Der Harz ist bekannt für seine vielfältigen Gesteine – Granit, Gabbro, Gneise, Grauwacken, Gips – um nur einige zu nennen.
Auch Schiefer ist im Harz zu finden, zum Beispiel am FINAL hier im Okertal.
Die Familie der Schiefer ist sehr groß, es gibt zum Beispiel:
Griffelschiefer: Gesteine, die von mehreren Schieferungsvorgängen betroffen sind; bzw. Variante von Tonschiefer (zwei sich schneidende Schieferebenen)
Halbschiefer: schwach metamorphisierte, feinkörnige Grauwacken
Kalkschiefer: Schieferig ausgebildeter Kalkstein verschiedenen Alters
Kieselschiefer: Synonym für Lydit, bzw. Kieselgesteine die aus den Kieselskeletten einzelliger mariner Mikroorganismen (Radiolarien) entstanden sind.
Kristallschiefer: Durch Metamorphose entstandene Schiefer, e.g. metamorphe Schiefer
Lias-Schiefer: Dunkle Schiefer aus dem Unteren (schwarzen) Jura (Süddeutschland, vor ca. 195 Ma); der Begriff Lias wurde ersetzt.
Lithographenschiefer: plattiger Kalkstein aus dem Oberen Jura (Solnhofen), welcher aufgrund seines gleichmässigen Gefüges und seiner Feinkörnigkeit in der Lithographie verwendet wird
Posidonienschiefer: Der Begriff „Posidonienschiefer“ ist irreführend, da das Gestein kein Schiefer, sondern ein bituminöser Plattenkalk ist.
Tonglimmerschiefer: Synonym für Phyllit
Urton-Schiefer: Synonym für Phyllit
Vitriolschiefer: Synonym für Alaunschiefer
Weißschiefer: Ein selten auftretendes metamorphes Gestein.
Schieferton und Tonschiefer: siehe weiter unten
Zur Entstehung von Schiefer
Schiefer ist ein leicht umgewandeltes (»sehr schwach metamorphes«) Sediment-(Ablagerungs-) Gestein. Er entstand in unserem Raum vor allem in der Devon-Zeit vor 350 bis 400 Millionen Jahren durch Ablagerung von feinstkörnigen Tonschlamm-Massen, die sich unter dem Auflagerungsdruck in Tonstein verfestigten.
Bei der späteren Gebirgsbildung wurden die Tonsteinschichten durch seitlichen Druck aufgefaltet. Während dieser tektonischen Vorgänge zerscherten die tonigen Gesteine. Die ursprünglichen Tonminerale wurden entlang dieser feinsten Scherfläche gedehnt und kristallisierten unter druckbedingter Erwärmung zu neuen, höherwertigen, plättchenförmigen Mineralien (Glimmer) um. Dadurch wurde dem ursprünglichen Tongestein ein neues Strukturelement aufgeprägt: die Schieferung.
Die gleichförmige Einregelung der Minerale parallel zur Schieferung, ihre Verzahnung untereinander und die Bildung vieler dichtständiger, mikroskopisch feiner Glimmerlagen erzeugt die für den Dachschiefer so charakteristische Spaltbarkeit.
Die Meeresablagerungen bestanden jedoch nicht nur aus reinen Tonschlick-Massen. Ein Blick auf das Wattenmeer an der Nordseeküste vermittelt einen lebendigen Eindruck von den Vorgängen und Bewegungen, die sich vor rund 400 Mio. Jahren abgespielt haben müssen. Neben dem feinen Tonschlamm wurden auch sandigere und siltigere Materialien in aufeinanderfolgenden Schichten unterschiedlicher Mächtigkeit abgelagert. Erze und andere »Verunreinigungs«-Partikel wurden von den Flüssen angeschwemmt. Tiere und Pflanzen bevölkerten das Devon-Meer und finden sich als Versteinerungen wieder, bzw. erklären ursächlich das Vorhandensein von Schwefel- und Kohlenstoffverbindungen im Gestein.
Die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials, wie auch die Einwirkung der tektonischen Vorgänge auf die Sedimentationsschichten, waren von Ort zu Ort höchst unterschiedlich. Dachschiefer ist also ein Produkt geologischer Zufälle: Er entsteht nur aus reinem Tonstein ohne nennenswerte Silt- und Sandlagen. Bei der Faltung durfte er nur eine, dafür aber ideal ausgebildete Scher- bzw. Schieferungsfläche erhalten, weitere störende Trennflächen (z.B. Klüftungen) durften möglichst nicht entstehen. Dies alles erklärt beispielsweise die von Lagerstätte zu Lagerstätte unterschiedlichen mineralischen Zusammensetzungen und Eigenschaften des Schiefers, bei manchen Lagerstätten das gelegentliche Vorhandensein von Fremdeinschlüssen metallischer Art (Pyrite), die breiten Differenzierungen in der Körnigkeit, Kristallisation, in der Anzahl der Glimmerlagen, in der Art der Verzahnung und vieles mehr.
Neben den Tongesteinen wurden auch die anderen sandigeren bzw. siltigeren Schichten von den tektonischen Vorgängen erfasst. Sie grenzen die eigentlichen Dachschieferpartien ein, z.T. durchziehen sie den Schiefer sogar in feinen Bändern, den sogenannten Krappen, und erschweren den Abbau. Um daher an das Schiefervorkommen (vom Fachmann Richten oder Lager genannt) selbst heranzukommen, muss der Bergmann zunächst einmal diese Nebengesteinsschichten »durchfahren«, um dann in den »Richten« die guten, d.h. abbauwürdigen Schieferpartien zu ermitteln. Aus diesem Grunde verbleiben im untertägigen Schieferbergbau, eine fachgerechte Selektion vorausgesetzt, in aller Regel nur 5 bis 20%, im Mittel 10% der bewegten Gesteinsmassen als verkaufsfähiges Endprodukt. Der Rest dient als bergbautechnischer Versatz oder gelangt, da unbrauchbar oder minderwertig, auf der Schutthalde. Bei Tagebau-Gewinnung kann der Anteil der Verwendungsfähigkeit auf 3% sinken.
SCHIEFERTON
Als Schieferton bezeichnet man einen diagenetisch verfestigten Tonstein (Ton, Schluff), dessen Tonminerale gleichgerichtet abgelagert sind, wobei ein schieferähnliches Parallelgefüge, jedoch keine Schieferung entsteht. Die Definition von Tonschiefer ist nicht einheitlich. Schiefertone bestehen wesentlich aus Tonmineralen; Beimengungen in kleineren Anteilen können auch Quarz und Glimmer sein. Häufig sind auch Eisensulfide enthalten. Die Farbe von Schiefertonen ist schwarz, grau, rot dunkelgrün oder dunkelblau; keine Mineralkörner erkennbar; sie sind glatt, fein geschichtet und brechen in dünnen Platten oder Lamellen. Feuchte Schiefertone weisen im Gegensatz zu Tonschiefern einen typisch tonigen Geruch auf.
Schiefertone findet man weltweit in allen Sedimentationslagen, z.B. auch in vielen deutschen Mittelgebirgen (Harz, Taunus, Hunsrück, Westerwald, Eifel und Sauerland) sowie an der Nordabdachung der Alpen
TONSCHIEFER
Tonschiefer ist ein metamorphes Gestein.
Die Farbe von Tonschiefer ist überwiegend grau bis schwarz, bedingt durch Beimengungen von Graphit oder Bitumen. Mitunter können Limonit, Hämatit und Chlorit im Tonschiefer einen Stich ins Bräunliche, Rötliche und Grünliche verleihen.
Sie entstehen aus Tonstein unter gerichtetem Druck und erhöhten Temperaturen und können sowohl den Sedimentiten wie auch den Metamorphiten zugerechnet werden. Dabei zeigt das Gestein aber noch keine der typischen, in der Metamorphose gebildeten Minerale. Bei der Gebirgsbildung werden die Tonsteinschichten durch seitlichen Druck aufgefaltet. Während dieser tektonischen Vorgänge kommt es zunächst zur Anlage von Lösungsflächen senkrecht zum vorherrschenden Druck. Neue Tonminerale kristallisieren auf den Flächen, dadurch erhält der ursprüngliche Tonstein sein schiefriges Gefüge. Die Dichte schwankt um 2,8 g/cm³. Die Zusammensetzung kann erst durch die Röntgenbeugung bestimmt werden, da der Durchmesser der einzelnen Mineralkörner deutlich unter 20 μm liegt. Das Gestein besteht aus größeren oder geringeren Mengen von klastischem Material, das neben den eigentlichen Tonmineralen auch Quarz- und Feldspatkörner, sowie detritische Glimmer- und Chloritblättchen enthält. Daneben kann ein Tonschiefer in kleinsten Mengen Schwerminerale wie dunkle nadelförmige Rutilkriställchen oder kleine Pyritwürfel enthalten. In den feinkörnigen Gesteinen sind oft Fossilien zu finden, die aber oft durch die Deformation verzerrt oder zerstört wurden. Davon nicht betroffen sind Mikrofossilien, die zur Datierung der Gesteine herangezogen werden können.
Das Ausgangsmaterial von Tonschiefern sind Tonsteine. Daneben können Tonschiefer Quarz, Magnetit, Pyrit und Glimmer, insbesondere Muskovit enthalten.
Tonschiefer ist feinkörnig und dicht. Das Gefüge ist wie für Schiefer charakteristisch schiefrig mit parallel ausgerichteter Anordnung der Gemengteile. Infolge der Schieferung zeichnet sich das Gestein durch eine sehr vollkommene Spaltbarkeit aus - entsprechend gut lässt sich das Gestein entlang der Schieferungsflächen spalten.
Um Verwechslungen mit sedimentären Schiefertonen auszuschließen, wird sich auf das Verhalten beider Gesteine in Wasser bezogen. Während sedimentärer Schieferton im Wasser aufquillt, reagiert metamorphisierter Tonschiefer nicht auf Wasser.
Am Final zu diesem EC findet sich ein sehr gut zugänglicher Aufschluss mit Schiefergestein.
Und da wären wir auch schon bei den Fragen zu diesem EC:
Welche Art Schiefer ist hier zu finden : Schieferton oder Tonschiefer?
Dazu sucht euch zwei oder mehr Handstücke aus dem Geröllfeld vor dem Aufschluss.
Findet an einem eurer Handstück heraus wie es sich spalten lässt und beschreibt was passiert ist.
Schaut euch die Oberfläche am frisch gespalteten Bereich genau an (möglichst mit einer Lupe) und beschreibt was für Details euch besonders auffallen:
findet ihr zum Beispiel Hinweise auf Fossilien ?
wie ist die Farbe – einheitlich oder mehrfarbig ?
kann man Schieferung erkennen ?
wie riecht das Material ?
Macht dann noch den oben beschriebenen Versuch mit dem Wasser und entscheidet dann ob es sich um Schieferton handelt oder doch eher um Tonschiefer – begründet eure Entscheidung.
Vor Ort findet ihr keine Informationstafel. Alle zur Beantwortung erforderlichen Antworten findet ihr im Listing bzw. direkt vor Ort.
Beantwortet folgende Fragen über das MessageCenter (da kommt die Antwort an schnellsten) oder sendet die Antworten an unser Profil oder direkt an teamchritho@go4more.de :
Ihr dürft loggen sobald ihr die Antworten abgeschickt habt ohne auf eine Antwort zu warten. Falls damit etwas nicht stimmen sollte, melden wir uns bei euch. Logs ohne Beantwortung der Fragen werden gelöscht.
Quellen:
www.rathscheck.de/Forum-fuer-Architekten/Schiefer-Kompendium/Einfuehrung/Etwas-zur-Entstehung-des-Schiefers
www.straeten.org/Schriften/Schiefer/Mineralogie.htm
Maisenbacher / Vielsäcker / Bender – Gymnasium Karlsbad
www.gupf.tu-freiberg.de/geologie/kieselschiefer.html
www.steine-und-minerale.de/atlas.php?f=3&l=T&name=Tonschiefer
www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Geologisches%20Portrait/Schiefer?lang=de&language=german