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Ziegeleirohstoffe

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Verbreitungsgebiete: In fast allen Landesteilen Baden-Württembergs häufig auftretend (Ausnahme: Kristallines Grundge­birge), besonders Keupertone, Opalinuston und Lösslehme sind weit verbreitet

Erdgeschichtliche Einstufung: Rotliegend, Oberer Buntsandstein, Unterer Muschelkalk, Mittelkeuper, Unterjura, Mitteljura, Froidefontaine-Fm., Süßwassermolasse, Beckentone des Pleistozäns, Lösslehme des Quartärs

(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

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Kartenausschnitt

Lagerstättenkörper

Blick in eine ehemnalige Tongrube, welche sich zur linken Bildseite hin öffnet. Das anstehende Gestein ist geschichtet, im unteren Drittel ist es dunkelgrau, darüber schmutzig beige und darüber wieder grau.
Der Anceps-Oolith trennt die Renggeritone von den Tonsteinen der Ornatenton-Formation.

In Baden-Württemberg sind stark tonig-schluffige, schichtige Sedimentgesteinskörper die Grundlage der Herstellung grobkeramischer Produkte; feinkeramische Rohstoffe (Porzellanerden, Bentonit) gibt es in Baden-Württemberg nicht in bauwürdigen Vorkommen. Als Ziegeleirohstoffe werden Tone und (aufgewitterte) Tonsteine, Lösslehme und Lehme verwendet; idealerweise werden Mischungen von fetteren Tonen und feinsandig-siltigen Lehmen verwendet. Wirtschaftlich interessante Ziegeleivorkommen sind solche, die unterschiedliche stark tonige und siltig oder feinsandige Körper auf selber Lagerstätte oder unmittelbar benachbart aufweisen, so dass je nach Produktanforderung verschiedene Rohstoffmischungen erstellt werden können.

Gestein

Nahaufnahme einer sehr reinen, hellgrauen Erde mit einem rostbraunen Horizont, der sich am oberen Bildrand befindet. Am unteren Bildrand ist der Kopf eines Hammers zu sehen.
Kaolinerde mit Verbraunungshorizont

Zu den Ziegeleirohstoffen (= grobkeramische Rohstoffe) zählen Tone, Tonsteine, Lösse, Mergel, Mergelsteine und Lehme.
1. Ton- und Mergelsteine des Rotliegenden, Oberen Buntsandsteins, Unteren Muschelkalks, Mittelkeupers, Unterjuras, Mitteljuras (Opalinuston), der Froidefontaine-Formation und der Süßwassermolasse
2. fette Beckentone des Pleistozäns
3. Lösslehme des Quartärs.
Tone werden in kontinentalen oder marinen Stillwasserbereichen abgelagert, Lehme entstehen durch Verwitterung und Entkalkung von tonigen Ausgangssedimenten.

Petrographie

Detailaufnahme eines rötlich-braunen Tonhorizonts, in welchem sich einige graue Gerölle finden. Mittig durchs Bild verläuft ein Maßstab.
Unterer Tonhorizont in der Tongrube Stockach-Frickenweiler

Je nach Tonmineralbestand können verschiedene Tone/Tonsteine unterschieden werden. Kaolinitische Tone sind umgelagerte Kaoline; ihre mineralische Zusammensetzung variiert stark:
Kaolinit (20–95 M.-%), Glimmer/Illit (5–45 M.-%), Quarz (bis > 50 M.-%).
Feuerfeste Tone sind Tone, deren Schmelzpunkt über 1580 °C (Segerkegel 26 = SK 26) liegt (Lorenz & Gwosdz, 1997). Feuerfeste Tone bestehen hauptsächlich aus Kaolinit sowie aus Halloysit, Illit und Quarz.

Blick von der Seite auf eine schräge Abbauwand. Die untere Hälfte der Wand besteht aus hellgrauem Gestein, die obere Hälfte ist mit Gras bewachsen. Mittig vor der Wand bückt sich ein Mensch.
Tonsteine der Opalinuston-Formation

Je höher der Gehalt an Al2O3 (Tonerde) und je geringer der Flussmittelgehalt (Feldspat, Calcit, Eisenoxide) sind, desto höher liegt der Schmelzpunkt des Tons und desto höher ist seine Feuerfestigkeit. Liegt der Schmelzpunkt bei besonders Al2O3-reichen Tonen bei einem Wert über 1790 °C (SK 36), wird der Ton als „hoch feuerfest“ bezeichnet. Illitische Tone enthalten im Wesentlichen glimmerähnliche Dreischicht-Tonminerale (Illite).

Mächtigkeiten

Frontaler Blick auf eine etwa 5 Meter hohe Abbauwand. Im unteren Drittel befinden sich zwei, jeweils etwa 0,5 Meter mächtige, Schichten aus dunkelrotem Gestein. Das restliche Gestein ist weißlich-hell.
Tonsteine und überlagernde Sandsteine der Unteren Süßwassermolasse bei Stockach

Geologische Mächtigkeiten: Stark variabel, Lehme meist 5–20 m, Tone des Keupers und des Unterjuras sowie quartäre Beckentone einige 10er m, Opalinuston bis 100 m. Die Feinsedimente der tertiären Molasse können mehrere 100 m mächtig werden. Genutzt werden zumeist 5–15 m mächtige Abschnitte oberhalb des Grundwassers.

Gewinnung und Verwendung

Blick von oben in eine große Lehmgrube. An der Abbauwand sind dunkel- und hellbraune Schichten erkennbar. In der Grube befindet sich ein gelber Bagger. Es schließt sich grüne Landschaft mit Wiesen und einzelnen Bäumen an die Grube an.
Abbau von Löss und Lösslehm

Tone, Tonsteine, Lösse, Mergel, Mergelsteine und Lehme, die alle in der grobkeramischen Industrie Verwendung finden, werden in Tagebauen mittels Baggern und Raupen gelöst. Schon im Tagebau (Tongrube) erfolgt die Homogenisierung des Rohstoffs, also das Vermischen von unterschiedlich tonig-sandigen Schichten. Störend wirken sich beim Brennvorgang der Ziegel stets Dolomit- und Kalkkonkretionen bzw. -linsen aus, weshalb die genannten Sedimente nach dem Abbau im Freien aufgehaldet und oft mehrere Jahre der Verwitterung ausgesetzt werden (Kalklösung).

In der industriellen Keramikproduktion werden die Komponenten, nachdem sie teilweise vorgebrannt wurden, entsprechend der Rezeptur gemeinsam in Walzenbrechern oder Trommelmühlen zerkleinert. Die Homogenisierung erfolgt in Kollergängen, Walzwerken und im sog. Sumpfhaus. Nach dem Schlämmen unter Zugabe von Wasser wird dieses in Filterpressen wieder weitgehend entfernt. Der zurückbleibende Filterkuchen wird getrocknet und nochmals gemahlen. In dieser Form wird die Rohmasse entweder gelagert oder sofort unter Zugabe von Wasser und verflüssigenden Hilfsstoffen in Maschinen geknetet und ggf. entlüftet (Strangpressen). In Stempelpressen erfolgt die industrielle Formgebung. Nach dem Trocknen erfolgt der Brennprozess.

Das Bild zeigt einen kunstvoll mit einem gebrochenen Krug und Beschriftung verzierten, rotbraunen Ziegel.
Letzter Falzziegel aus dem im Jahr 1668 gegründeten Tonwerk Kandern

1. Grobkeramische Rohstoffe (Ziegeleitone): (a) für Hintermauerziegel, Vormauerziegel, Klinker, Dach- und Deckenziegel. (b) für feuerfeste Produkte (z. B. Feuerfeststeine, Schamotte). (c) für Hochfeuerfestprodukte. (d) für Dichtungstone (z. B. Deponieabdeckungen). (e) für Bindeton von Gießereisanden. (f) für Leichtbetonzuschläge (Blähtone).
2. Feinkeramische Tone – in BW bislang nur in kleinen Körpern bekannt – wie Bentonit und Kaolin werden hingegen eingesetzt (a) für Reinigungsmittel (Kaolin, Bentonite). (b) für Pharmazeutische Produkte (Kaolin, Bentonite). (c) für Chemische Industrie (Kaolin, Bentonite). (d) Porzellan und Steingut usw. (siehe bei Kaolin).

Tonsteine mit homogener Beschaffenheit und großer Mächtigkeit wie z. B. der Opalinuston-Formation werden auch als Zuschlagstoff bei der Portlandzementherstellung verwendet. Beispiele dafür sind die Tongrube Withau bei Schömberg (Mitteljura, Opalinuston-Formation) oder ehemals die Tongruben Geisingen (Mitteljura, Achdorf-Formation) und Hölzle bei Tuningen (Unterjura, Obtususton-Formation).

Zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes bei der Zementherstellung erforscht die Zementindustrie derzeit den Einsatz von kalzinierten Tonen als Alternative oder Ergänzung zu herkömmlichen mineralischen Bindemitteln. Aktuell steht auch die zukünftige Nutzung von Lehm als klimafreundlichem Baustoff in der Diskussion.

Lagerstättenpotenzial

Die Betrachtung des Lagerstättenpotenzials bezieht sich auf den Abbau von Rohstoffen zur Herstellung grobkeramischer Produkte (Ziegeleirohstoffe). Feinkeramische Rohstoffe (Kaoline, Bentonite usw.) treten in Südwestdeutschland nicht oder in nur sehr kleinen Vorkommen auf. Spezielle Zuschlagstoffe, die häufig in der keramischen Industrie verwendet werden, wie sehr feinkörnige Tone, Ablagerungen mit besonders hohem bzw. niedrigem Feinkalkgehalt, Tone mit besonderen Anteilen einzelner Ton- oder Magerungsminerale etc., die zur produktspezifischen Einstellung von Rohmischungen benötigt werden, sind bei der Betrachtung ausgeklammert. Diese besonderen Eigenschaften von keramischen Rohstoffen unterliegen im Einzelfall der Überprüfung durch den Interessenten an einem Rohstoffabbau.
Die Vorkommen von Ziegeleirohstoffen werden landesweit einheitlich in die nachfolgend angeführten vier Lagerstättenpotenzial-Kategorien untergliedert. Dabei ist zu beachten, dass sich aufgrund der vielfältigen speziellen Anforderungen an die Ziegeleirohstoffe und ihrer unterschiedlichen geologischen Bildungsräume die einzelnen als wirtschaftlich interessant eingestuften Ziegeleirohstoffvorkommen oft stark in Zusammensetzung, Mächtigkeit und flächigen Ausdehnung unterscheiden.

Geringes LP:

Kleinräumige Vorkommen (> 10 ha) mit durchschnittlichen nutzbaren Mächtigkeiten von 5–10 m, lokal hohen Kalkgehalten bis 30 Gew.-% CaCO3, teilweise mit Einschaltungen von Sanden in einer Mächtigkeit von > 2 m sowie einzelnen Sand-, Kalk- oder Mergelsteinbänken, z. T. mit Beimengungen von Gips, Pyrit, Kalk-/Eisen-Mangan-Konkretionen oder fossilen Schalenresten; durchschnittliches Abraum-/Nutzschichtverhältnis 1 : 1 bis 1 : 2.

Mittleres LP:

Mittelgroße Vorkommen (> 100 ha) mit durchschnittlichen nutzbaren Mächtigkeiten von 10–25 m, meist mit günstigem Kalkanteil in vorwiegend regelmäßiger Verteilung, z. T. mit Einschaltungen von Sanden (auch > 2 m mächtig) sowie von Sand-, Kalk- oder Mergelsteinbänken, z. T. mit Beimengungen von Gips, grobkörnigem Pyrit, Kalk- oder Eisen-Mangan-Konkretionen oder fossilen Schalenresten; durchschnittliches Abraum-/Nutzschichtverhältnis 1 : 2 bis 1 : 5.

Hohes LP:

Mittelgroße bis große Vorkommen (> 250 ha) mit durchschnittlichen nutzbaren Mächtigkeiten von 25–50 m, mit günstigem Kalkanteil in vorwiegend regelmäßiger Verteilung, untergeordnet mit störenden Einschaltungen oder Beimengungen (wie LP-Kategorie „gering“ und „mittel“); durchschnittliches Abraum-/Nutzschicht-Verhältnis von 1 : 5 bis 1 : 10.

Sehr hohes LP:

Große bis sehr große Vorkommen (> 500 ha) mit nutzbaren Mächtigkeiten von durchschnittlich über 50 m, mit günstigem Kalkanteil in vorwiegend regelmäßiger Verteilung, selten mit störenden Einschaltungen oder Beimengungen (wie LP-Kategorien „gering“ und „mittel“); durchschnittliches Abraum-/Nutzschicht-Verhältnis kleiner als 1 : 10.

  • Detailaufnahme eines weinroten Gesteins, welches mehrere große, rundliche, hellgraue Flecken aufweist.
  • Das Bild zeigt den Abbau von dunkelrotem Gestein in einem Steinbruch. Der Abbau findet durch einen gelben Bagger in der Bildmitte statt.
  • Blick auf eine Abbauwand in einer ehemaligen Tongrube. Die untere Hälfte der Wand besteht aus mittelgrauem Gestein, darüber befindet sich braungelbes Gestein.
  • Das Bild zeigt eine Abbauwand einer ehemaligen Abbaustelle. Das anstehende Gestein ist rötlich. Vor und über der Wand wachsen grüne Büsche.
  • Das Bild zeigt viele kleine, kantige Scherben eines dunkelgrauen, homogenen Gesteins. In der rechten unteren Ecke befindet sich ein Hammerkopf als Maßstab.
  • Blick von der Seite auf eine Abbauwand in einer Lehmgrube. Der anstehende Lehm ist mittelbraun. Links vor der Wand steht ein gelbes Fahrzeug.
  • Das Bild zeigt einen Aufschluss von dunkelgrauem bis schwarzem, dünnbankigem und geklüfteten Gestein. Mittig vor dem Aufschluss steht ein Hammer.
  • Nahaufnahme eines dunkelgrauen, in kleine Scherben gebrochenen Gesteins. Rechts unten befindet sich ein Hammer als Maßstab.
  • Blick von oben in eine kleine, rechteckige Grube, auf dessen Boden Wasser steht. Es steht hellgelbes mit mittelbraunes Gestein an.
  • Detailaufnahme eines Gesteins mit hellgrauer Grundmasse, in welcher sich weiße und dunkelgraue Körner befinden. Rechts unten ist ein Maßstab.
  • Das Bild zeigt unterschiedlich große, gerundete, verschieden farbige Gerölle.
  • Nahaufnahme einer weißen Erde, welche einige, kreuz und quer verlaufende Risse aufweist. Rechts unten befindet sich ein Maßstab.
  • Nahaufnahme eines feinlaminierten, kompakten, mittelgrauen, gebänderten Gesteins. Mittig unten im Bild befindet sich eine Centmünze als Maßstab.
  • Im Vordergrund des Bildes befindet sich eine Tongrube, in welcher gerade Material abgebaut wird. Im Hintergrund ist Wald zu sehen.
  • Detailaufnahme eines fein geschichteten, hell- bis mittelgrauen Gesteins. Die Schichten verlaufen horizontal.
  • Nahaufnahme einer Abbauwand in einer Tongrube. In dem gelblich-grauen Ton ist eine Schicht aus mittelgrauem, sandigen Material zwischengeschaltet. Rechts verläuft ein Maßstab vertikal durchs Bild.
  • Im Vordergrund des Bildes sieht man eine Abbauwand einer Tongrube. Das rötliche Material wird gerade mit einem Bagger am linken Bildrand abgebaut. Im Hintergrund befinden sich bewaldete Hügel.
  • Nahaufnahme einer sehr reinen, hellgrauen Erde mit einem rostbraunen Horizont, der sich am oberen Bildrand befindet. Am unteren Bildrand ist der Kopf eines Hammers zu sehen.
  • Blick in eine ehemnalige Tongrube, welche sich zur linken Bildseite hin öffnet. Das anstehende Gestein ist geschichtet, im unteren Drittel ist es dunkelgrau, darüber schmutzig beige und darüber wieder grau.
  • Detailaufnahme eines rötlich-braunen Tonhorizonts, in welchem sich einige graue Gerölle finden. Mittig durchs Bild verläuft ein Maßstab.
  • Das Bild zeigt einen kunstvoll mit einem gebrochenen Krug und Beschriftung verzierten, rotbraunen Ziegel.
  • Frontaler Blick auf eine etwa 5 Meter hohe Abbauwand. Im unteren Drittel befinden sich zwei, jeweils etwa 0,5 Meter mächtige, Schichten aus dunkelrotem Gestein. Das restliche Gestein ist weißlich-hell.
  • Blick von oben in eine große Lehmgrube. An der Abbauwand sind dunkel- und hellbraune Schichten erkennbar. In der Grube befindet sich ein gelber Bagger. Es schließt sich grüne Landschaft mit Wiesen und einzelnen Bäumen an die Grube an.
  • Blick von der Seite auf eine schräge Abbauwand. Die untere Hälfte der Wand besteht aus hellgrauem Gestein, die obere Hälfte ist mit Gras bewachsen. Mittig vor der Wand bückt sich ein Mensch.

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.
  • Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau Baden-Württemberg (2013b). Rohstoffbericht Baden-Württemberg 2012/2013: Bedarf, Gewinnung und Sicherung von mineralischen Rohstoffen – Dritter Landesrohstoffbericht. – LGRB-Informationen, 27, S. 1–204.
  • Lorenz, W. & Gwosdz, W. (1997). Bewertungskriterien für Industrieminerale, Steine und Erden, Teil 1: Tone. – Geologisches Jahrbuch, Reihe H, 2, S. 1–108.
Scherbig aufwitternde, schluffige Tonsteine.
Aufgewitterte rote Ton-Schluffsteine mit grauen Reduktionsflecken.
Dunkelgraue bis schwarze Ton- und Mergelsteine.
Kaolinerde mit Verbraunungshorizont.
Sandige Zwischenlage in der Tongrube Stockach-Frickenweiler.
Braungelber Lösslehm über Renggeriton.
Abbau von Löss und Lösslehm.
Abbauwand einer ehemaligen Abbaustelle bei Schopfheim.
Feinlaminierter, kompakter, mittelgrauer Bänderton.
Gerölle der Heubergschotter.
Lösslehm ist ein hellgelber bis mittelbrauner, toniger bis stark toniger und sandiger Schluff.
Kaolinisierter Quarzporphyr mit dunkelgrauen Quarzkörnern.
Tonsteine und überlagernde Sandsteine der unteren Süßwassermolasse.
Tonsteine der Opalinuston-Formation.
Letzter Falzziegel aus dem im Jahr 1668 gegründeten Tonwerk Kandern.
Pyrit sorgt für die dunkelgraue Farbe des Tonsteins.
Unterer Tonhorizon in der Tongrube Stockach-Frickenweiler.
Detailaufnahme des Bändertons eines Eisstausees.
Abbau im Steinbruch Steinen-Schlächtenhaus.
Tongrube Steinen-Schlächtenhaus.
Abbauwand in der Lehmgrube Leutenbach.
Abbau in der Tongrube Herdwangen-Schönach-Großschönach.
Der Anceps-Oolith trennt die Renggeritone von den Tonender Ornatenton-Formation.
Weißerde, überwiegend aus Kaolinit, untergeodnet auch Quarzsand.
Scherbig aufwitternde, schluffige Tonsteine.
Aufgewitterte rote Ton-Schluffsteine mit grauen Reduktionsflecken.
Dunkelgraue bis schwarze Ton- und Mergelsteine.
Kaolinerde mit Verbraunungshorizont.
Sandige Zwischenlage in der Tongrube Stockach-Frickenweiler.
Braungelber Lösslehm über Renggeriton.
Abbau von Löss und Lösslehm.
Abbauwand einer ehemaligen Abbaustelle bei Schopfheim.
Feinlaminierter, kompakter, mittelgrauer Bänderton.
Gerölle der Heubergschotter.
Lösslehm ist ein hellgelber bis mittelbrauner, toniger bis stark toniger und sandiger Schluff.
Kaolinisierter Quarzporphyr mit dunkelgrauen Quarzkörnern.
Tonsteine und überlagernde Sandsteine der unteren Süßwassermolasse.
Tonsteine der Opalinuston-Formation.
Letzter Falzziegel aus dem im Jahr 1668 gegründeten Tonwerk Kandern.
Pyrit sorgt für die dunkelgraue Farbe des Tonsteins.
Unterer Tonhorizon in der Tongrube Stockach-Frickenweiler.
Detailaufnahme des Bändertons eines Eisstausees.
Abbau im Steinbruch Steinen-Schlächtenhaus.
Tongrube Steinen-Schlächtenhaus.
Abbauwand in der Lehmgrube Leutenbach.
Abbau in der Tongrube Herdwangen-Schönach-Großschönach.
Der Anceps-Oolith trennt die Renggeritone von den Tonender Ornatenton-Formation.
Weißerde, überwiegend aus Kaolinit, untergeodnet auch Quarzsand.

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