Schiefer

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Dieser Artikel beschäftigt sich mit Schiefer als Gestein. Artikel zu anderen Bedeutungen dieses Wortes siehe Schiefer (Begriffsklärung).
Anstehender unterdevonischer Tonschiefer in der nördlichen Eifel. Die Verwitterung macht die dünnschichtige Spaltbarkeit deutlich sichtbar.
Anstehender proterozoischer Glimmerschiefer mit Sigmaklast aus Granit (Bildmitte), südliche Black Hills, South Dakota, USA.
Blick auf Schichtflächen eines jurassischen Schwarztonsteins, des sogenannten Posidonienschiefers, mit Abdrücken fossiler Muscheln. Fundort Holzmaden (Breite des Handstücks etwa 11 cm).

Schiefer (ahd. scivaro; mhd. schiver(e) ‚Steinsplitter‘, ‚Holzsplitter‘; mnd. schiver ‚Schiefer‘, ‚Schindel‘) ist ein Sammelbegriff für unterschiedliche tektonisch deformierte (gefaltete) und teilweise auch metamorphe Sedimentgesteine. Ihr gemeinsames Merkmal ist die ausgezeichnete Spaltbarkeit entlang relativ engständiger paralleler Flächen. Bei diesen handelt es sich um sogenannte Schieferungsflächen, die sekundär durch die Deformation entstanden sind. Jedoch auch undeformierte, meist feinkörnige Sedimentgesteine, die eine solche Spaltbarkeit aufweisen, werden traditionell als „Schiefer“ bezeichnet. Diese Gesteine spalten allerdings entlang ihrer primären Schichtflächen. Von dieser inklusiveren traditionellen Bezeichnung leiten sich z. B. die Begriffe Ölschiefer oder Schiefergas ab, bei denen es sich im streng petrographischen Sinne um einen kohlenstoffereichen Tonstein bzw. das noch in seinem Muttergestein (meist ein solcher kohlenstoffreicher Tonstein) eingeschlossene Erdgas handelt.

In der modernen Petrographie wird „Schiefer“ nur noch für tektonisch beanspruchte Gesteine verwendet. Die traditionelle Bezeichnung hat sich jedoch bis heute in der wissenschaftlichen Literatur gehalten, meist in Form lithostratigraphischer Namen, wie Posidonienschiefer oder Kupferschiefer.

Schieferarten[Bearbeiten]

Undeformierte „Schiefer“[Bearbeiten]

Tektonisch unbeanspruchte, sehr feinkörnige Sedimentgesteine (englisch shale) mit hohen Anteilen an Tonmineralen erhielten bis weit ins 20. Jahrhundert die Bezeichnung „Schiefer“, wenn sie in dünne Platten aufspalten. Petrographisch korrekt werden sie heute, je nach genauer Zusammensetzung als Tonstein, Siltstein oder Mergel bezeichnet. Auch die an organischem Material reichen Ölschiefer sind eigentlich keine Schiefer im petrographischen Sinn. Dennoch wird diese Bezeichnung auch heute noch oft verwendet.[1]

Die traditionellen Gesteinsnamen vieler dieser „falschen Schiefer“ haben sich in Form lithostratigraphischer Bezeichnungen bis heute in der geologischen Literatur gehalten. Hierzu gehören beispielsweise die Fischschiefer im Unteroligozän des Molassebeckens[2] und im Aptium Nordwestdeutschlands, der Posidonienschiefer im Toarcium Süddeutschlands sowie der Kupferschiefer der im Untergrund Mitteleuropas weit verbreiteten Zechstein-Serie (Oberperm).[3]

Schiefer im modernen petrographischen Sinn[Bearbeiten]

Tonschiefer[Bearbeiten]

Tonschiefer aus dem südlichen Ural mit einer von rechts oben nach links unten verlaufenden Schieferung; Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme. Die Schieferflächen haben einen Abstand von ca. 15 μm, dazwischen Domänen mit Tonmineralen, die noch die sedimentäre Lagenstruktur aufweisen.
Tonschiefer aus dem südlichen Ural. Die Tonminerale sind nahezu vollkommen parallel ausgerichtet, das Gestein war im Bereich der schwachen Metamorphose.

Tonschiefer (engl. slate) sind Gesteine aus dem Übergangsbereich von der Diagenese zur Metamorphose. Es handelt sich um dichte klastische Gesteine mit schwarzer, schwärzlich grauer, bläulich grauer, auch grünlicher, gelblicher, roter und violetter Farbe, die eine engständige Schieferung im Millimeterbereich aufweisen.

Sie entstehen aus Tonstein unter gerichtetem Druck und erhöhten Temperaturen und können sowohl den Sedimentiten wie auch den Metamorphiten zugerechnet werden.[4] 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.[5] 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.[6] 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.

Die Zugehörigkeit zur Gruppe der Sedimentite oder Metamorphite wird ebenfalls mit Hilfe der Röntgenbeugung bestimmt. Hierbei wird speziell das in geologischen Zeiträumen temperaturempfindliche Verhalten des Tonminerals Illit benutzt, dessen 10Å-Reflex bei zunehmender Metamorphose ausgeprägter ist.[7]

Kristalline Schiefer[Bearbeiten]

Geologisch handelt es sich bei diesen Schiefern (engl. schist) um metamorphe Gesteine (z. B. Grünschiefer, Glimmerschiefer, Glaukophanschiefer), bei denen sich unter hohem Druck und hohen Temperaturen aus den Tonmineralen neue Schichtsilikate wie Muskovit, Biotit und Chlorit gebildet haben, die allesamt parallel ausgerichtet sind und dadurch die gute Spaltbarkeit des Gesteins bedingen. Die Bildung des typischen Aufbaus kristalliner Schiefer nennt man Kristalloblastese.

Bestimmte Minerale, wie Glaukophan oder die Minerale der Granat- und Amphibolgruppe, lassen Rückschlüsse auf die Druck-Temperatur-Bedingungen der Metamorphose zu. Die senkrecht zur Druckrichtung der Metamorphose ausgerichtete Schieferungsebene hat nichts mit der ursprünglichen sedimentären Schichtung zu tun; Schieferungs- und Schichtungsebene können in beliebigem Winkel zueinanderstehen.

Tonschiefer als Werkstein (Dach- und Fassadenschiefer)[Bearbeiten]

Schwarzer und weißer Schiefer an einem Umgebindehaus in Obercunnersdorf

Im Bauwesen wird dunkler Tonschiefer zur Abdeckung von Giebeln, Dächern und Fassaden zum Schmuck und Schutz vor Witterungseinflüssen verwendet. Besonders häufig ist Schiefer bei Fachwerkhäusern anzutreffen. An der Mosel, im Hunsrück und in der Eifel war und ist mittlerweile auch wieder der Hausbau mit behauenen, kompakten Bruchsteinen aus Schiefer üblich.

Vom Mittelalter bis Mitte des 20. Jahrhunderts wurden aus Tonschiefer Schiefertafeln und Griffel als Schreibutensilien hergestellt. Bis zur Einführung großindustrieller Verfahren zur Papierherstellung und dem damit einhergehenden Preisverfall des Schreibpapiers waren Schiefertafeln und Griffel ein weitverbreitetes Schreibmaterial für den alltäglichen Gebrauch, das im Gewerbe, in privaten Haushalten, insbesondere aber in dem seit dem 17. Jahrhundert zunehmenden elementaren Schulbildungsbereich unverzichtbar war. Vom ausgehenden 19. Jahrhundert bis zur Einstellung der industriellen Griffelschieferproduktion in den 1960er Jahren hatte die thüringische Stadt Steinach das Weltmonopol.

Abbautechnik[Bearbeiten]

Schieferbruch im thüringischen Lehesten (1948)
Historisches Dachschieferbergwerk Grube Hoffnung im Hunsrück
Eingang zu einem alten Schiefer­berg­werks­stollen, Grube Vogelsberg 1 im Hunsrück.
Schieferdach

Der heutige Abbau wird bestimmt durch den Einsatz moderner Geräte und Maschinen. Die vollmechanisierte sägende Gewinnung erleichtert nicht nur die Arbeit der Bergleute, sondern trägt auch zu einem sorgsamen Umgang mit dem wertvollen Gestein bei.

Der abbauwürdige Schiefer wird mit einer Diamantsäge entlang der geologischen Gegebenheiten in exakte Raster gesägt. Block für Block wird der Schiefer dann vorsichtig aus dem Berg gelöst. Radlader sorgen für das Verladen unter Tage. Auf Loren gelangt der Schiefer dann mit der Bergwerksbahn zum Förderschacht. Dort angekommen gelangt er mit Loren über Tage in die Fertigungshallen. Hier werden die Schieferblöcke gesägt, gespalten und zum Schluss zugerichtet.

In der Übertagefertigung übernimmt zunächst eine Diamantsäge die erste Bearbeitung der Schieferblöcke. Sie sorgt dafür, dass die unterschiedlich großen Blöcke weitgehend »verschnittfrei« zur Fertigung der Decksteine genutzt werden können.

Bei aller Mechanisierung in der modernen Fertigungshalle werden die formgebenden Bearbeitungsgänge, das Spalten und Zurichten, noch immer in qualifizierter Handarbeit ausgeführt. Stück für Stück werden dabei die Blöcke in Platten geteilt, die eine Stärke von etwa 5 Millimeter haben.

Schiefer aus Deutschland[Bearbeiten]

Im Interesse eines geordneten, für Dachdecker, Architekten, Händler und Bauherren gleichermaßen transparenten Wettbewerbs wurden die Schiefer-Gewinnungsstätten mit einigermaßen vergleichbaren Eigenschaften aus einer Region unter einer Bezeichnung zusammengefasst.

Wie bei den bekannten Weinbergslagen wurde damit die Herkunftsbezeichnung zugleich zu einer Eigenschafts- und Qualitätsangabe. Die endgültige Festlegung der Bezeichnungen und die Zuordnung der Gruben erfolgte nach langen Verhandlungen zwischen dem Reichsdachdeckerhandwerk und der deutschen Schieferindustrie Anfang der 1920er Jahre. Das Ergebnis wurde im amtlichen Teil der Zeitschrift „Das Deutsche Dachdeckerhandwerk“ vom 7. August 1932 veröffentlicht. Die Festlegungen wurden 1953 und 1967 erneut bestätigt und werden von den Schieferbetrieben bis heute verwendet: Moselschiefer, Thüringer Schiefer, Hunsrücker Schiefer und Sauerländer Schiefer.

Demnach darf sich lediglich der Schiefer aus den Gemarkungen Mayen, Polch, Müllenbach, Trier und Umgebung Moselschiefer nennen. Heutzutage führen nur noch die Bergwerke Katzenberg und Margareta in Mayen die Bezeichnung Moselschiefer. Der Name stammt vom historischen Transportweg dieses Schiefers über die Mosel an den Niederrhein, in die Benelux-Länder. Für die Gemarkungen Altlay, Bundenbach, Kirn, Gemünden und Herrstein sowie deren Umgebung gilt die Bezeichnung Hunsrücker Schiefer. Die Gewinnungsstätten in Fredeburg, Brilon, Nuttlar usw. fallen unter den Oberbegriff Schiefer aus Westfalen und Waldeck, werden jedoch auch einfach Sauerländer Schiefer genannt, obwohl, wie in anderen Regionen, innerhalb dieser Bezeichnung deutliche Eigenschaftsunterschiede bestehen können.

In Produktion befinden sich heute noch

  • bei Mayen/Eifel die beiden Bergwerke Katzenberg (über 300 m tief mit einem Förderschacht) und Margareta (mit einer 485 m langen Förderrampe, die von unter Tage einen Abtransport durch Lkw erlaubt),
  • im Hochsauerland in der Gegend um Bad Fredeburg ein Verbundbergwerk mit den Gruben Bierkeller, Gomer, Magog mit einer 150-jährigen Tradition,
  • im Hunsrück das Schieferbergwerk Altlay, mit einer Untertagegewinnung in einer Tiefe von etwa 120 Metern unter jahrhundertealten Abbauen,
  • in Bayern bei (Gemeinde Geroldsgrün) (nach einem 500 Meter langen Förderstollen) der Lotharheiler Schiefer,
  • in Sachsen in Theuma bei Plauen im Vogtland wird Theumaer Fruchtschiefer abgebaut und verarbeitet.

Bis 2008 wurde auch noch in Thüringen Schiefer abgebaut, es waren dort ein Bergwerk in Unterloquitz und ein Tagebau bei Schmiedebach in Betrieb.

Penrhyn-Steinbruch bei Bethesda, Wales, um 1890[8]
Schieferabbau in Spanien

Der Moselschiefer-Bergbau um Mayen ist mit über der Hälfte der bundesdeutschen Produktion traditionell der leistungsstärkste deutsche Standort.

Das größte bekannte Dachschiefervorkommen befindet sich in der Gegend um Bad Fredeburg.

In Kaub am Mittelrhein wurde über Jahrhunderte bis 1972 Dachschiefer von höchster Qualität gewonnen. Heute noch zeugen die Tagesanlagen der Grube Wilhelm-Erbstollen von der einstigen Bedeutung des Schieferbergbaus für die gesamte Region.

Andere Abbauländer[Bearbeiten]

Schiefer gibt es in vielen Ländern der Erde: auch außerhalb Europas in Nordamerika, in Südamerika, Südafrika, Japan, China, Sibirien und Indien. In Europa kommen Schiefer-Lagerstätten vor in Slowenien, Kroatien, Griechenland, Italien, Tschechien, Polen, Ungarn, Norwegen, Schweden, Schweiz, Portugal, Spanien, Frankreich, Belgien, Luxemburg, Großbritannien und in Irland.

Mengenmäßig bedeutende Produktionen finden sich – dieser Reihenfolge nach – in Spanien, Frankreich, Großbritannien, Deutschland und Portugal. Das größte Verbraucherland ist aber mit weitem Abstand Frankreich. Dieses traditionelle „Schiefer-Land“ verfügt über eine ehemals bedeutende nationale Produktion (Ardoisières d'Angers), ist aber auch gleichzeitig der größte Abnehmer spanischen Schiefers. Traditionelle „Schiefer-Länder“ im Sinne der Verwendung sind aber auch Deutschland, Benelux und Großbritannien.

Museen[Bearbeiten]

Deutschland[Bearbeiten]

Schiefermuseen gibt es unter anderem:

Ausland[Bearbeiten]

Galerie[Bearbeiten]

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.  Walter Maresch, Karl Medenbach: Gesteine. Mosaik Verlag, München 1987, ISBN 3-576-10699-5, S. 202, DNB 948169567.
  2. Holger Maurer: Rekonstruktion der Ablagerungsverhältnisse im Nordalpinen Vorlandbecken Südwest-Deutschlands. Von der Fakultät Geo- und Biowissenschaften der Universität Stuttgart zur Erlangung der Würde eines Doktors der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.) genehmigte Abhandlung. Stuttgart 2006, urn:nbn:de:bsz:93-opus-30205, S. 34.
  3.  Deutsche Stratigraphische Kommission (Hrsg.): Stratigraphische Tabelle von Deutschland 2002. Potsdam 2002, ISBN 3-00-010197-7, DNB 966527704.
  4.  Walter Maresch, Karl Medenbach: Gesteine. Mosaik Verlag, München 1987, ISBN 3-576-10699-5, S. 162 und 210, DNB 948169567.
  5.  Werner Pleßmann: Gesteinslösung, ein Hauptfaktor beim Schieferungsprozeß. In: Geologische Mitteilungen. Band 4, Aachen 1964, S. 69–82, DNB 012615323.
  6.  Wolfhard Wimmernauer: Petrographie der magmatischen und metamorphen Gesteine. Enke, Stuttgart 1985, ISBN 3-432-94671-6, S. 295 f., DNB 850663369.
  7.  Hanan J. Kisch: Illite crystallinity: recommendations on sample preparation, X-ray diffraction settings, and interlaboratory samples. In: Journal of metamorphic Geology. Volume 9, Nr. 6, 1991, S. 665–670, doi:10.1111/j.1525-1314.1991.tb00556.x.
  8. The Slate Industry of North and Mid Wales
  9. www.thueringer-schiefergebirge-obere-saale.de
  10. www.trelaze.fr
  11. www.ardoise.lu
  12. Homepage Region, Homepage Museum

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Schiefer – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
 Wiktionary: Schiefer – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen