Das Gestein des Jahres wird jeweils von einem Expertengremium unter
Leitung des Berufsverbands Deutscher Geowissenschaftler (BDG) ausgewählt, mit dem Ziel, Gesteine, die aufgrund ihrer geologischen Entstehung und wirtschaftlichen Bedeutung bemerkenswert sind, in das öffentliche Bewusstsein zu rücken.

Termine 

 

  Klimaindikator und schwarzes Gold: Steinkohle – das Gestein des Jahres 2018

 

Das alles kann Steinkohle sein: Klimaindikator der Vergangenheit oder schwarzes Gold der Wirtschaft – allerdings auch Klimakiller der Gegenwart. Die Beurteilung verändert sich je nach fachlichem Blickwinkel, ob naturwissenschaftlich, wirtschaftshistorisch oder vom aktuellen gesellschaftspolitischen Standpunkt.  

Das alles kann sein: Klimaindikator der Vergangenheit oder schwarzes Gold der Wirtschaft – allerd ings auch Klimakiller der Gegenwart. Die Beurteilung verändert sich je nach fachlichem Blickwinkel, ob naturwissenschaftlich, wirtschaftshistorisch oder vom aktuellen gesellschaftspolitischen Standpunkt. nformationen

Hier erhalten Sie Informationen über:

Poster zum Tag des Geotops 2017

   

Steinkohle war mehr als zwei Jahrhunderte lang Lebenselixier und Motor der Industrialisierung in ganz Mitteleuropa. Infolge der in den letzten Jahrzehnten erkannten negativen Auswirkungen der insbesondere durch fossile Brennstoffe verursachten Treibhausgasemissionen ist der einst begehrte Rohstoff zu einem der am meisten kritisierten Objekte der Umweltbewegung verkommen. Die Verfügbarkeit alternativer Energiequellen und die Unrentabilität im Vergleich zu Weltmarktpreisen macht Förderung von Steinkohle in Deutschland nunmehr unwirtschaftlich und entbehrlich, weshalb die letzte Zeche 2018 geschlossen wird. Damit wird der Rohstoff Steinkohle aus der öffentlichen Wahrnehmung verschwinden und nur noch Gegenstand musealer Präsentation sein.

Gestein des Jahres

2017: Diabas
2016:    Sand
2015:    Gneis

2014:    Phonolith
2013:    Kaolin
2012:   Quarzit
2011:   Tuff
2010:   Kalkstein

 

 

Für die Geowissenschaften war und bleibt Steinkohle eine wichtige Quelle von Informationen über die Entwicklungsgeschichte der betreffenden Regionen der Erdkruste. Insbesondere für die Klimageschichte und die Entwicklung von Flora und Fauna ist die heute in Form von Kohlen vorliegende ursprüngliche Moorvegetation ein markanter Indikator. Nicht umsonst hat dieser Abschnitt der Erdgeschichte zwischen 360 und 300 Millionen Jahren den Namen „Karbon“ erhalten. Durch die exotisch anmutenden Pflanzenfossilien wie Schachtelhalme und Siegelbäume sind viele Laien mit geologischen Fragen bekannt geworden und geologische Forschungen wurden so enorm befruchtet.

 

Kontakt:

Dr. Werner Pälchen
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 2017: Vom Schotter bis zum Urgesteinsmehl: Diabas

IbergDiabase sind ein rechter Tausendsassa: sie werden für Bildhauerarbeiten genauso wie für Gleisschotter verwendet und sorgen auf Straßen für einen guten Grip. Außerdem dienen sie gemahlen wegen ihres hohen Kalzium- und Magnesiumgehaltes als „Urgesteinsmehl“ zur Bodenverbesserung im Gartenbau und in der Landwirtschaft.

Foto: Diabas-Steinbruch Iberg, Geologischer Dienst NRW

 

Diabase sind leicht zu bearbeiten, weswegen aus dem Gestein Säulen, Grabsteine,  Fassadenplatten oder Bodenbeläge gefertigt werden. Handelssorten sind z.B. Hessisch-Neugrün, Verde India, Pista Green u.a. In der Steinzeit diente Diabas auch für die Herstellung von einfachen Werkzeugen wie Beilen, Schabern, Klingen u.ä.. Auch für Bildhauerarbeiten eignet sich Diabas.

Diabas aus deutschen Steinbrüchen wird wegen der hohen Druckfestigkeit und Frostbeständigkeit des Gesteins gegenwärtig hauptsächlich zu Schottern und Splitten aufbereitet, die als Gleisschotter und im Straßenbau Verwendung finden. Beliebt sind Diabaskörnungen wegen ihrer guten Haftungseigenschaften auch in Form von Edelsplitten als Zuschlag im Asphalt, wo sie unter dem Stichwort „Flüsterasphalt“ zur Minderung der Fahrgeräusche beitragen. Die hohe Polierresistenz von Diabassplitten sorgt zwischen Deckschichten und Reifen für einen guten Grip und macht so den Straßenverkehr sicherer.

Diabase sind durch schwach metamorphe Umwandlung aus untermeerisch ausgeflossenen Basalten entstanden. Es sind kristalline, meist kleinkörnige Gesteine, die in der Regel als lagerförmige Intrusivkörper in sedimentärem Nebengestein, meist Tonschiefern, auftreten. Die grünliche Verfärbung der ursprünglich schwarzen Gesteine entsteht durch die Neubildung von Chlorit und Epidot im marinen Milieu. Auf Grund ihres Mineralbestandes und ihres kompakten Leistengefüges besitzen Diabase eine hohe Dichte. Gegenwärtig sind echte hochwertige Gesteine sehr selten.

Verbreitungsgebiete von Diabasen im Wechselfolgen mit verschiedenartigen Sedimenten  wie Kalk oder Tonschiefer sind meist durch kuppenförmige Landschaften charakterisiert, in denen die Diabase als Härtlinge hervortreten.


2016: Die Welt sehen in einem Körnchen Sand


Sandskulptur, Foto: G. Schulz
Sand kennt jedes Kind: Ein mit Sand gefüllter Kasten ist das beliebteste Spielobjekt in Kindergärten und eine wohlbekannte Sagengestalt bringt mit seiner Hilfe die Träume. Träume sind es häufig auch, die Reisen zu entfernten einsamen Inseln zum Ziel haben. Ohne Sandstrände sind diese Inseln allerdings nicht denkbar. Filmklassiker wie „Lawrence von Arabien“ oder „Der Wüstenplanet“ wären ohne den eigentlichen Hauptdarsteller, den Wüstenssand, schlichtweg langweilig. Manchmal wird Sand als Synonym für Zeit gesetzt, die einem durch die Finger rinnt, manchmal knirscht er im Getriebe und bremst den Fortgang von Ereignissen.

Sandsation, Foto: G. Schulz; Spezielle Sande mit anlehmigen Anteilen werden benötigt, um Sandskulpturen zu gestalten und ihnen eine saisonale Beständigkeit zu garantieren. Nur wenige Sandgruben habe solche Sande zu bieten.

Sand ist aber auch ein unentbehrlicher Roh- und Baustoff und somit für alle Volkswirtschaften von wesentlicher wirtschaftlicher Bedeutung: Keine Betonkonstruktion und kein Mauerwerk, weder Stahlbeton-Wolkenkratzer, noch Straßen, Fenster oder Glasflaschen kommen ohne den Zusatz von Sand aus. Er ist unerlässlich bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen wie Solarzellen oder elektronischen Platinen. Er wirkt als Schleif- und Poliermittel und wird in der Wasserreinigung in Kläranlagen und Wasserwerken eingesetzt. Sand speichert aufgrund seiner hohen Porosität auf natürliche Art und Weise Grundwasser, aber auch Erdöl und Erdgas.

Allein in Deutschland bestand im Jahr 2014 ein Bedarf von 240 Millionen Tonnen Bausanden und -kiesen, weiteren 10,4 Millionen Tonnen an Quarzsanden und -kiesen sowie von 211 Millionen Tonnen gebrochenen Natursteinen. Bis zu 80% der Gesamtproduktion mineralischer Rohstoffe werden hierzulande bei öffentlichen Aufträgen verarbeitet. Bereitgestellt werden die Gesteinsrohstoffe durch Unternehmen der mineralischen Rohstoffindustrie, die mit etwa 27.000 direkt Beschäftigten in Deutschland einen entscheidenden Wirtschaftsfaktor repräsentieren (Quelle: Bundesverband Mineralische Rohstoffe, MIRO: Geschäftsbericht 2014/2015).


2015: Ein Fall für Sherlock Holmes – der Gneis

Ja, es wäre ein Fall für Sherlock Holmes zu ergründen, welchen Ursprungs der jeweilige Gneis ist, den er vor sich liegen hat. – Allerdings würde er sich die Zähne daran ausbeißen und müsste diese Aufgabe den Fachleuten, also den Geologen und Mineralogen, überlassen!

Den Gneis erkennt man an seiner auffälligen Streifung aus Schichten von häufig dunklen plättchenförmigen Glimmermineralen, die sich mit hellen Lagen von Feldspäten und glasigen Quarzkristallen abwechseln. Diese Streifung kann geradlinig parallel oder auch wellig-gefaltet verlaufen. Eine derartige Parallelausrichtung entsteht, wenn sich Kristalle unter Druck senkrecht zur Druckrichtung ausrichten und weiterwachsen.

Neben den genannten Mineralen können auch Granate, Amphibole (Hornblenden) und andere Nebengemengteile auftreten. „Umfließen“ die feinkörnigen Minerale größere Mineraleinsprenglinge, spricht man auch von „Augengneis“.

Gneise kann man unter den ältesten Gesteinen der Erde finden, wie z.B. die auf 3,8 Milliarden Jahre datierten Isua-Gneise aus Grönland oder den etwa 4 Milliarden Jahre alten Acasta-Gneis in Kanada. Gneise treten weltweit auf, in Deutschland häufig auch als eiszeitliches Geschiebe an norddeutschen Küsten oder im norddeutschen Tiefland.

Dorthin wurden sie zusammen mit anderen Gesteinen durch die Gletscher und Schmelzflüsse der letzten Eiszeit aus Skandinavien verfrachtet. Als fest anstehendes Gestein trifft man ihn in Gebieten an, wo tiefe Gebirgsstockwerke durch Erosion freigelegt wurden, also in den bereits genannten alten Gebirgszonen in Kanada, Grönland oder Skandinavien, aber auch im Erzgebirge, im Schwarzwald, im Fichtelgebirge, im Oberpfälzer und im Bayerischen Wald sowie in den Alpen.

In Deutschland wurde der Gneis vor allem als gut spaltbarer und hochfester Bau- und Werkstein für Mauern und Gebäudefundamente geschätzt. So ist beispielsweise die Sankt-Annenkirche in Annaberg-Buchholz komplett aus Gneis erbaut. Heutzutage wird Gneis eher als Splitt und Schotter für Anwendungen im Hoch-, Tief- und Straßenbau aufbereitet. Weltweit – vor allem in  Skandinavien, Brasilien, Indien und den Alpenländern werden besonders schön texturierte oder farbige Gneise als Rohstoff für die Produktion von Naturstein-Platten abgebaut.

 

Bild: Sankt-Annenkirche

Wie aber entsteht Gneis? Es handelt sich um ein sogenanntes metamorphes Gestein, also um ein Gestein, das durch erhöhte Druck- und Temperaturbedingungen, sowie sehr lange Zeiträume wie sie  bei der Gebirgsbildung herrschen, aus verschiedenen Ursprungsgesteinen entstanden ist. Diese Ursprungsgesteine können Sedimente oder Verwandte des durch Schmelzprozesse gebildeten Granits sein. Die Geowissenschaftler, die die schon fast kriminalistische Aufgabe vor sich haben, diesen Ursprung zu identifizieren, müssen sich einzelne Minerale und das Gefüge des Gneises genau anschauen, um die Bildungsbedingungen und die Geschichte des Gneises zu ergründen. 

 

 


Ein Gestein für die Ohren? - Phonolith ist das Gestein des Jahres 2014

altSchon gehört? Als Gestein des Jahres 2014 haben der Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler (BDG) und die Deutsche Gesellschaft für Geowissenschaften (DGG) den Phonolith ausgewählt. Dieses Gestein (griech.: phon = Klang, lithos = Stein) hieß tatsächlich bis ins 18. Jahrhundert hinein „Klingstein“, weil dünne Platten davon beim Anschlagen mit dem Hammer einen hellen Klang von sich geben. Es ist daher nicht verwunderlich, dass Phonolith gelegentlich für Lithophone – ein Instrument ähnlich dem Xylophon, nur mit Stein- anstelle von Holzstäben – verwendet wird.

Phonolithe sind alkalireiche vulkanische Gesteine von meist graugrüner Farbe. Sie bestehen hauptsächlich aus Feldspäten (v.a. Sanidin, Hochtemperatur-Alkalifeldspat) und sogenannten Feldspatvertretern wie z. B. dem Nephelin. Schaut man sich das makroskopisch dichte Gestein unter dem Mikroskop an, so entfaltet sich ein sperriges Gefüge aus kleinen leistenförmigen Kristallen, teilweise mit größeren Einsprenglingen. Sind die Kristall-Leisten durch das Fließen des heißen Gesteins parallel angeordnet, zeigt der Phonolith plattige Ausbildungen.

Charakteristisch ist in einigen Vorkommen das Auftreten von Blasenhohlräumen, die  mit schönen, bei Sammlern sehr begehrten Kristallen von Zeolithen oder Kalzit gefüllt sind.

Die Vorkommen von Phonolith sind in Mitteleuropa an die Gebiete mit tertiärem, also jüngerem Vulkanismus gebunden. In Deutschland sind Phonolithe deshalb in der Rhön (Milseburg bei Kleinsassen, Steinwand bei Poppenhausen), im Hegau (Hohentwiel), in der Eifel, im Kaiserstuhl und in den vom Eger-Rift beeinflussten Gebieten im Erzgebirge (Hammerunterwiesenthal) und in der Oberlausitz (Zittauer Gebirge) zu finden.

Als Vulkangesteine sind Phonolithe häufig mit basaltischen Gesteinen vergesellschaftet. Das phonolithische Magma ist allerdings zähflüssiger, so dass sich eher Staukuppen und Schlotfüllungen anstelle von Lavaströmen ausbilden. Besonders auffällig ist dieser morphologische Unterschied in der Rhön zu beobachten, wo die Basalte große Flächen ausgebildet haben (Lange Rhön), die Phonolithe dagegen als freigelegte Vulkanschlote erscheinen (Kuppenrhön).

Die Nutzung des Gesteins ist meist auf die Verwendung als Schotter und Splitt beschränkt. In geringem Umfang sind jedoch auch Werksteine (z.B. Grabsteine) daraus gefertigt worden. Außerdem findet  das Gestein teilweise als Zuschlagstoff für die Glas- und Baustoff- sowie die Futtermittelindustrie Verwendung. Eine etwas außergewöhnliche Nutzung von Phonolith erfolgt in Bötzingen am Kaiserstuhl, wo Phonolith  als Rohstoff für anorganischen Fango verwendet wird.


 Weiß, wertvoll und weltbekannt: Kaolin ist Gestein des Jahres 2013

Porzellan-Figurine „Schneider auf Ziegenbock“ aus Meissen (Quelle: Porzellanmanufaktur Meissen)Kaolin, das für 2013 zum Gestein des Jahres erkorene Lockergestein, war und ist der wichtigste Rohstoff für die Herstellung des weißen Hartporzellans. Mit dessen Herstellung erst vor dreihundert Jahren in Europa konnte das tausendjährige chinesische Porzellan-Monopol gebrochen werden.

Benannt ist der Kaolin nach einer historischen Lagerstätte in China. Im Deutschen findet sich häufig die Bezeichnung „Porzellanerde“.

Seitdem ist Kaolin nach wie vor ein unverzichtbarer Rohstoff der keramischen Industrie, hat aber inzwischen vielfältige anderweitige Verwendungen gefunden. So werden gegenwärtig mehr als 70 % als Beschichtung und Füllstoff in der Papierindustrie und 13 % in der Gummiindustrie verwendet. Auch als Zuschlagsstoff und Pigment für Lacke und Farben, Düngemittel sowie Lebensmittel wird Kaolin eingesetzt. Die weltweite Jahresförderung liegt bei etwa 45 Mio. Tonnen, wobei Deutschland mit ca. 4,5 Mio. Tonnen einen vorderen Platz einnimmt.

Kaolin entsteht bei der Verwitterung oder hydrothermalen Umwandlung von granitähnlichen oder anderen feldspatreichen Gesteinen und besteht hauptsächlich aus dem Mineral Kaolinit sowie aus Quarz und Resten der Minerale des jeweiligen Ausgangsgesteins. Die meisten der deutschen Kaolinlagerstätten sind im feucht-warmen Klima des Tertiärs entstanden.

Das Gestein des Jahres wird jeweils von einem Expertengremium unter Leitung des Berufsverbands Deutscher Geowissenschaftler (BDG) und der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften (DGG) ausgewählt, mit dem Ziel, Gesteine, die aufgrund ihrer geologischen Entstehung und wirtschaftlichen Bedeutung bemerkenswert sind, in das öffentliche Bewusstsein zu rücken. Bisher fiel die Wahl u. a. auf den Basalt, den Granit und den Sandstein.


Quarzit - Gestein unter Druck - Gestein des Jahres 2012

Wenn ein Sandstein in den Untergrund gelangt und dort im „Erdofen” bei erhöhter Temperatur und geringem Druck „gebacken” wird, dann entsteht ein Quarzit. Den „Backvorgang” im Erdofen bezeichnen Geowissenschaftler als Metamorphose – ein Umwandlungsprozess, der bereits von Johann Wolfgang von Goethe von den Pflanzen beschrieben wurde und den wir von den Schmetterlingen kennen. Beim geologischen Umwandlungsprozess von einem Sandstein zu einem Quarzit werden die Sandkörner eng miteinander verzahnt, und es entsteht ein sehr dichtes und widerstandsfähiges Gestein. Mächtigere Quarzitpartien im Verband mit anderen Gesteinen sind daher morphologisch meist als Felsrücken und Härtlinge in der Landschaft erkennbar.

Quarzite bestehen fast ausschließlich (meist deutlich über 80 Prozent) aus Quarz (SiO2) – nach den Feldspäten das zweithäufigste Mineral der Erdkruste. Fast alle Quarzite sind aus quarzreichen Sedimentgesteinen entstanden, aber auch im Kontakthof von Graniten können quarzitische Gesteine entstehen. Böden auf quarzitischem Untergrund sind nährstoffarm und steinig.

In Deutschland treten Quarzite vor allem in den Mittelgebirgen in Gesteinsfolgen auf, die von der variszischen Gebirgsbildung erfasst wurden, d.h. älter als 300 Millionen Jahre sind, wie z.B. im Rheinischen Schiefergebirge (Taunus-Quarzit, Raumland-Quarzit), im Harz (Acker-Bruchberg-Quarzit) oder im Vogtland (Gunzener Quarzit). Hier und an vielen anderen Stellen wird man dem Gestein „Quarzit” daher auf Wanderungen begegnen.

In Norddeutschland bilden Quarzite häufig Komponenten eiszeitlicher Ablagerungen. Zusammen mit Graniten, Gneisen und Migmatiten wurden sie ab dem 11. Jahrhundert bevorzugt in den Feldsteinkirchen Norddeutschlands verbaut, die hier eine eigene architektonische Bauform bilden.

Es gibt aber auch jüngere Sandsteine, die zwar nicht metamorph, aber verkieselt und somit den Quarziten sehr ähnlich sind. Ein Beispiel hierfür ist der quarzitische Heidelberg-Sandstein der Kreide-Zeit, aus dem die Teufelsmauer bei Thale besteht. Ähnlich verhält es sich mit den unter rein sedimentären Bedingungen gebildeten „Tertiärquarziten”, die in den hessischen und mitteldeutschen Braunkohlenlagerstätten auftreten und ebenfalls eingekieselte Sandsteine darstellen.

Die „Tertiärquarzite” verkieselten unter einem tropischen Klima, bei dem die Kieselsäure im Grundwasserbereich gelöst und an anderer Stelle im Sandstein wieder abgeschieden werden konnte.

Durch die Metamorphose werden die ursprünglich rundlichen Quarzkörner deformiert und geplättet.

Die plattigen Körner zeigen meist eine Einregelung. Zusammen mit ebenfalls eingeregelten Glimmerplättchen erzeugen sie in manchen Quarziten eine sehr ausgeprägte plattige Spaltbarkeit.

Die Widerstandsfähigkeit des Minerals Quarz und die Struktur des Gesteins haben eine hohe Verwitterungsbeständigkeit zur Folge. Sie machen die Quarzite zu einem wichtigen und interessanten Rohstoff in der Werksteinindustrie. Im Zusammenspiel mit einer durch andere Minerale (Disthen, Dumortierit, Hämatit) verursachten Farbigkeit haben Quarzite ein weites Anwendungsfeld, beispielsweise als Polygonalplatten für strapazierfähige Wandverkleidungen und Bodenbeläge, gefunden. Im Handel sind fast ausschließlich Importgesteine aus Europa (Norwegen, Italien, Kroatien) und Übersee (Brasilien). Seltener ist die Verwendung bankiger Quarzite als Baustein, wie die des Gommern-Quarzites für die Klosterkirche von Leitzkau bei Magdeburg.

Außerdem finden Quarzite in der Metallurgie als Rohstoff für die Herstellung von Ferrosilizium Verwendung. Die sog. Tertiärquarzite, die wegen der Unregelmäßigkeit ihres Auftretens für den Braunkohlenbergbau eher hinderlich sind, sind in der Feuerfestindustrie für die Herstellung von Silika-Steinen verwendet worden. Für die Produktion von Quarzglas und von metallischem Silizium für die Solarwirtschaft und die Elektronik werden Quarzrohstoffe aus Gängen und hochmetamorphen Mobilisaten verwendet, die einen wesentlich höheren Reinheitsgrad besitzen.


Tuff ist das Gestein des Jahres 2011

Tuffe sind ganz besondere Gesteine, denn sie sind das Ergebnis sowohl von magmatischen als auch sedimentären Prozessen. Sie entstehen, wenn flüssiges Magma unter hohem Druck aus einem Vulkan in die Atmosphäre geschleudert wird. Dabei wird der Verband des flüssigen Magmas zerstört und es entstehen Myriaden von meist staubfeinen bis faustgroßen Partikeln. Wenn sie auf die Erde fallen, dann nennen wir dieses Sediment „Tuff”. In vulkanisch aktiven Gebieten der Erde ist die Tuffbildung auch heute direkt zu beobachten.

Die Aschewolken des isländischen Vulkans Eyjafjallajokull, die im April 2010 den Flugverkehr über Europa teilweise zum Erliegen brachten, waren solch ein zerstobenes Magma. Heiße vulkanische Asche des Merapi auf Java verbrannte im Herbst 2010 im Umkreis von 18 Kilometern Dörfer und Felder an den Hängen des gefährlichen indonesischen Vulkans. Ein historisches Ereignis für einen Vulkanausbruch mit enormer Tuffbildung ist der Ausbruch des Vesuvs 79 n.Chr., der die Städte Pompeji und Herkulaneum unter einer bis zu 60 m dicken Ascheschicht begrub.

Tuffgesteine geben uns also nicht nur Einblicke in dynamisch-bewegte Phasen, die in geologisch weit zurückliegenden Zeiten stattgefunden haben - sie entstehen auch heute noch. Sie begegnen uns in der Natur, aber auch an vielen Bauwerken in deutschen Städten als Baustein oder als Zement und geben lebendige Zeugnisse für die Architekturgeschichte Deutschlands.  

Tuffe kommen überall dort vor, wo vulkanische Ergussgesteine auftreten. In Deutschland sind Tuffe hauptsächlich an zwei Zeitabschnitte der Erdgeschichte gebunden. Vor etwa 300 Millionen Jahren kam es in der Rotliegendzeit, an der Wende vom Karbon zum Perm, in den heutigen Mittelgebirgen bis in das norddeutsche Tiefland zu ausgedehntem Vulkanismus und Tuffbildungen. Diese Gesteine haben eine mineralische Zusammensetzung, die Graniten ähnlich ist und rhyolithisch genannt wird. Wegen ihrer rötlichen Farbe werden sie umgangssprachlich meist als Porphyr-Tuffe bezeichnet

Im Tertiär, speziell im Zeitraum von etwa 25 bis 45 Millionen Jahren vor heute, entstanden Tuffe mit überwiegend basaltischer Zusammensetzung. Vorkommen sind aus der Eifel, der Schwäbischen Alb, vom Vogelsberg, aus dem Hegau und dem Egergraben bekannt. Die jüngsten Tuffe sind nur wenige Jahrtausende alt. Der nur ca. 11000 Jahre alte Laacher-See-Tuff hat in weiten Teilen Westdeutschlands eine große regionale Verbreitung und ist eine wichtige Zeitmarke für die jüngste geologische Vergangenheit.

Tuffe werden vor allem wegen ihrer relativ leichten Gewinnung und Bearbeitung gerne als Werkstein verwendet. Dies gilt vor allem dort, wo sie als größere, strukturell weitgehend homogene Körper auftreten.

Oftmals weisen die Vorkommen allerdings nur eine geringe Mächtigkeit der Tufflagen auf oder es bestehen Wechsellagerungen mit tonigen und sandigen Sedimenten. Mit vergleichsweise geringem mechanischem Aufwand können aus größeren Tuffkörpern Blöcke mit ebenen Flächen geschnitten werden, die sich ideal als Baustein eignen. Vorteilhaft sind außerdem das gegenüber kompakten Festgesteinen geringere Raumgewicht und die Dämmwirkung auf Grund des großen Porenanteils.

Das bekannteste und als Baustein in großem Ausmaß verbreitete Tuffgestein aus der Rotliegendzeit ist zweifellos der so genannte Rochlitzer Porphyrtuff aus dem Nordwestsächsischen Vulkanitkomplex. Er findet sich in vielen Bauwerken in Leipzig, Chemnitz und vielen weiteren Orten, auch über Sachsen hinaus, und wird noch immer abgebaut. Tuffe aus anderen Vorkommen in der Vorerzgebirgssenke um Chemnitz wie z.B. der Hilbersdorfer Tuff wurden früher ebenfalls in großem Umfang gewonnen und als Werkstein und auch für Skulpturen verwendet. Hervorragendes Beispiel dafür ist die Tulpenkanzel im Freiberger Dom.

Exemplarisch für die Verwendung der Tuffe der Eifel ist das im romanischen Stil erbaute Kloster Maria Laach. Teile des Xantener Domes und des Kölner Rathauses sind aus Tuff von Weibern (bei Mayen) erbaut. Als Baustein bekannt und selbst für Skulpturen verwendet sind auch der rote Michelnauer Tuff aus dem Wetteraugebiet oder der basaltische Habichtswaldtuff, der breite Verwendung in den Bauten des Parks Wilhelmshöhe in Kassel fand. Quantitativ größere Bedeutung hatten und haben Tuffe als Rohstoff für den seit Jahrhunderten im Bauwesen verwendeten so genannten Trasszement.

Das Gestein des Jahres wird seit 2007 gemeinsam vom Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler (BDG) und der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften (DGG) bestimmt. Die Gesteine sollen in der gesamten Breite ihrer Funktionen im Naturraum und ihrer Anwendungen in der menschlichen Gesellschaft dargestellt werden.


Geowissenschaftler wählen „Alleskönner“ unter den Gesteinen: Kalkstein ist Gestein des Jahres 2010

Man findet ihn in den Riffen der Ozeane, aber auch in der Schwäbischen Alb oder in den Kalkalpen: Kalkstein gehört zu den vielseitigsten Gesteinen - und zu den wertvollsten. Denn auch als Rohstoff oder als Baumaterial ist dieser Alleskönner unentbehrlich. Um auf die große Bedeutung des Kalksteins für Mensch und Natur aufmerksam zu machen, hat ihn der Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler (BDG) jetzt zum „Gestein des Jahres 2010“ gekürt.

Kalksteine bestehen zum großen Teil aus dem Mineral Calcit (CaCO3). In vielen Kalksteinen ist häufig aber auch der magnesiumhaltige Dolomit vorhanden, weshalb man dann von einem dolomitischen Kalkstein spricht.

Kalkstein ist auch das Gestein aus dem die Zugspitze, der höchste Gipfel Deutschlands, besteht. Der zur Wettersteinformation der mittleren Trias gehörende Riffkalk vereinigt imposante Morphologie in der Gipfelregion mit eindrucksvollen Karsterscheinungen in der Höllentalklamm und enthält außerdem interessante Sulfidvererzungen, die bis zum Anfang des 20. Jahrhunderts abgebaut wurden.

Korallen als Baumeister

Bei der Entstehung der meisten Kalksteine spielen Lebewesen eine entscheidende Rolle. So bauen beispielsweise Korallen das im Meerwasser vorhandene Kalzium zusammen mit Sauerstoff und Kohlenstoff direkt in ihr Skelett ein. Nach dem Absterben der Tiere bleibt nur das CaCO3-Gerüst erhalten und durch Verfestigungsprozesse wird daraus Kalkstein.

Nicht nur das mehrere tausend Kilometer lange Great-Barrier-Reef vor der Küste Australiens ist auf diese Weise immer weiter gewachsen, sondern auch viele Hunderte von Millionen Jahre alte Riffgürtel, deren Überreste heute noch in Deutschland zu bewundern sind – an Land. Denn viele unserer Landschaften sind durch Riffkalke geprägt. Das betrifft die in einem flachen Meer im Devon gebildeten Riffe des Rheinischen Schiefergebirges ebenso wie die Zechsteinriffe in Ostthüringen gebildet hatten. In diesen Gegenden zeugen viele Steinbrüche von der großen Nachfrage nach dem begehrten Kalkstein."

Kalksteine nicht nur biologischen Ursprungs

Die größten Kalksteinvorkommen der Erde sind jedoch auf dem Grund von Ozeanen entstanden, wo sich mit der Zeit die kalkhaltigen Reste von abgestorbenen Algen, Muscheln, Schnecken und Seeigeln in mächtigen Sedimentschichten ansammelten und durch hohen Druck in Gestein umgewandelt wurden.

Doch längst nicht alle Kalksteine haben einen biologischen Ursprung. „Kalkstein kann auch durch chemische Prozesse aus dem Wasser ausgefällt werden“, erklärt Dr. Werner Pälchen vom BDG. Dabei entstehen Quellkalke, Kalk-Tuffe, Travertine und Sinter. Auch sie können sich zu hohen Kalkbecken, Terrassen oder „Steinernen Rinnen“ entwickeln. In diesen Quellsedimenten ist oft auch Aragonit vorhanden, eine andere kristallographische Modifikation des Kalziumkarbonats.

Vielseitig verwendbar

Kalksteine bilden nicht nur die Grundlage für Naturwunder wie die Kalksinterfelsen von Pamukkale in der Türkei, die Solnhofener Plattenkalke in Bayern oder die Kreidefelsen der Insel Rügen, sondern sie sind auch von unschätzbarer Bedeutung für die Industrie. Denn der Rohstoff ist nicht nur reichlich vorhanden, sondern auch vielseitig verwendbar.

„Jeder Einwohner der Bundesrepublik Deutschland verbraucht in einem 70-jährigen Leben etwa 100 Tonnen Kalk- und Mergelsteine“, verdeutlicht Dr. Werner Pälchen vom BDG. In erster Linie ist Kalkstein ein Baurohstoff und wird zu Zement und Branntkalk verarbeitet. Denn Kalkstein verändert durch Erhitzen seine chemische Zusammensetzung. Bei Temperaturen zwischen 900 und 1200°C wird der Kalkstein (CaCO3) in gasförmiges Kohlendioxid (CO2) und Calciumoxid (CaO = Branntkalk) zerlegt.

„Vor allem in der Eisen- und Stahlindustrie werden große Mengen Kalkstein gebraucht, denn ohne ungebrannten Kalkstein würde aus dem Eisenerz kein Roheisen und ohne Branntkalk aus dem Roheisen kein Stahl. Aber auch als Dünger für Pflanzen und Tiere wird Kalkstein benötigt“, so Pälchen weiter.

Hilfsmittel für Architekten und Rohstoffexperten

Wichtige Dienste geleistet hat Kalkstein auch in der Architektur. So sind beispielsweise der Kaiserdom in Königslutter, der Dom von Halberstadt, das Pergamonmuseum in Berlin sowie eine Vielzahl von Dorfkirchen in Mittel- und Süddeutschland zu großen Teilen aus Kalksteinen errichtet worden.

„Wenn man schließlich noch berücksichtigt, dass poröse Kalksteine als geologische Speicher für Erdöl und Erdgas fungieren können und die vielfältigen Karstphänomene in den Kalksteinfolgen interessante und attraktive Tropfsteinhöhlen geschaffen haben, lässt der Kalkstein wohl keine Wünsche offen. Mit seiner Vielseitigkeit ist er ein würdiges ‚Gestein des Jahres 2010‘“, so die Geowissenschaftler des BDG.


Hintergrundwissen Diabas

Interssantes Gestein mit umstrittenem Namen: Diabas oder Dolerit

Spät kreiert und schon immer strittig: das ist der Name Diabas. Abraham Gottlob Werner  kannte ihn 1787 offenbar noch gar nicht, Bernhard von Cotta hat bereits 1855 auf den „geringen Unterschied zwischen Diabas und Dolerit“ hingewiesen und die Nomenklaturkommission der IUGS (Le Maitre 2002) empfiehlt schließlich die völlige Eliminierung dieses Namens zugunsten von Dolerit. Insbesondere in Mitteleuropa, wo die  Bezeichnung Diabas für alterierte, vor allem durch Umwandlung von Pyroxenen in  Amphibole und in Chlorit „vergrünte“ präpermische Basaltoide geprägt wurde, kommt man aber nur schwer von dem traditionellen Begriff los. In der Praxis der Steinbruchindustrie, aber selbst in der geowissenschaftlichen Fachliteratur ist die Bezeichnung nach wie vor gängig.

 Dolerite sind holokristalline, meist kleinkörnige Gesteine mit basaltischem Chemismus und entsprechendem Mineralbestand, die in der Regel als selbständige gangförmige oder als lagerartige Intrusivkörper in submarinen „bunten“ Sedimentkomplexen zusammen mit Tonschiefern und Karbonatgesteinen auftreten. In letzterem Falle sind sie durch die Reaktion mit dem Meerwasser typischerweise vergrünt und mithin eben „richtige“ Diabase. In submarinen Komplexen bilden sie sillartige Körper, oft Pillowlaven mit Mandelsteinstrukturen. Die Vergrünung ist auch eine Folge der schwachen namengebenden Metamorphose (Grünschieferfazies). Bei intensiverer Metamorphose, wie sie etwa die prävariszischen Schichtpakete betroffen hat, bilden sich aus Diabasen Amphibolite oder Eklogite. Diabase treten in Mitteleuropa hauptsächlich in devonischen bis unterkarbonischen Schichtfolgen auf.  Typische Verbreitungsgebiete sind das Rheinische Schiefergebirge, der Harz und das Thüringisch-Vogtländisch-Fränkische Schiefergebirge. Mit Diabasen und den mit ihnen assozierten Gesteinen (Spilite, Schalsteine) sind oft lagerartige Hämatitvererzungen vom sog. Lahn-Dill-Typ verbunden, die bis zur Mitte des vergangenen Jahrhunderts wichtige Eisenerzlieferanten waren.

 Charakteristisch für  Diabase ist ein ophitisches oder intersertales Gefüge von miteinander verschränkten Plagioklasleisten mit primärem Augit, akzessorischem  Ilmenit, Titanit, seltener auch Olivin. Als Umwandlungsminerale treten Hornblende, Chlorit, Epidot und Kalzit auf. Verbreitungsgebiete von Diabasen in Wechselfolgen mit Tonschiefern, Karbonatgesteinen, Grauwacken und Phylliten sind meist durch kuppenförmige Landschaften charakterisiert. Schroffe Geländeformen treten nur in Flusseinschnitten auf. Auf Diabasen und anderen, mit ihnen assoziierten basischen Geosynklinalmagmatiten bilden sich in der Regel basenreiche Braunerden oder Pseudogley-Braunerden.

 Werner Pälchen (Halsbrücke)


Iberg

Der abgebildete Steinbruch liegt auf dem Iberg am Südrand von Siedlinghausen im Hochsauerlandkreis. Im Steinbruch wurde früher Diabas (Metabasalt) abgebaut.

In der Steinbruchsflanke ist die Kontaktzone zum mitteldevonischen Tonschiefer (Fredeburg-Schichten) aufgeschlossen, der Diabas selbst ist unterkarbonisch und als Gang in die mitteldevonischen Gesteinsschichten eingedrungen (Metadolerit). Die Schiefer sind durch den Kontakt mit dem Vulkangestein verkieselt und zu Hornstein umgewandelt.

Das Foto wurde uns vom Geologischen Dienst NRW freundlicherweise zur Verfügung gestellt.


 

 

TdG2017Poster 1

Das Poster zum Tag des Geotops 2017 wurde im Auftrag der Fachsektion Geotop der DGGV und in Zusammenarbeit mit den Geologischen Diensten der Länder zusammengestellt von Ina Pustal (Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie).