Ton-Lagerstätten (Tone und Bentonit)

Unter Ton-Lagerstätten versteht man Lagerstätten feinklastischer Sedimente (Tone, Bentonit und Lehm).

• Feuerfeste Tone sind Tone (fire clay) mit einem Schmelzpunkt über 1580ºC, während er bei hochfeuerfesten Tonen oberhalb 1730ºC liegen muss. Diese sind im allgemeinen keine Naturprodukte, sondern industrielle Mischungen. Feuerfeste Tone für feinkeramische Zwecke (mit hohem Anteil von Kaolinmineralien und wasserhaltiger Alumosilikaten), (engl.: "Fireclay") entstanden als Absätze in lakustrischen oder brackisch-litoralen Räumen, vor allem aus der Verwitterung von Feldspäten in feucht-warmem Klima. In Deutschland kommt diese Gruppe vor allem im Tertiär vor (z.B. Westerwald); in älteren geologischen Epochen (Oberkarbon, Unterkreide) als Schieferton.
• Nicht-feuerfeste Tone (Töpfer- und Ziegeltone) mit geringem Anteil an Kaolinmineralien (Kaolin) und hohem Anteil an Illit, vor allem für grobkeramische Tone (Ziegeltone) und Töpfertone, entstanden als Verwitterungsbildungen oder Sedimente in einem weiten Bildungsbereich vom glazialen über das terrestrische bis zum marinen Milieu. Töpfertone sind fette bis magere, oft graue Tone mit einem geringen Gehalt an Flussmitteln, Quarz, Alkalien, Kalkspat usw., die das frühe Dichtbrennen bewirken. Ziegeltone haben einen höheren Gehalt an Flussmitteln und erweichen bereits zwischen 1000ºC und 1150ºC. Infolge des Gehaltes an Eisenhydroxid sind sie meist braun und brennen dann zu roter Farbe durch Entwässerung des Hydroxids zum Oxid.
• Blähtone: Gesteine variabler Zusammensetzung, die bei Erhitzen auf 1110-1250ºC durch Gasentwicklung auf das vier- bis sechsfache an Volumen zunehmen. Sie sind weit verbreitet (auch als Tonschiefer und Schieferton) vom Paläozoikum bis zum Quartär, entstanden als Sedimente sowohl in marinen wie in terrestrischen Räumen
• Bentonite: Bentonite sind hochquellbare Tone, die eine Wasseraufnahme von 200-300% besitzen können und als Haupttonmineral Montmorillonit enthalten und dadurch Thixotropie und besondere Quelleigenschaften aufweisen. Sie sind aus vulkanischen Gesteinen wie Quarztrachyt, Liparit, Rhyolith und deren Tuffen entstanden. Der Name rührt von der Bentonformation in den USA her. Hunderttausende Tonnen von ihnen werden jährlich industriell verwertet, 80-90% davon als Spülversatz bei Tiefbohrungen der Erdölindustrie. Sie werden verwandt als Bindemittel für Formsande und zur Herstellung von Fullererden, zur Bodenverbesserung, als Füllstoff für Gummi, Kunststoffe, Asphalt, Teer sowie pharmazeutische und kosmetische Produkte. In der Keramik dienen sie zur Erhöhung der Bildsamkeit, in der Farbenindustrie als Farbträger. Große Bentonit-Lagerstätten liegen in den USA (v.a. auch Na-Bentonite), bedeutende Lagerstätten auch in Deutschland im Tertiär der Vorlandmolasse (nordalpines Molassebecken) von Niederbayern (entstanden aus rhyolithischen Tuffen).

Lehm ist eine Mischung aus Sand (Korngröße > 63 µm), Schluff (Korngröße > 2 µm) und Ton (Korngröße < 2 µm). Er entsteht entweder durch Verwitterung aus Fest- oder Lockergesteinen oder durch die unsortierte Ablagerung der genannten Bestandteile. Unterschieden werden je nach Entstehung Berglehm, Gehängelehm, Geschiebelehm (Gletscher), Lösslehm (Löss) und Auenlehm (aus Flussablagerungen). Lehm ist weit verbreitet und leicht verfügbar, er stellt einen der ältesten Baustoffe dar. Die Mischungsverhältnisse von Sand, Schluff und Ton können innerhalb definierter Grenzen schwanken, in kleinen Mengen kann noch gröberes Material (Kies und Steine) darin enthalten sein. Lehm mit nennenswertem Gehalt an Kalk, etwa in Folge wenig fortgeschrittener Verwitterung oder bei der Entstehung durch Ablagerung kalkigen Materials, wird als Mergel (s.u.) bezeichnet. Tonreiche Lehme werden als fett bezeichnet (nicht im Sinne von fetthaltig), tonarme als mager.

Lehm ist nicht so plastisch und wasserundurchlässig wie reiner Ton, da die Korngröße der Bestandteile Sand und Schluff größer ist. In feuchtem Zustand ist Lehm formbar, in trockenem Zustand fest. Bei Wasserzugabe quillt Lehm, beim Trocknen schwindet oder schrumpft er, was im Lehmbau besonders zu beachten ist. Lehm als Baustoff speichert Wärme und wirkt regulierend auf die Luftfeuchtigkeit.

Natürliche Lehmansammlungen in Mitteleuropa sind meist eiszeitliche Ablagerungen von durch Wind angewehtem Feinmaterial aus der Steppentundra. Dieser Staub (Löss und Sand) resultierte aus Gletscher-Schleiftätigkeit, wurde von Flüssen verfrachtet und infolge saisonaler Austrocknung verweht.

Mergel ist ein sedimentäres Gestein, gehört zur Familie der Pelite und ist eine Ton- oder Tonsteinvarietät. Das Gestein liegt zwischen verschiedenen Sedimentationstypen, da es sowohl klastischer als auch chemisch-biogener Herkunft sein kann. Stark verfestigter Mergel wird auch Mergelstein oder Mergelgestein genannt. Der Name kommt vom althochdeutschen "mergil", bzw. vom lateinischen "marga".

Die unterschiedlichen Mergelbezeichnungen sind

• Geschiebemergel - petrographische Bezeichnung einer vom Inlandeis ausgeschmolzenen kalkhaltigen Gesteinsmenge.
• Kalkmergel u. Tonmergel - je nach Gehalt an Ton und Kalk wird er entweder als Kalkmergel oder Tonmergel bezeichnet.
• Toneisenstein ist ein Mergelstein mit hohem Karbonatanteil in Form von Siderit

Mergel ist ein wichtiger Rohstoff zur Zementherstellung. In der Landwirtschaft wurden in der Vergangenheit hauptsächlich trockengelegte Feuchtgebiete (Moore und Sümpfe) mit Mergel verbessert; der Kalk neutralisierte die sauren Böden, der Ton stabilisierte den weichen Boden, damit die Äcker begehbar und befahrbar wurden.

Da das Mergeln fälschlicherweise einer Bodendüngung gleichgesetzt wurde, in Wirklichkeit aber außer Kalk keine Bodennährstoffe (Phosphate, Nitrate) brachte, wurden beim Ausbleiben anderer Düngergaben (Kompost, Mist, später auch Guano, Superphosphat o. Ä.) die Felder bald unfruchtbar und ausgelaugt – und daher als ausgemergelt bezeichnet – was dann auch übertragen als „abgemagert“, „kraftlos“ oder „verbraucht“ in unseren allgemeinen Sprachgebrauch übernommen wurde.

Das Gestein enthält sowohl Kalk als auch silikatische Bestandteile meist kleiner Korngröße (Ton und/oder Schluff). Gröberes Material (Sand und Kies) kann vorhanden sein. Bei höheren Kalkgehalten spricht man von Kalkmergel, bei hohem Tongehalt von Tonmergel. Mergelablagerungen, die alle Korngrößenklassen umfassen, werden in der Fachsprache als Diamiktit bezeichnet. Mergel biogener Herkunft entsteht meist aus Planktonschalen und Schlamm der sich am Meeresboden zu immer dickeren Schichten ansammelt.

Mergel ist ein wichtiger Rohstoff zur Zementherstellung. In der Landwirtschaft wurden in der Vergangenheit hauptsächlich trockengelegte Feuchtgebiete (Moore und Sümpfe) mit Mergel verbessert; der Kalk neutralisierte die sauren Böden, der Ton stabilisierte den weichen Boden, damit die Äcker begehbar und befahrbar wurden. Da das Mergeln fälschlicherweise einer Bodendüngung gleichgesetzt wurde, in Wirklichkeit aber außer Kalk keine Bodennährstoffe (Phosphate, Nitrate) brachte, wurden beim Ausbleiben anderer Düngergaben (Kompost, Mist, später auch Guano, Superphosphat o. Ä.) die Felder bald unfruchtbar und ausgelaugt – und daher als ausgemergelt bezeichnet – was dann auch übertragen als „abgemagert“, „kraftlos“ oder „verbraucht“ in unseren allgemeinen Sprachgebrauch übernommen wurde. (Quelle: wikipedia)

Lagerstätten

Mergel bzw. Mergelsteine sind weltweit verbreitet und recht häufig. Bekannte Mergelvorkommen in Mittel- und Westeuropa befinden sich in Südlimburg (Niederlande), insbesondere die Mergelgrotten von Maastricht und Valkenburg aan de Geul sind eine lokale Touristenattraktion. Weitere große Mergelvorkommen liegen im Mainzer Becken. In der österreichischen Petrologie werden spezielle lokale Mergelformen auch Tegel genannt. Verwendung der Mergel