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Sulfatgesteine

Verbreitungsgebiete: Schwäbisch Hall–Crailsheim (Re­gion Heilbronn-Franken), Herrenberg–Rottweil (Region Schwarz­wald-Baar-Heuberg), Obrigheim (Region Rhein-Neckar)

Erdgeschichtliche Einstufung: Grundgipsschichten (kmGI) der Grabfeld-Formation (kmGr, Gipskeuper), Böhringen-Sulfat (kuBS) des Unterkeupers (ku) und Heilbronn-Formation (mmH) des Mittleren Muschelkalks (mm)

(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

Oberflächennahe Verbreitung des Gipskeupers in Baden-Württemberg. In der Übersichtskarte sind auch die 19 in Betrieb befindlichen und die in den Jahrzehnten vor 1986 stillgelegten 142 Gewinnungsstellen dargestellt.

Lagerstättenkörper

Gips (CaSOx 2 H2O) wird in abgeschnürten Meeresbecken oder abflusslosen Binnenseen (Salzseen) aus Calciumsulfat-übersättigtem Wasser chemisch ausgefällt. Erst mit zunehmender Überdeckung und Auflagerungsdruck durch andere Gesteine wandelt sich der Gips durch Verlust des Kristallwassers in Anhydrit (CaSO4) um. Bei der Heraushebung der Sedimente und dem Kontakt mit Grund- und Niederschlagswasser entsteht durch Umwandlung mit Wasser wieder Gips. Die Volumenzunahme beträgt hierbei bis zu 60 % (Reimann 1991) und ist mit einem erheblichen Quelldruck verbunden, der Geländehebungen bedingen kann (vgl. Schadensfall Staufen, Fahrbahnhebungen BAB 81 im Bereich der Anschlussstelle Oberndorf). Die Stärke der tektonischen Beanspruchung des Gesteins (Störungen, Klüfte, Schichtverkippungen) spielt dabei eine große Rolle. Der Prozess der „Vergipsung“ schreitet unter natürlichen Bedingungen nur langsam voran. Gipsstein kommt daher oft zusammen mit (noch nicht umgewandeltem) Anhydritstein vor.

Gips- und Anhydritstein werden im Sicker- und Grundwasserbereich abgelaugt (Subrosion). Lagerstätten entstehen somit nur in einem schmalen Streifen zwischen der talseitigen Ablaugungszone und den bergseitigen Anhydritsteinschichten; sie treten bevorzugt an den Flanken von weiten Tälern auf. Daher bedingt die übertägige Gewinnung im Steinbruch aufgrund der geringen nutzbaren Mächtigkeit und der teilweise intensiven Ablaugung eine relativ große, aber kurzzeitige Flächeninanspruchnahme.
Der unter zunehmender Gesteinsüberlagerung bergseitig folgende Anhydritstein ist als schichtparalleles Lager ausgebildet; sowohl in den Grundgipsschichten als auch im Mittleren Muschelkalk ist eine wirtschaftliche Gewinnung nur durch einen bergmännischen untertägigen Abbau möglich.

  • Lagiger Gipsstein der Grundgipsschichten.

Gewinnung und Verwendung

Abbau des Gipslagers der Grundgipsschichten

Gewinnung Gipsstein: Gips wird entweder aus natürlichem Gipsstein oder bei technischen Prozessen, zumeist aus der Entschwefelung von Rauchgasen von Kraftwerken (Gips aus Rauchgasentschwefelungsanlagen = REA-Gips), gewonnen. Derzeit beträgt der REA-Gips-Anteil am bundesweit eingesetzten jährlichen Gipsrohstoff ca. 55 %. Als Abschlussdatum für die Kohleverstromung in Deutschland empfiehlt die Kommission „Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung“ das Ende des Jahres 2038 (Kommission „Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung“ 2019). Um die Wertschöpfungsketten der Gipsindustrie zu erhalten, muss der fortschreitende und dann vollständige Wegfall an REA-Gips durch eine zusätzliche, umweltverträgliche Gewinnung von Naturgips ausgeglichen werden.

Nicht alle Gipsprodukte können aus REA-Gips in gleicher Qualität hergestellt werden. Bei der Produktion vieler Baugipsprodukte kommt REA-Gips zum Einsatz, bei der Herstellung von verschiedenen Spezialgipsen kann aber auf Naturgips derzeit nicht verzichtet werden. Bei der Verwendung von Naturgips ist für die Produktion die Gleichmäßigkeit einer definierten Zusammensetzung des Rohsteins sehr wichtig. Auch geringe Abweichungen führen zu veränderten Eigenschaften innerhalb einer Produktlinie. Aus diesem Grunde ist es für ein Gipswerk meist erforderlich, für die geforderte Rohstoffmischung mehrere Abbaustellen zu betreiben, um gleichmäßige Produkteigenschaften zuverlässig zu gewährleisten. Mächtigere Lagen von Anhydritstein bzw. Gips-Anhydrit-Mischgestein (sog. Anhydritmittel, ca. > 1 m; ggf. Abgabe an die Zementindustrie), Dolomitstein (> 50–70 cm) und Tonzwischenmittel werden beim Abbau nach Möglichkeit ausgehalten.

Abbauwand in den Grundgipsschichten
Hochrelief aus Alabaster

Weiter werden Anhydrit- und Gipsestriche sowie Modell- und Formgipse erzeugt. Formgipse werden in der Keramikherstellung, in der  Medizin (Zahnmedizin, Unfallmedizin) und im Kunst- und Handwerksbereich eingesetzt. Auch als Düngemittel und als Chemierohstoff wird Gips eingesetzt. Bei der Zementherstellung werden sowohl Anhydrit- als auch Gipssteine dem Klinker beim Mahlvorgang als Abbindeverzögerer beigegeben (4–5 Massen-%).

Die meisten „Marmorsäulen“ barocker Bauwerke bestehen aus eingefärbtem Gips. Bei Forchtenberg wurde aus dem Mittleren Muschelkalk in einem Stollen Alabaster-Gips gewonnunen und von der Bildhauer-Familie Kern im 16. und 17. Jahrhundert zu Plastiken und Reliefs verarbeitet.

  • Übersicht über den Gipsbruch Crailsheim.
  • Abfolge von grünlich-grauen, wenige cm mächtigen Ton-, Mergel- und Dolomitlagen.
  • Reiner Gipsstein mit Schrumpfungsrissen und Lösungserscheinungen.
  • Lockerungssprengung im Böhringen-Sulfat.
  • Lagiger Gipsstein der Grundgipsschichten.

Literatur

  • LGRB (2003). Blatt L6924 Schwäbisch-Hall, mit Erläuterungen. – Karte der mineralischen Rohstoffe von Baden-Württemberg 1 : 50 000, 181 S., 28 Abb., 6 Tab., 1 Kt., Freiburg i. Br. (Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau Baden-Württemberg). [Bearbeiter: Bock, H. & Kobler, U.]
  • Reimann, M. & Stein, V. (2019). Vorkommen, Abbau und Nutzung von Gips und Anhydritstein der Trias des Germanischen Beckens. . Trias – Eine ganz andere Welt. München (Verlag Dr. Friedrich Pfeil). [im Druck]
  • Brunner, H. & Wurm, W. (1983). Stratigraphie und Mächtigkeiten der unteren Gipskeuper-Schichten (km1, Grabfeld-Folge) in Baden-Württemberg. Jber. Mitt. Oberrhein. Geol. Ver., N.F., 65, S. 307–344.
  • Herrmann, A. (1976). Lagerstätten, Abbau und rekultivierung fränkischer Gipsvorkommen. Erzmetall, 29, S. 53–58.
  • 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.
  • Reimann, M. (1991). Geologisch-lagerstättenkundliche und mineralogische Untersuchungen zur Vergipsung und Volumenzunahme der Anhydrite verschiedener geologischer Formationen unter natürlichen und labormäßigen Bedingungen. Geol. Jb., D 97, S. 21–125.
  • Reimann, M. (2000). Gips- und Anhydritlagerstätten in Deutschland. Geologie, Abbau und Rekultivierung. Die Naturstein-Industrie, 36(8), S. 24–35.
  • Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) (2019). Kommission „Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung“. – Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) (Hrsg.), , Frankfurt a. M. (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) ).