der Küstenschutz und natürlich die permanente Gefahr durch Steinschlag aus der Wand. Ob diese Struktur wirklich so was wie ein hydrothermaler Gang ist, bleibt also erst mal offen. Ich gehe mal davon aus, das es kein hydrothermaler Gang ist, eher etwas, was bei einer nachträglichen Mobilisierung von Lösungen entsteht. Bei der geologischen Situation mit dem unterliegenden Salzstock halte ich eine solchen Gang auch für recht unwahrscheinlich (wenn auch nicht unmöglich).

Die heutige Form von Helgoland geht auf die Sedimentfolge zurück. Der Helgolandsockel besteht aus dem wenig beständigen Buntsandstein. Zwischen Helgoland und der Düne gibt es eine noch weniger stabile Schicht mit Juratonen, den Töck. Der ist als erstes erodiert und hat Helgoland von der Düne getrennt, wobei die Inseln lange Zeit durch eine Landbrücke verbunden waren. Die Düne wiederum besteht aus Kreidezeitkalk, welche eine Zeit lang intensiv abgebaut wurden (das ehemalige Wittekliff). Bei einer großen Sturmflut (ächtz, meine 1721/1722) wurde das Wittekliff völlig zerstört und der traurige Sandhaufen der Düne blieb übrig. Bei der selben Sturmflut wurde auch die Landverbindung zerstört und seit dem gibt es zwischen den Inseln eine beträchtliche Strömung.
Der Landverlust von Helgoland war in den letzten 3000 Jahren enorm (einfach mal nach Helgoland und Landverlust googlen, dann auf "Bilder" gehen). Auf der Insel findet man überall historisch Karten, welche diesen Landverlust in den letzten 500 Jahren recht gut belegen. Hier zeigt sich auch, das die heutige Insel nicht wirklich besonders stabil ist oder so, sondern nur der allerletzte Rest des ehemaligen Inselkomplexes. Nur dank des intensiven Küstenschutz der letzten 100 Jahre gibt es heute überhaupt noch so was wie das Oberland ! Die Düne war Anfang des letzten Jahrhunderts praktisch abgetragen und nur den militärischen Intensionen des Dritten Reichs ist die heutige Form der Düne zu verdanken - wenn man dem auch sonst nicht viel zu verdanken hat.

Achso, kann sein, das der besagte "sehr ausführliche Artikel" der Mineralisationen von dort von mir ist, wobei der noch nicht veröffentlicht ist (da noch in Arbeit). Ich hatte nur mal ein paar Vorabexemplare an Interessenten verteilt, mit der Bitte sie nicht zu veröffentlichen, da ich noch nicht fertig bin.

Anmerkung zu ¹: Auf Helgoland ist alles, was größer als eine Faust ist, reichlich...

[smoeller]

Hallo,

Ich meinte generell den roten Buntsandstein, der ist tonig gebunden und recht weich. Die grauen Sandsteinschichten, die die Cu-Erze enthalten, sind tatsächlich fester und stabiler. Von daher ist es meines Erachtens fraglich, ob da nicht doch eine hydatogene Mineralbildung eine Rolle spielte, wobei die grauen Schichten entfärbt und tw. verkieselt wurden.

Der Bereich zwischen Düne und Hauptinsel wird vom oberen Buntsandstein eingenommen, es handelt sich um weiche Röt-Tonmergel mit Gipslagen. Auch der unmittelbar im westlichen Dünenbereich vorkommende Muschelkalk ist recht weich und enthält immer wieder Gips. Solche Gesteine können der Abrasion durch das Meer wenig bis gar nichts entgegensetzen.

Jura kopmmt auf Helgoland überhaupt nicht vor, von einigen wenigen Geröllen in der Unterkreide mal abgesehen. Die Fischschiefer (Töck) sind Unterkreide (meine es ist unteres Aptium). Sie stehen erst im Bereich der Klippen vor dem mittleren Teil des Nordstrandes der Düne an und lassen sich dort am Strand als Gerölle finden.

Das Wittekliff zwischen Insel und Düne war ein weicher, mergeliger unterer Muschelkalk, welcher in der Tat zu Tünche und zum Kalkbrennen für Mörtel etc. verwendet wurde. Der Rest hatte der Sturmflut 1720 nichts mehr entgegenzusetzen, noch weniger der unterlagernde Röt-Tonmergel.

Glück Auf!
Sebastian

[uwe]

Mal 'ne laienhafte Bemerkung, welche mir die Geologen dieses Forums verzeihen mögen. Kann es nicht sein, daß während der Ablagerung der Sedimente, aus denen Helgoland besteht, hin und wider kieselsäurehaltige pyroclastische oder anderer vulkanische Ereignisse die entsprechenden Schichten imprägniert haben, während die roten Ablagerungen in Zeiten tektonischer Ruhe erfolgten. Ich kenne mich in der Entstehung der Erdkruste auf dem Gebiet der heutigen Nordsee nicht aus, aber die Ablagerung muß ja nicht im Wasser erfolgt sein.

Gruß
Uwe

[cmd.powell]

Moin Uwe

Für Ablagerungen, die auf vulkanische Ereignisse zurückgehen, gibt es in den Sedimenten keinerlei Hinweise. Das entspricht auch nicht der gängigen Vorstellung, das die Sedimente ursprünglich in einem wechselfeuchten Becken mit aridem Klima abgelagert wurden, wie ein See, welcher immer wieder trocken fällt. Ich weiß nicht, ob Du schon mal auf Helgoland warst, aber wenn Du Dir mal die Steilwände anschaust und die Sedimentschichten genauer betrachtest, wirst Du auch schnell zu der Folgerung kommen, das dort nichts vulkanisches drin steckt. Verkieselt ist dort auch nichts (Quarz habe ich dort noch nicht gefunden, abgesehen von Sandkörnern des Sandsteins). Mit Ausnahme der unterschiedlichen Färbung erscheinen die einzelnen Lagen in ihrer Zusammensetzung recht homogen. Einzig der Anteil von Tonmineralen zu Sand wechselt gelegentlich. Es gibt auch keine besonders "harten" Zonen. Nur in der "Frische" des Gesteins merkt man Unterschiede in der Härte: Frisches Haufwerk ist noch recht zäh, mit der Zeit wird das Gestein dann rissig und irgendwann zerfällt es dann völlig. Ich denke mal, das liegt an den Tonmineralen: Sobald die abwechselnd austrocknen und wieder Wasser aufnehmen, schrumpfen und quellen sie periodisch und sprengen somit das Gefüge (darum sollte man Fundstück von Helgoland auch nicht allzu oft mit Leitungswasser reinigen - kann passieren, das sie danach zerfallen).

Die "Kupfervererzungen" - die Cupritkonkretionen - sind nicht auf die grauen Schichten des Buntsandsteins beschränkt, sondern eher wahllos verteilt. Nach meiner Beobachtung sind sie in den grauen Schichten sogar eher selten. Sie sind jedoch immer von einer grauen Zone umgeben, den Entfärbungshöfen (welche in älterer Literatur manchmal als Strahlungshöfe bezeichnet werden, was natürlich Quatsch ist). Diese Entfärbungshöfe sind unterschiedlich dick, haben aber in der Regel etwa eine Mächtigkeit von 2 cm. Diese 2 cm sind wie eine Art Schale etwas fester als der übliche Buntsandstein, so das man die Cupritdrusen als ganzes aus dem Sandstein schälen kann. Das funktioniert allerdings nur bei frischen Hangschutt. Wenn die Brocken längere Zeit der Witterung ausgesetzt waren, wird alles mehr oder weniger brösellig und auch die Drusen zerfallen dann in viele Fragmente, auch wenn sie immer etwas härter sind als das Umgebungsgestein.
Anders als die Cupritkonkretionen sind Chrysokolldrusen oft als ganze Schichten in den Sedimenten vertreten. Hier liegt dann eine Druse an der anderen. Auch diese finden sich meistens in den roten Buntsandsteinschichten, was bei dem herrlichen himmelblau des Chrysokolls einen schönen Kontrast zu Selbigen ergibt.
Wie schon im ersten Antwortpost erwähnt: Die Insel ist nur noch der Rest einer ehemals viel größeren Inselmasse. Wenn irgendwas durch die Erosion abgetragen wird, bleibt irgendwann mal nur noch ein kleiner Rest zurück, bevor es völlig erodiert ist, und dieser Rest ist Helgoland !

[alfredo]

Ich persönlich weiss nichts über Helgoland, aber ich fand es interessant dass Sebastian schrieb: "Die Tatsache, dass Helgoland über dem Meeresspiegel liegt, ist vor allem darin begründet, dass unter der Insel ein Salzstock liegt, der die überlagernden Schichten entlang einer Störungszone gehoben hat."
Sulfidische Erzmineralien sind oft in kleine Mengen mit Salzstöcke verwandt, wo auch keine vulkanische oder hydrotermale Ereignisse zu sehen sind, wie zum Beispiel am http://www.mindat.org/loc-19997.html

[cmd.powell]

Moin Alfredo

Ich kann mich noch gut daran erinnern, das wir uns 2005 genau über dieses Thema unterhalten haben. Damals schien mir das auch recht plausibel zu sein, allerdings haben wir in der Zwischenzeit einige dieser in Sandstein eingewachsenen Cupritkonkretionen gefunden. Diese sind meistens konkordant (also Schichtparallel) und enthalten außer Cuprit nur wenige andere Minerale (gelegentlich ged. Kupfer und Malachit). Diese Konkretionen unterscheiden sich stark von den schönen Drusen, welche bisher nur im Detfurth gefunden wurden. Die im Sand eingewachsenen Konkretionen finden sich nämlich nur im Volpriehausen und sind somit älter. Ich verfolge derzeit die Überlegung, das diese Cupritlagen im Volpriehausen die "primären" Ausscheidungen sind und die im Detfurth durch spätere Umlagerungen entstanden sind. Grundlage ist hierbei allein die Tatsache, das es im Detfurth echte Drusen mit freistehenden Cupritkristallen gibt, d.h. erst Hohlraum, dann Cuprit. Ok, es kann natürlich nicht ausgeschlossen werden, das auch die Konkretionen im Volpriehausen durch aufsteigende Lösungen dort abgeschieden wurden, allerdings gibt es an den Konkretionen selber keinen ersichtlichen Grund, weshalb ausgerechnet dort sich Cuprit abgeschieden haben sollte. Anders bei den Drusen im Detfurth: Hier finden sich immer eine Art dünner Kanäle, welche den ursprünglichen Hohlraum gekreuzt haben. Diese "Kanäle" sind ebenfalls von einem Auslaugungshof umgeben so das sich die Vermutung, das hier Lösungen geflossen sind praktisch aufdrängt. Auch ist denkbar, das gerade die Lösungen aus dem Salzstock für den Materialtransport verantwortlich sind. Leider ist die Suche nach der "Wahrheit" nicht leicht, da man nur mit Hangsturzgeröll arbeiten kann und die Cupritdrusen im Detfurth sind so selten, das ich noch keine direkt in der Wand gefunden habe. Es wäre schon sehr hilfreich, wenn man die Schicht eingrenzen könnte (wenn es solch eine Eingrenzung überhaupt gibt), in welche diese Drusen vorkommen. Naja, es muss ja auch für die Zukunft Gründe geben, nach Helgoland zu fahren - aus dem Eiergrog mache ich mir nämlich nichts...