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Sande aus verwitterten Sandsteinen

Verbreitungsgebiete: Keuperbergland von der östlichen Baar, über Schönbuch, Stromberg, Heuchelberg, Stuttgarter Bucht, Schurwald, Welzheimer Wald bis zu den Fränkisch-Schwäbischen Waldbergen

Erdgeschichtliche Einstufung: Löwenstein-Formation und Hassberge-Formation, Mittelkeuper

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Lagerstättenkörper

Blick auf eine Steinbruchwand mit drei aufeinanderliegenden, durch grünliche Streifen getrennte Schichten. Die Farbe des Gesteins ist ein weißliches Grau, links sind jedoch auch violette Farbtöne zu sehen. Im Vordergrund ein gelber Radlader.
Stubensandsteingrube bei Kernen im Remstal

Sande aus durch Verwitterung weitgehend entfestigten Keuper-Sandsteinen, den sogenannten Mürbsandsteinen, treten in taschenförmigen Partien des Kiesel- und Stubensandsteins auf. Vor allem die Mürbsandsteinvorkommen im Kieselsandstein 2 können aufgrund ihrer hohen Quarzgehalte (ca. 85–90 %) wirtschaftlich interessant sein. Die vorwiegend dolomitisch, untergeordnet kieselig zementierten, harten, meist nur flachgründig verwitterten Sandsteine des Kieselsandstein 1, in die sich oft mehrere dm bis 1–3 m mächtige Tonsteinlagen einschalten, kommen nicht für eine Sandgewinnung in Betracht. Vor allem aus verwitterten Sandsteinen im Stubensandstein wurde früher in zahlreichen, meist kleinen Gruben Sand für den örtlichen Bedarf gewonnen. Die Gruben waren überwiegend in den tonig-kaolinitisch gebundenen Sandsteinen des Mittleren und Oberen Stubensandsteins angelegt worden. Die genutzten Mächtigkeiten lagen meist bei 4–5 m, jedoch treten auch Mürbsandsteinlagerstätten von mehr als 20 m Mächtigkeit auf, die noch heute in Abbau stehen. Mürbsandsteinvorkommen oder daraus entstandene Sandvorkommen enthalten stets Lagen und Linsen von Schluffen und Tonen, welche die Lagerstätten auch in mehreren Metern bis Zehnermetern Mächtigkeit über- und unterlagern können. Die Löwenstein-Formation Baden-Württembergs kann bis zu sieben Sandsteinlager (je 1–10 m mächtig) aufweisen, die von Tonsteinen, Schluff- und tonig-schluffigen Feinsandsteinen ähnlicher Mächtigkeit unterbrochen werden. Da die Ablagerung der Sande in Flussrinnen erfolgte, sind die Sandsteinkörper in vertikaler wie lateraler Richtung entsprechend wechselhaft.

Gestein

Blick von erhöhtem Standort auf mehrere hintereinanderliegende, violett-graue Steinbruchwände. Die Brüche sind durch Fahrstraßen getrennt. Im Hintergrund stehen hohe Nadelbäume an.
Abbauwand einer Mürbsandsteingrube bei Gschwend

Die aus den Keuper-Sandsteinen durch Verwitterung und Lösung des Gesteinsbindemittels hervor­gegangenen Quarzsande sind jungtertiär- bis quartärzeitliche Bildungen. Die bankigen, häufig schräggeschichteten Mürbsandsteine sind grob- bis mittelkörnig, zum Teil mit feinsandigen und fein- bis mittelkiesigen Partien. Gebunden sind die Komponenten der festen Sandsteine durch ein toniges, karbonatisches oder schwach kieseliges Bindemittel (Zement). In die Sandsteine sind in unregelmäßiger Verbreitung und unterschiedlicher Tiefenlage rote und grüne Ton- und Schluffsteine eingeschaltet.

Ablagerungsverhältnisse zur Stubensandsteinzeit

Petrographie

Die chemische Zusammensetzung der Sande und Mürbsandsteine wird durch die Aus­gangszusammensetzung der Lagerstätte bestimmt. Das wichtigste chemische Qualitätsmerkmal ist der Gehalt an SiO2 (Quarz). Für Gießereisand und Glassand kann nur Quarzsand verwendet werden, dessen SiO2-Gehalt mindestens 99,9 % beträgt. Für feuerfeste Produkte werden hochwertige Quarzsande, aber auch hochwertige Quarzkiese benötigt.

Mächtigkeiten

Blick auf eine Steinbruchwand mit verschiedenen Lagen. Die unterste Lage ist grau mit bläulichen Streifen. Die mittlere und oberste Lage ist jeweils hellbraun bis grau mit orangen Streifen und rötlichen Flecken. Die dritte Lage ist zudem dünner gebankt.
Sandsteinbänke im Westen des Steinbruchs Kernen-Stetten

Geologische Mächtigkeit: Die geologischen Mächtigkeiten der in Frage kommenden Mürbsandsteinpakete können mehrere 10er Meter betragen.

Genutzte Mächtigkeit: Die früher genutzten Mächtigkeiten lagen meist bei wenigen Metern; heute können durch maschinelle Baggerung noch halbfester Partien und maschinelle Zerkleinerung dieses Materials auch Mächtigkeiten bis über 20 m genutzt werden.

Gewinnung und Verwendung

Ausschnitt einer Aufbereitungsanlage für Sand. In metallenen runden Becken wird das Bodenmaterial durch Wasser gereinigt.
Hydroklassierung in der Sandaufbereitung.

Gewinnung: In weit über hundert kleinen Sandgruben wurden früher Bau-, Form- und Fegesande abgebaut. Bis zum Jahr 2000 waren noch über 30 Gruben in Betrieb, heute sind es in den Stubensandstein-Schichten noch sieben. Die wichtigsten liegen bei Esslingen und Gschwend; in einigen können – dort, wo die Verwitterung noch nicht ansetzen konnte – auch „beibrechend“ Werksteinblöcke für Renovierungsarbeiten oder für den Garten- und Landschaftsbau gewonnen werden. Die Gewinnung der Sande aus verwitterten Sandsteinen sowie der unverwitterten Sandsteine erfolgt mittels Bagger bzw. Radlader im Trockenabbau. Die Aufbereitung des Materials findet zumeist vor Ort mit einer stationären bzw. mobilen Brech- und Siebanlage statt. In kleinen Sandgruben wird das gewonnene Material für einige Zeit aufgehaldet und der Witterung ausgesetzt, wodurch die Kornbindung der Sandsteine gelockert wird. Unter Zugabe von sauberem Wasser wird das Rohmineral, je nach Verschmutzungsgrad und Qualitätsanforderungen, von abschlämmbaren Bestandteilen, wie Lehm und Ton, und von verunreinigenden Beimengungen wie Holz, Kaolin usw. befreit und sodann nach Korngrößen in Korngruppen sortiert („klassiert“). Hochreine Quarzsande werden aus den Sanden durch Schweretrennung gewonnen. Die Aufbereitung der Quarzsande für höherwertige industrielle Einsatzbereiche unterscheidet sich von den „normalen“ Sandgruben, in denen Bausande produziert werden dadurch, dass wegen der geforderten größeren Gleichmäßigkeit und Reinheit der Produkte aufwendigere Techniken erforderlich sind (weitere Informationen siehe Börner et al., 2012).

Großaufnahme von gelblich grauem bis rötlich grauem Gestein, in das sich dunklere Körner eingelagert haben.
Mürber Mittel- bis Grobsandstein.

Verwendung: Die aufbereiteten Sande werden hauptsächlich als Bettungs-, Fugen-, Verfüll-, Beton-, Mörtel- und Estrich­sande sowie zum Sportanlagenbau (Reitplätze, Beachvolleyballfelder) verwendet. Nach Abtrennung der Tone und nach Klassierung eignen sich die Quarzsande aus den Stubensandstein-Schichten für die Herstellung von Kalksandsteinen, Putzen, Filtersanden und Bausanden. Reine Quarzsande werden vielseitig verwendet: Die Quarz­sandindustrie unterscheidet grundsätzlich

1) Quarzsande für die Bauindustrie (Bauchemie-Sand),

2) Quarzsande als Füllstoff, für den Bau (Bauindustrie-Sand), für die Gießerei (Gießerei-Sand), für höchste Gussqualität,

3) Quarzsande für die Glasherstellung (Glas-Sand).

Reine Quarzsande („Glas-Sande“) werden in der Keramik-, Glas- und metallurgischen Industrie verwendet. Bei gleichmäßiger Zusammensetzung werden sie zusammen mit Kaolin und Feldspat als Zuschlag für die Herstellung von Porzellan und vielen modernen Keramikwerkstoffen eingesetzt.

Lagerstättenpotenzial

Die Vorkommen der Sande aus verwitterten Sandsteinen können in drei Lagerstättenpotenzialkategorien untergliedert werden, die sich vor allem nach der nutzbaren Mächtigkeit sowie dem Reinheitsgrad der Sande richtet und weniger nach der Ausdehnung des Vorkommens. Die hier aufgeführte Bewertung des Lagerstättenpotenzials gilt nur für Vorkommen, in denen die Gewinnung von Sanden im Vordergrund steht, und nicht für Vorkommen mit einer kombinierten Nutzung des Rohstoffes als Naturwerksteine und Sande aus verwitterten Sandsteinen.

Geringes LP:

  1. Inhomogene Sande, häufig durchsetzt mit Sand-/Tonstein-Wechsellagerung bzw. Tonsteinen, führt zu einem deutlich erhöhten Aufbereitungsaufwand
  2. Durchschnittlicher Sandanteil des Vorkommens ca. 60 %
  3. Geringe durchschnittliche nutzbare Mächtigkeiten von 5–10 m
  4. Geringe Flächengröße: 3–20 ha

Mittleres LP:

  1. Inhomogene bis homogene Sandsteine. Wechsellagerungen aus Sand-/Tonstein und Tonsteineinschaltungen treten auf, können aber abbau- und aufbereitungstechnisch getrennt werden, was zu einem erhöhtem Aufbereitungsaufwand führt
  2. Durchschnittlicher Sandanteil des Vorkommens ca. 60–75 %
  3. Mittlere durchschnittlich nutzbare Mächtigkeit von 10–15 m
  4. Mittlere Flächengröße: 20–50 ha

Hohes LP:

  1. Homogene Sandsteine ohne intensive Wechsellagerungen oder Toneinschaltungen in den Sandsteinbänken. Deutlich abgegrenzte Sandstein- und Tonsteinlagen, die beim Abbau schon getrennt werden können. Kein erhöhter Aufbereitungsaufwand
  2. Durchschnittlicher Sandanteil des Vorkommens ca. > 75 %
  3. Hohe durchschnittliche nutzbare Mächtigkeit von > 15 m
  4. Große Flächengröße: > 50 ha
  • Blick auf eine halbhohe, rötlich braune bis graue Steinbruchwand. Darüber türmen sich Abraumhalden. Am Fuß der Wand verteilt sich lockeres Gestein.
  • Blick auf eine im Mittelgrund sich erhebende Abbaukante in einer Sandgrube. Im Vordergrund die abgeflachte Grube. Im Hintergrund rechts steigen bewachsene Hügel und Abraumhalden auf.
  • Blick auf die Abbauarbeiten in einer Sandgrube. Mehrere Bagger und Fördergeräte sind in der Bildmitte im Einsatz. Rechts erhebt sich ein länglicher, teilweise bewachsener Hügel. Links sind Abraumspuren zu erkennen. Im Hintergrund steht Wald an.
  • Ausschnitt einer Aufbereitungsanlage für Sand. In metallenen runden Becken wird das Bodenmaterial durch Wasser gereinigt.
  • Blick auf die Abbauwand einer Sandgrube mit senkrechten Einkerbungen unten sowie in der Mitte der Wand. Links und rechts erheben sich Schutthügel. Am Fuß der Wand steht Wasser.
  • Nahaufnahme von zerfurchtem grauen Gestein mit gelblichen Einlagerungen.
  • Blick auf eine hellgraue Gesteinswand vor grünem Hintergrund. In der Bildmitte unterbricht ein gelblicher, glatter Einschluss das sonst schüttere Material. Eine Messlatte ist dort angelehnt.
  • Panoramabild eines Steinbruches. Zu sehen sind mehrere, zum Teil stark bewachsene, Stufen. Im Vordergrund festgefahrene Erde. Links hinten sind noch zwei Bagger im Einsatz.
  • Von erhöhtem Standort aus blickt man auf den Boden sowie drei Seitenwände eines Steinbruches. Die Wände haben mehrere Stufen und sind rechts bewachsen. Ebenfalls rechts sind am Fuß der dortigen Wand sortierte Steinhaufen zu erkennen.
  • Blick auf eine Steinbruchwand mit verschiedenen Lagen. Die unterste Lage ist grau mit bläulichen Streifen. Die mittlere und oberste Lage ist jeweils hellbraun bis grau mit orangen Streifen und rötlichen Flecken. Die dritte Lage ist zudem dünner gebankt.
  • Nahaufnahme von Lagen violettfarbenem Gestein über und unter hellgrauem Stein.
  • Das Bild zeigt eine senkrecht gefurchte, bräunlich graue Steinbruchwand. Dunkle, waagrechte Streifen durchziehen einen großen Teil der Wand. Links ist eine Messlatte angelehnt.
  • Großaufnahme von gelblich grauem bis rötlich grauem Gestein, in das sich dunklere Körner eingelagert haben.
  • Von erhöhtem Standort aus überblickt man rechts Steinbruchwände und links Abraumhalden. Links unten wartet ein gelber Kipplaster auf Beladung. Im Hintergrund bildet ein nach rechts ansteigender Wald den Abschluss des Bildes.
  • Das Bild zeigt im Hintergrund und rechts leicht geneigte, weißlich graue bis violette Steinbruchwände. Am Fuß ist eine kleine Wasserfläche erkennbar. Links vorne schieben sich Abraumhügel ins Bild.
  • Großaufnahme von gelblich grauem, körnigem Gestein.
  • Frontalansicht einer hellgrauen bis rötlichen Steinbruchwand. Oben ist das Material teilweise scherbig. In der Bildmitte ist eine Messlatte angelehnt.
  • Großaufnahme von weißlichem bis grauem Festgestein und violetten, rissigen Lagen darüber. Rechts sind helle Einschlüsse im dunkleren Gestein sichtbar. Ein Maßstab links zeigt die Größenverhältnisse an.
  • Nahaufnahme einer schräg liegenden, hellgrauen Gesteinsplatte. Links oben ist die Kante wellenförmig gerundet. Rechts zeigt der Kopf eines Hammers die Größe an.
  • Blick auf eine Steinbruchwand mit drei aufeinanderliegenden, durch grünliche Streifen getrennte Schichten. Die Farbe des Gesteins ist ein weißliches Grau, links sind jedoch auch violette Farbtöne zu sehen. Im Vordergrund ein gelber Radlader.
  • Blick von erhöhtem Standort auf mehrere hintereinanderliegende, violett-graue Steinbruchwände. Die Brüche sind durch Fahrstraßen getrennt. Im Hintergrund stehen hohe Nadelbäume an.

Externe Lexika

Litholex

Literatur

  • Börner, A., Bornhöft, E., Häfner, F., Hug-Diegel, N., Kleeberg, K., Mandl, J., Nestler, A., Poschlod, K., Röhling, S., Rosenberg, F., Schäfer, I., Stedingk, K., Thum, H., Werner, W. & Wetzel, E. (2012). Steine- und Erden-Rohstoffe in der Bundesrepublik Deutschland. – Geologisches Jahrbuch, Sonderhefte, SD 10, 356 S., Hannover (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe und Staatliche Geologische Dienste). [212 Abb., 54 Tab., Anh.]
  • Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau Baden-Württemberg (2006b). Rohstoffbericht Baden-Württemberg 2006 – Gewinnung, Verbrauch und Sicherung von mineralischen Rohstoffen. – LGRB-Informationen, 18, S. 1–202, 1 Kt.
  • Werner, W., Wittenbrink, J., Bock, H. & Kimmig, B. (2013). Naturwerksteine aus Baden-Württemberg – Vorkommen, Beschaffenheit und Nutzung. 765 S., Freiburg i. Br. (Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau).

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