Verbreitungsgebiete: Schichtstufenland, Vorbergzone entlang des westlichen Schwarzwaldrands, Molassebecken, Kaiserstuhl, Schwarzwald, Odenwald
Erdgeschichtliche Einstufung: Karbon, Perm, Trias, Tertiär, Quartär
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Definition
Ein Naturwerkstein ist ein natürliches Gestein, aus dem nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten Rohblöcke in den erforderlichen Mengen und Dimensionen gewonnen werden können, welche hinsichtlich Bearbeitbarkeit, Festigkeit, Verwitterungsbeständigkeit und visueller bzw. architektonischer Attraktivität alle Voraussetzungen mitbringen, um in oder an einem Bauwerk langfristig und wiederholt Verwendung finden zu können (Werner et al., 2013). Naturwerksteine sind eine Untergruppe der großen Gruppe der Natursteine; sie sind zu unterscheiden von den Natursteinen für den Verkehrswegebau, für Baustoffe und als Betonzuschlag, die in gebrochener Form, z. B. als Splitt- und Schotterkörnungen, Brechsande sowie Mehle für den Verkehrswegebau, für vielfältige Baustoffe und für Betonzuschlag, oder in unbearbeiteter Form, z. B. als Blöcke für den Hang- und Uferverbau zum Einsatz kommen. Mit der Bezeichnung Naturstein wird deutlich gemacht, dass dieses Material gegenüber dem nach Industrienormen massenhaft und einheitlich herstellbaren Kunststein wie Terrazzo, Betonstein oder künstlichen Kalksandstein abzugrenzen ist.
![Gewinnung von Naturwerksteinen Übersichtsgrafik zur Gewinnung von Naturwerksteinen: Oben wird die Gewinnung von Rohblöcken durch Spalten oder Sägen gezeigt, unten die Gewinnung durch Sprengung.](https://lgrbwissen.lgrb-bw.de/sites/default/files/public/styles/bild_mit_beschreibung/public/lgrbwissen/grafiken/lgrb-grafik-naturwerksteine.jpg?itok=_VBEG52_)
Schematische Gegenüberstellung einer Naturwerksteinlagerstätte und eines ausschließlich zur Gewinnung von Körnungen für den Verkehrswegebau geeigneten Gesteinskörpers. (A) Drei Lager von weitständig geklüftetem Sandstein mit hoher Verbandsfestigkeit: Es lassen sich große würfelförmige Rohblöcke auf mehreren Abbausohlen durch Spalten oder Sägen gewinnen; der überlagernde Abraum kann die Mächtigkeit der Werksteinlager erreichen oder sogar deutlich überschreiten. (B) Vorkommen von unregelmäßig geklüfteten Bankkalksteinen: Ihre Gewinnung erfolgt auf 20–30 m hohen Strossen unter Verwendung von hochbrisanten Sprengstoffen; die Mächtigkeit des Abraums sollte aus wirtschaftlichen Gründen möglichst deutlich geringer sein als die der nutzbaren Schichten.
Lagerstättenkörper
![Beispiel für eine sedimentäre Werksteinlagerstätte: Schilfsandstein Blick in einen Steinbruch aus gelblich-beigem Gestein mit teilweise rötlichen und hellen Lagen. Der Steinbruch besteht aus meheren Stufen. Im Hintergrund sind kahle Bäume zu sehen.](https://lgrbwissen.lgrb-bw.de/sites/default/files/public/styles/text_mit_bild/public/lgrbwissen/fotos/lgrb-foto-rohstoffe-abbau-schilfsandstein-werksteinlager-kms-eppingen-muehlbach-rg6919-7.jpg?itok=r2t4_JhB)
Gesteinskörper mit Werksteineignung nach o. g. Definition treten in fast allen geologischen Formationen des Landes auf, machen in diesen aber jeweils nur wenige Prozent oder Promille der Gesteinsmasse aus, weil zu ihrer Entstehung besonders gleichmäßige Bildungsbedingungen erforderlich waren. Werksteinlagerstätten sind sowohl sedimentärer, magmatischer, metamorpher als auch hydrothermaler Entstehung und weisen daher sowohl schichtige, linsige, massige bis gangartige Formen auf. Für die Gewinnung hochwertiger, haltbarer Werksteine sind seit jeher besonders die Sandsteine und Kalksteine des mesozoischen Schichtstufenlands und der Vorbergzone entlang des westlichen Schwarzwaldrands von Bedeutung; viele historische Bauwerke sind auch aus tertiärzeitlichen Molassesandsteinen, Kalksandsteinen und Süßwasserkalksteinen errichtet worden. Im Kaiserstuhl wurden besonders hydrothermal verfestigte Lapillituffe verbaut. Im Grundgebirge von Schwarzwald und Odenwald sind werksteinfähige Metamorphite, Plutonite und rotliegendzeitliche Vulkanite verbreitet, die aber erst ab dem 19. Jh. als Werksteine, vor allem aber als Massenrohstoffe für den Verkehrswegebau Bedeutung erlangten. Zu nennen sind besonders die Schwarzwälder Granite und die Quarzporphyre aus dem Odenwald und dem Nordschwarzwald.
Gesteine
![Bühlertal-Granit in der Varietät Gertelbach als polierte Platte Detailaufnahme einer polierten Steinplatte. Das Gestein hat große, orange-rosane Kristalle, hellgraue Kristalle, weißliche Kristalle und schwarze, kleine Kristalle. Der Bildausschnitt hat eine Breite von 12 cm.](https://lgrbwissen.lgrb-bw.de/sites/default/files/public/styles/text_mit_bild/public/lgrbwissen/fotos/lgrb-foto-rohstoffe-detail-buehlertal-granit-gertelbach-grp-gbu-buehl-rg7315-318.jpg?itok=54qnCZH8)
Listet man die Naturwerksteine des Landes nach ihren bekannten Bezeichnungen in alphabetischer Reihenfolge auf, so ergibt sich nachfolgende Aufstellung (in Klammern: erdgeschichtliche Einstufung): Angulatensandstein (Unterjura); Arietenkalk (Unterjura); Böttinger Marmor (Jungtertiär); Buntsandstein (Untertrias), darunter die Varietäten Neckartäler Hartsandstein, Roter Mainsandstein, Pfinztäler Sandstein, Lossburger Sandstein, Seedorfer Sandstein, Lahrer Sandstein usw.; Cannstatter Travertin (Pleistozän); Dogger-Eisensandstein (Mitteljura); Gauinger, Sonderbucher und Riedlinger Travertin (Jungtertiär); Hauptrogenstein (Mitteljura); Kaiserstühler Tuffstein, Phonolith und Karbonatit (Jungtertiär); Kalktuff (Quartär); Kieselsandstein (Mittelkeuper); Leisberg-Porphyr (Perm); Lettenkeuper-Sandstein (Unterkeuper); Molassesandstein (Jungtertiär); Muschelkalk (Mitteltrias), darunter die Varietäten Crailsheimer Muschelkalk und Krensheimer Quaderkalk; Pfaffenweiler Kalksandstein (Alttertiär); Plattenkalksteine von Kolbingen, Renquishausen und Steinweiler (Oberjura); Posidonienschiefer (Fleins) von Holzmaden (Unterjura); Randengrobkalk (Jungtertiär); Rhätsandstein (Oberkeuper); Riedöschinger Travertin (Jungtertiär); Schilfsandstein (Mittelkeuper), darunter die Varietäten Weiler Sandstein, Mühlbacher Sandstein, Niederhofener Sandstein, Pfaffenhofener und Güglinger Sandstein, Maulbronner Sandstein, Freudentaler Sandstein, Heilbronner Sandstein, Renfrizhauser und Wendelsheimer Sandstein; Schwarzwälder Granite (Karbon), darunter die Varietäten Bühlertal-Granit (Gertelbach- oder Rotenberg-Granit), Raumünzach- bzw. Forbach-Granit, Oberkirch-Granit (Kappelrodeck- und Achertal-Granit), Seebach-Granit, Triberg- und Elztal-Granit, Malsburg-Granit, Albtal-Granit und St. Blasien-Granit; Stubensandstein (Mittelkeuper), darunter Heilbronner, Schlaitdorfer und Pliezhauser Stubensandstein; Weißjura-Kalksteine inkl. Brenztal-Trümmerkalk und Korallenkalk (Oberjura/Weißer Jura).
Mächtigkeiten
Geologische Mächtigkeiten: Stark wechselnd, meist einige Meter bis Zehnermeter, bei Graniten viele hundert Meter.
Gewinnung und Verwendung
![Grabdenkmal aus Südschwarzwälder Diatexit Nahaufnahme eines Grabdenkmals. In das hellbeige Gestein ist in der Bildmitte ein Kreuz in einem Kreis eingearbeitet.](https://lgrbwissen.lgrb-bw.de/sites/default/files/public/styles/text_mit_bild/public/lgrbwissen/fotos/lgrb-foto-rohstoffe-gestein-metatexit-friedhof-bollschweil-stulrich-8013.jpg?itok=unv0LOux)
Gewinnung: Zur Gewinnung von Werksteinblöcken dürfen nur Techniken angewendet werden, die einen schonenden Abbau erlauben. Die wichtigsten Methoden sind:
1) Händisches Brechen (z. B. mit Brechstangen, Spitz- und Kreuzhacken) und maschinelles Reißen (Reißbagger) entlang von bestehenden natürlichen Trennflächen
2) Spalten (manuell oder hydraulisch) unter Nutzung natürlicher Trennflächen im Gestein, wie Klüfte
3) Reihenbohren mit anschließendem schonendem Sprengen („drückendes Sprengen“)
4) Trennbohren, ein engständiges Bohren, mit anschließendem händischem oder hydraulischem Spalten
5) Schlitzen, wobei in kerbendes Schlitzen (Schroten oder Schrämen), schleifendes Schlitzen mit der Seilsäge und spanendes Schlitzen mit der Kettenschrämmaschine unterschieden wird.
Verwendung: Die Verwendungsvielfalt für Naturwerksteine ist nahezu grenzenlos. Generell werden als Haupteinsatzbereiche für Naturwerksteine unterschieden: (A) Massivbauten und Mauerwerk, (B) Grabmale und Denkmale ohne bildhauerischen Einsatz, (C) figürliche Arbeiten und Plastiken, (D) senkrecht angeordnete Platten für Fassaden und sonstige Wandverkleidungen, (E) waagerecht angeordnete Platten für Bodenbeläge, Pflaster und Treppen im Gartenbau, (F) Platten für die Innenarchitektur, (G) technische Steinkörper wie Säurebottiche und Ausgussanlagen, (H) Kleinkunst und Kunstgewerbe, (I) Restaurierung historischer Gebäude und Steinmetzarbeiten.
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Bühlertal-Granit in der Varietät Gertelbach als polierte Platte aus dem Steinbruch Bühl-Altschweier (RG 7315-318), Bildbreite = 12 cm.
Bühlertal-Granit in der Varietät Gertelbach als polierte Platte aus dem Steinbruch Bühl-Altschweier (RG 7315-318), Bildbreite = 12 cm.
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Beispiel für metamorphes Naturwerksteinmaterial: Südschwarzwälder Diatexit, verwendet als Grabdenkmal
Beispiel für metamorphes Naturwerksteinmaterial: Südschwarzwälder Diatexit, verwendet als Grabdenkmal
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Beispiel für eine sedimentäre Werksteinlagerstätte: Schilfsandstein in einem Steinbruch bei Eppingen-Mühlbach (RG 6919-7)
Beispiel für eine sedimentäre Werksteinlagerstätte: Schilfsandstein in einem Steinbruch bei Eppingen-Mühlbach (RG 6919-7)
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Schloss Heidelberg, eines der bekanntesten historischen Bauwerke Deutschlands, erbaut aus hellrötlichen Sandsteinen des „Heidelberger Bausandsteins“ und des „Pseudomorphosensandsteins“.
Schloss Heidelberg, eines der bekanntesten historischen Bauwerke Deutschlands, erbaut aus hellrötlichen Sandsteinen des „Heidelberger Bausandsteins“ und des „Pseudomorphosensandsteins“.
Schloss Heidelberg, eines der bekanntesten historischen Bauwerke Deutschlands, erbaut aus hellrötlichen Sandsteinen des „Heidelberger Bausandsteins“ und des „Pseudomorphosensandsteins“.
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Der Randengrobkalk ist ein grober, miozänzeitlicher Schalentrümmerkalkstein: Fassadenplatte am Rathaus in Tengen.
Der Randengrobkalk ist ein grober, miozänzeitlicher Schalentrümmerkalkstein: Fassadenplatte am Rathaus in Tengen.
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Der als Rohstoff gewonnene Sandstein aus dem Steinbruch Eberbach-Igelsbach (RG 6519-1) ist ein meist mittelkörniger, hell- bis mittelroter Feinsandstein. Häufig weist dieser eine hellgelbe bis weißliche Bänderung auf. Die vergleichsweise große Härte des Sandsteins beruht auf einer guten Verzahnung der Quarzkörner (suturierte Korngrenzen) infolge diagenetischer Drucklösungsvorgänge und lokal auch auf einer intensiven Verkieselung des Porenraums. Tongallen können in allen Bereichen in den Sandsteinbänken vorkommen.
Der als Rohstoff gewonnene Sandstein aus dem Steinbruch Eberbach-Igelsbach (RG 6519-1) ist ein meist mittelkörniger, hell- bis mittelroter Feinsandstein. Häufig weist dieser eine hellgelbe bis weißliche Bänderung auf. Die vergleichsweise große Härte des Sandsteins beruht auf einer guten Verzahnung der Quarzkörner (suturierte Korngrenzen) infolge diagenetischer Drucklösungsvorgänge und lokal auch auf einer intensiven Verkieselung des Porenraums. Tongallen können in allen Bereichen in den Sandsteinbänken vorkommen.
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Gesteinsplatte aus dem Posidonienschiefer mit Ammoniten der Gattung Dactylioceras; Steinbruch Ohmden I bei Holzmaden (RG 7323-2)
Mehrere Exemplare von Dactylioceras commune (plattgedrückt) auf einer Schichtfläche; Posidonienschiefer, Steinbruch Ohmden
Gesteinsplatten aus dem Posidonienschiefer mit Ammoniten, Steinbruch Ohmden I bei Holzmaden (RG 7323-2).
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Kalksteine aus dem Posidonienschieferhorizont des Unteren Steins im Steinbruch Ohmden I (RG 7323-2).
Kalksteine aus dem Posidonienschieferhorizont des Unteren Steins im Steinbruch Ohmden I (RG 7323-2).
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Der obere Teil der Abbauwand (RG 7323-2) besteht aus bituminösem Mergelstein (Wildschiefer), im unteren Teil sind einzelne Bänke von bituminösem Kalkstein eingelagert. Höhe der Messlatte 2 m.
Der obere Teil der Abbauwand (RG 7323-2) besteht aus bituminösem Mergelstein (Wildschiefer), im unteren Teil sind einzelne Bänke von bituminösem Kalkstein eingelagert. Höhe der Messlatte 2 m.
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Aus Pfaffenweiler Kalksandstein gefertigtes Türschild am Haus einer Steinhauerfamilie in Pfaffenweiler.
Aus Pfaffenweiler Kalksandstein gefertigtes Türschild am Haus einer Steinhauerfamilie in Pfaffenweiler.
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Kalksandstein aus Britzingen mit hohem Anteil an kantigen Bruchstücken in Fein- und Mittelkiesgröße. Probe aus dem alten Steinbruch nordöstlich des Dammbachgrabens.
Kalksandstein aus Britzingen mit Einschaltungen von Kalksteinbruchstücken in Mittel- und Grobkiesgröße. Die Probe stammt aus einem alten Steinbruch (RG 8112-1032) nördlich des Dammbachgrabens.
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Die dickbankigen Kalke der Unteren Felsenkalke im Steinbruch Tuttlingen (Eichen) (RG 7918-2) sind aufgrund ihrer Druckfestigkeit und Witterungsbeständigkeit gut für den qualifizierten Straßenbau geeignet. Eine Besonderheit stellen die am Top der Unteren Felsenkalke auftretenden, jeweils 0,8–1,5 m mächtigen Werksteinbänke dar, die aufgrund ihrer guten Kornverzahnung polierfähig sind.
Die dickbankigen Kalke der Unteren Felsenkalke im Steinbruch Tuttlingen (Eichen) (RG 7918-2) sind aufgrund ihrer Druckfestigkeit und Witterungsbeständigkeit gut für den qualifizierten Straßenbau geeignet. Eine Besonderheit stellen die am Top der Unteren Felsenkalke auftretenden, jeweils 0,8–1,5 m mächtigen Werksteinbänke dar, die aufgrund ihrer guten Kornverzahnung polierfähig sind.
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Dickbankige Kalksteine zu Platten gesägt. Es handelt sich um „Quaderkalke“ der Untere-Felsenkalke-Formation aus dem Steinbruch Tuttlingen (Eichen) (RG 7918-2). Umgangssprachlich werden diese auch als „Tuttlinger Marmor“ bezeichnet.
Dickbankige Kalksteine zu Platten gesägt. Es handelt sich um „Quaderkalke“ der Untere-Felsenkalke-Formation aus dem Steinbruch Tuttlingen (Eichen) (RG 7918-2). Umgangssprachlich werden diese auch als „Tuttlinger Marmor“ bezeichnet.
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Der Steinbruch Tuttlingen (Eichen) erschließt überwiegend gebankte Kalksteine des Oberjuras (Unteren Felsenkalke). Die zeitliche Einstufung der genutzten Schichten ist durch einen mergeligen Leithorizont, die sog. Glaukonitbank, möglich. Diese ist in Form von zwei Hohlkehlen in der Abbauwand zu erkennen. Darüber folgen die Oberen Felsenkalke, welche in diesem Steinbruch als bräunliche, stark verkarstete „Lochfelse“ in Erscheinung treten. Die Oberen Felsenkalke werden von angewitterten, dünnbankigen Kalksteinen mit Kalksteinknollen, den sog. „Katzenköpfen“, überlagert.
Kalksteine der Untere-Felsenkalke-Formation – Steinbruch bei Tuttlingen
Der Steinbruch Tuttlingen (Eichen) (RG 7918-2) erschließt überwiegend gebankte Kalksteine des Oberjuras (Unteren Felsenkalke). Die zeitliche Einstufung der genutzten Schichten ist durch einen mergeligen Leithorizont, die sog. Glaukonitbank, möglich. Diese ist in Form von zwei Hohlkehlen in der Abbauwand zu erkennen. Darüber folgen die Oberen Felsenkalke, welche in diesem Steinbruch als bräunliche, stark verkarstete „Lochfelse“ in Erscheinung treten. Die Oberen Felsenkalke werden von angewitterten, dünnbankigen Kalksteinen mit Kalksteinknollen, den sog. „Katzenköpfen“, überlagert.
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Allseitig gesägte Eisensandsteinblöcke, transportbereit für die weitere Verarbeitung in der Ulmer Münsterbauhütte.
Allseitig gesägte Eisensandsteinblöcke, transportbereit für die weitere Verarbeitung in der Ulmer Münsterbauhütte.
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Eisensandstein aus dem Steinbruch Lauchheim-Pfaffenloh (RG 7127-3) im Dünnschliff: Kantige bis gering kantengerundete, durchscheinende Quarzkörner sind durch Eisenhydroxide (Limonit, gelbliche bis braune Färbung) miteinander verbunden.
Eisensandstein aus dem Steinbruch Lauchheim-Pfaffenloh (RG 7127-3) im Dünnschliff: Kantige bis gering kantengerundete, durchscheinende Quarzkörner sind durch Eisenhydroxide (Limonit, gelbliche bis braune Färbung) miteinander verbunden.
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Feinkörniger, homogener Quarzsandstein der Eisensandstein-Formation im Steinbruch Lauchheim-Pfaffenloh (RG 7127-3), durchzogen von Krusten und Schlieren von Eisenhydroxiden. Lange Bildkante entspricht 0,3 m.
Feinkörniger, homogener Quarzsandstein der Eisensandstein-Formation im Steinbruch Lauchheim-Pfaffenloh (RG 7127-3), durchzogen von Krusten und Schlieren von Eisenhydroxiden. Lange Bildkante entspricht 0,3 m.
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Degerfelder Buntsandstein aus dem Steinbruch am Nettenberg (RG 8412-322) mit grober, z. T. feinkiesiger Körnung und engem Wechsel von roten und gelblich weißen Bereichen.
Degerfelder Buntsandstein aus dem Steinbruch am Nettenberg (RG 8412-322) mit grober, z. T. feinkiesiger Körnung und engem Wechsel von roten und gelblich weißen Bereichen.
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Dunkelroter, feinkörniger Wiesentäler Plattensandstein und grobkörniger, weiß-rot gestreifter Degerfelder Sandstein, gemeinsam verbaut am Basler Münster.
Dunkelroter, feinkörniger Wiesentäler Plattensandstein und grobkörniger, weiß-rot gestreifter Degerfelder Sandstein, gemeinsam verbaut am Basler Münster.
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Verwendungsbeispiel für Emmendinger Buntsandstein: Für die Errichtung der 1899–1901 erbauten evangelischen Kirche in Freiamt-Mußbach wurde geröllführender Sandstein aus der Umgebung verwendet. Mauerwerk aus dem Jahre 1926.
Verwendungsbeispiel für Emmendinger Buntsandstein: Für die Errichtung der 1899–1901 erbauten evangelischen Kirche in Freiamt-Mußbach wurde geröllführender Sandstein aus der Umgebung verwendet. Mauerwerk aus dem Jahre 1926.
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Typisch grober Buntsandstein aus Degerfelden (RG 8412-322): Feinkies führender, kieselig gebundener Grobsandstein mit lebhaftem Wechsel in Färbung und Struktur.
Typisch grober Buntsandstein aus Degerfelden (RG 8412-322): Feinkies führender, kieselig gebundener Grobsandstein mit lebhaftem Wechsel in Färbung und Struktur.
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Anschnitt eines geröllführenden und schräg geschichteten Sandsteins aus dem oberen Teil der Folge im Steinbruch am Langauweg (RG 7813-4), westlich von Tennenbach.
Anschnitt eines geröllführenden und schräg geschichteten Sandsteins aus dem oberen Teil der Folge im Steinbruch am Langauweg (RG 7813-4), westlich von Tennenbach.
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Unterschiedliche Farben und Texturen in einem Sandsteinblock aus dem Buntsandstein: Das ca. 10 cm messende Handstück aus dem Steinbruch Rockenau zeigt deutlich die Variabilität der Färbungen, die im Buntsandstein auftreten können.
Unterschiedliche Farben und Texturen in einem Sandsteinblock aus dem Buntsandstein: Das ca. 10 cm messende Handstück aus dem Steinbruch bei Eberbach zeigt deutlich die Variabilität der Färbungen, die im Buntsandstein auftreten können.
Unterschiedliche Farben und Texturen in einem Sandsteinblock aus dem Buntsandstein: Das ca. 10 cm messende Handstück aus dem Steinbruch Rockenau (RG 6519-2) zeigt deutlich die Variabilität der Färbungen, die im Buntsandstein auftreten können.
Literatur
- (2013b). Rohstoffbericht Baden-Württemberg 2012/2013: Bedarf, Gewinnung und Sicherung von mineralischen Rohstoffen – Dritter Landesrohstoffbericht. – LGRB-Informationen, 27, S. 1–204.
- (2003a). Bewertungskriterien für Industrieminerale, Steine und Erden, Teil 6: Naturwerksteine und Dachschiefer. – Geologisches Jahrbuch, Reihe H, 9, S. 3–70.
- (2013). Naturwerksteine aus Baden-Württemberg – Vorkommen, Beschaffenheit und Nutzung. 765 S., Freiburg i. Br. (Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau).