Quarzsand aus Kriegsheim
Was ist Quarzsand aus der Sicht eines Geologen?
Man spricht dann von Quarzsand, wenn dieser zum allermeisten Teil aus Quarzkörnern besteht.
Vereinfacht gesagt werden alle anderen Minerale eines Gesteins über einen sehr langen Zeitraum durch intensive Verwitterung zersetzt und weggeführt. Nach diesem Verwitterungsprozess bleiben Quarzsande übrig. Der Verwitterungszeitraum zieht sich dabei über Millionen von Jahren hin. So entstehen Quarzsandlager und Quarzsandvorkommen wie hier in Kriegsheim am Rande des Mainzer Beckens.
Was ist das Mainzer Becken?
Während die Oberfläche dieser Gegend für das ungeübte Auge monoton und landschaftlich wiederkehrend erscheint, und für den Laien nur hügelige Landschaften widerspiegelt, ist es für Geologen aus erdgeschichtlicher Sicht spannend und interessant. Es handelt sich beim Mainzer Becken um ein Senkungsgebiet. Hier haben sich seit dem älteren Tertiär immer wieder festländische und marine Sedimente (z.B. aus dem Mittelmeerraum sowie dem Nordseebecken) wiederholt abgelagert. Und diese mächtigen Ablagerungen führten schließlich zu komplexen und fossilreichen Schichtenfolgen mit hoher Artenvielfalt.
Vor ca. 3 Mio Jahren kam es im Oberpliozän zur Ablagerung der hier in der Grube abgebauten Quarzsande, die im Altpleistozän von sandigen Kiesen und dicken Hochflutlehmschichten überdeckt wurden.
Die oberste Schicht bildet jungpleistozäner Löß, der zwischen 10000 und 100000 Jahre alt ist.
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Mainzer_Becken)
Aber was ist nun das Besondere an Quarzsand?
Quarz ist ein Mineral. Die Glasindustrie benötigt wegen der besonderen Eigenschaften dieses Minerals hohe Mengen an Quarzsanden. Die Korngröße vor Ort gilt als fein bis sehr fein. Und somit spricht man von Quarzsand.
Diese besonderen Eigenschaften sind übrigens:
- seine außergewöhnlich gute chemische Beständigkeit sowie
- seine hohe Eigenfestigkeit
Gewinnung von Quarzsand
Sicherlich fragt ihr euch, wie man den Quarzsand eigentlich gewinnt; also aus der Erde herausbekommt. Im überwiegenden Fall wird Quarzsand gewonnen, indem geologisch gesehen junges oder sehr junges Lockersediment abgebaut wird.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass Quarzsand als Nebenprodukt des Abbaus und bei der Aufbereitung von kaolinhaltigem Sandstein anfällt.
Verwendung von Quarzsanden
Jetzt hast du schon einiges über die Herkunft und die Besonderheit des Quarzsandes erfahren. Aber wofür wird Quarzsand überhaupt benötigt?
Die Glasindustrie stellt aus Quarzsanden Flach- und Hohlglas her. Sie benötigt nämlich zur Herstellung von weißem Glas in den Schmelzöfen überwiegend sehr feine Quarzsande mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,4 mm. Und der Quarzsand darf auch nur noch eine Restfeuchte von weniger als 5 % Wasser enthalten.
Und es gibt noch viele weitere Industriezweige, wo Quarzsand sehr gefragt ist: Zur Herstellung von Keramik und Porzellan, in Glasfasern, als Bremssand, in der chemischen Industrie, in Schleif- und Putzmitteln, als Füllstoff und als Strahlsand wird überall Quarzsand benötigt.
Quarzsandvorkommen
Wikipedia unterscheidet zwischen weltweiten Quarzsandreserven sowie in Deutschland geförderten Quarzsanden. Hier ein paar Jahresfördermengen:
- Weltweit: Die weltweiten Quarzsandreserven werden als „praktisch unbegrenzt“ angegeben. Sehr große Vorkommen gibt es jedenfalls in weiten Teilen Europas. Die Weltförderung betrug 2013 142 Mio. Tonnen. Die Länder mit der größten Förderung sind (in absteigender Reihenfolge) USA, Slowenien, Deutschland, Österreich, Spanien und Frankreich.
- In Deutschland betrug die Jahresförderung an reinem Quarzsand 2014 ca. 10,4 Mio. Tonnen. Davon sind fast 2 Mio. Tonnen exportiert wurden; fast drei Viertel davon in den Benelux-Länder.
Quelle: https://de.wikipedia.org./wiki/Quarzsand
Abbau von Quarzsand in Kriegsheim: Früher und heute
Schon seit dem Jahr 1906 wird hier in Kriegsheim Quarzsand abgebaut.
Damals wurde aus dem Sand in der „Sandwäsche“, deren Anlagen leider abgebrochen worden sind, das Kaolin (Porzellanerde, Porzellanton) gewonnen, ein Rohstoff für die Porzellanherstellung.
Hierzu gelangte der Quarzsand mittels einer kleinen Feldbahn, das waren Loren, die von kleinen Lokomotiven gezogen wurden, auf einer Schmalspurstrecke ins Kriegsheimer Kaolinwerk, wo die Sandwäsche erfolgte und das reine Kaolin gewonnen wurde.
Heute wird der Sand allerdings ausschließlich in der Zementherstellung verwendet.
Exkurs: Treibsand
Treibsand ist sehr feinkörnig. Auch wenn er augenscheinlich den Eindruck vermittelt, er sei einigermaßen fest, verhält er sich unter Druckeinfluss ganz anders als vermutet. Jegliches in ihn hineingeratenes Material (z.B. Menschen oder auch Schiffe) sinken ein und stecken fest.
Man bezeichnet Treibsand in der Seemannsprache daher umgangssprachlich auch als Mahlsand. Sofern Treibsand erschüttert oder Druck auf ihn ausgeübt wird, verlieren die losen Sandkörner den Kontakt untereinander und verschieben sich. Ein Entkommen aus eigener Kraft wird ohne fremde und schnelle Hilfe unmöglich.
Quelle: https://de.wikipedia.org./wiki/Treibsand
Hier am Schild der eingezäunten Sandgrube Kriegsheim kann man sich ein Bild von den Ausmaßen der Sandgrube und der Gewinnung des Quarzsandes machen. Sehr schön sieht man die Abraumhalden und den bereits geförderten Quarzsand.
Um diesen EarthCache zu loggen, beantworte folgende Fragen:
- Schau dir die Ausmaße der Sandgrube an. Welche Farben erkennst du in den freigelegten Quarzsandbereichen und welche Farben erkennst du in den noch nicht freigelegten Quarzsandbereichen?
- Weshalb vermutest du, steht an den Koordinaten das Warnschild „Treibsand“? Beschreibe die Eigenschaften des Quarzsandes im Vergleich zu Treibsand mit eigenen Worten.
- Bitte hänge ein Foto von Dir oder einem persönlichen Gegenstand von Dir oder Deinem GPS dem Logeintrag bei, welches Dich zusammen mit dem Schild „Sandgrube“ zeigt, aber ohne dass die Farbe des Sandes dabei gespoilert wird.
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Sollte irgendetwas unklar sein, werde ich mich melden. Viel Spaß