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Energierohstoff - Ölschiefer

Verbreitungsgebiet: Nördliches Vorland der Schwäbischen Alb

Erdgeschichtliche Einstufung: Posidonienschiefer-Formation (juPO), Unterjura

(Hinweis: Die Rohstoffkartierung liegt noch nicht landesweit vor. Der Bearbeitungsstand der Kartierung lässt sich in der Karte über das Symbol "Themenebenen" links oben einblenden.)

Kartenausschnitt
Kartenausschnitt

Lagerstättenkörper

Abbauwand im Tagebau bei Dormettingen.
Abbauwand im Tagebau bei Dormettingen

Die Gesteine der Posidonienschiefer-Formation wurden vor ca. 180–184 Mio. Jahren in einem flachen, schlecht durchlüfteten Meeresbecken, mit stabiler Dichteschichtung mit nur geringem vertikalem Austausch, abgelagert. Während der Bildung der Posidonienschiefer-Formation kam es unter sauerstoffarmen Bedingungen zur Ablagerung von Ton-, Mergel- und Kalksteinen mit erhöhten Bitumenanteilen.

Vergleichbare Bedingungen herrschen heute im Schwarzen Meer (sog. euxinische Verhältnisse; Pontus Euxinus = lat. Name für das Schwarze Meer). Salzarmes, sauerstoffreiches und leichteres Oberflächenwasser überlagert deckelartig dichteres, salzhaltigeres und sauerstoffarmes bis -freies Tiefenwasser, das Schwefelwasserstoff (H2S) enthält. Herabsinkende organische Reste werden in diesem anoxischen Milieu nur noch unvollständig zersetzt und reichern sich am Meeresboden an. Das bedingt die hohen Gehalte an organischen Verbindungen und an Eisensulfiden in diesen sog. Schwarzschiefern.

Die Bezeichnung „Ölschiefer“ geht auf den oftmals hohen Kohlenwasserstoffgehalt zurück. Von rohstoffwirtschaftlicher Bedeutung ist der Posidonienschiefer heute besonders dort, wo er unverwittert ist, mindestens 5 m nutzbare Mächtigkeit und hohe Kohlenwasserstoffgehalte aufweist. Traditionell wird der Posidonienschiefer wegen der Ölgehalte zu den Energierohstoffen gezählt, obgleich er heute überwiegend zur Portlandzement-Herstellung verwendet wird. Die Ölschiefer streichen entlang der Schwäbischen Alb aus und bilden einen flächenhaft verbreiteten, geschichteten Rohstoffkörper.

Petrographische Massenprozente in Ölschiefer

Mächtigkeiten

Bituminöse Mergelsteine im Steinbruch Ohmden
Bituminöse Mergelsteine im Steinbruch Ohmden

Geologische Mächtigkeit: Die Gesamtmächtigkeit der Posidonienschiefer-Formation schwankt zwischen nur 1 m an der östlichen Landesgrenze und rund 30 m im Kraichgau. Im Bereich der Schwäbischen Alb variiert die geologische Mächtigkeit in Oberflächennähe zwischen 6 und 12 m.

Genutzte Mächtigkeit: Bei Dotternhausen/Dormettingen werden 6–9 m genutzt bis zum Top des sogenannten „Fleins“ (Werksteinbank), da dieser eine tragfähige Sohl­schicht für die schweren Fahrzeuge abgibt.

Übersichtsaufnahme des Steinbruchs Ohmden
Übersichtsaufnahme des Steinbruchs Ohmden

Verarbeitung: Der Posidonienschiefer wird im Zementwerk Dotternhausen nach dem von Rudolf Rohrbach entwickelten, weltweit einzigartigen Verfahren zur energiegünstigen Zementproduktion verwendet. Er wird dabei in zwei Produktionslinien eingesetzt, (1) im werkseigenen Kraftwerk und (2) im Zementbrennaggregat.
1) Im Kraftwerk wird das Gestein zur Stromerzeugung bei ca. 800 °C in einem Wirbelschichtofen verbrannt. Hierbei erhält der gebrannte Ölschiefer optimale hydraulische Eigenschaften, die für seine weitere Verwendung zur Zementherstellung von entscheidender Bedeutung sind. Die Stromerzeugung ist jedoch nur durch die gleichzeitige Verwertung des gebrannten Ölschiefers als wichtige Zementkomponente wirtschaftlich.
2) Im Zementbrennaggregat wird im vorgeschalteten Wärmeaustauscher das Rohmehl (Ausgangsgesteine: Kalk- und Mergelstein, Tonstein und Quarzsand) oben aufgegeben, wandert entgegen dem Gasstrom nach unten und wird auf 800 bis 900 °C vorgewärmt und vorkalziniert (CO2-Austreibung). Auf der untersten Stufe des Wärmeaustauschers wird in genau dosierter Menge Ölschieferrohmehl aufgegeben; er dient hier sowohl als Energieträger (Verringerung des Brennstoffbedarfs für den Drehrohrofen) als auch als tonhaltige Rohstoffkomponente für die Herstellung von Portlandzementklinker. Dann wird im Drehrohrofen das Rohmehl bei 1450 °C zu Portlandzementklinker gebrannt.

  • Fossilplatte mit Ammoniten
  • Bituminöse Mergelsteine im Steinbruch Ohmden
  • Übersichtsaufnahme des Steinbruchs Ohmden
  • Abbau von Posidonienschiefer
  • Abbauwand im Tagebau bei Dormettingen
  • Muschel Posidonia im Posidonienschiefer-Fleins

Literatur

  • Hilger, J. (2000). Ölschiefer des Lias epsilon (Unter-Toarcium) – Gleichzeitige Nutzung als mineralischer Rohstoff und als Brennstoff bei Rohrbach Zement/Dotternhausen. Zbl. Geol. Paläont. Teil I., 1999, S. 371–379, Stuttgart.
  • Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau (2006). Rohstoffbericht Baden-Württemberg 2006 – Gewinnung, Verbrauch und Sicherung von mineralischen Rohstoffen – Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau (Hrsg.). LGRB-Informationen, 18, S. 1–202.
  • Röhl, H.-J. (1998). Hochauflösende palökologische und sedimentologische Untersuchungen im Posidonienschiefer (Lias epsilon) von SW-Deutschland. Tübinger geowiss. Arb., A 47, S. 170.
  • Schmid-Röhl, A. (1999). Hochauflösende geochemische Untersuchungen im Posidonienschiefer (Lias epsilon) von SW-Deutschland. Tübinger geowiss. Arb., A 48, S. 189.