Hochreine Kalksteine der Massenkalk-Formation

Verbreitungsgebiete: Schwäbische Alb

Erdgeschichtliche Einstufung: Oberjura-Massenkalk-Formation (joMK), Oberjura

(Hinweis: Die Rohstoffkartierung liegt noch nicht landesweit vor. Der Bearbeitungsstand der Kartierung lässt sich in der Karte über das Symbol „Themenebenen“ links oben einblenden.)

Lagerstättenkörper

Blick von schräg oben in einen Steinbruch. Das anstehende Gestein ist gelblich-beige. Die Höhe der Abbauwand nimmt von links nach rechts ab, im rechten Teil wächst Wald über der Wand. Im Vordergrund des Bildes liegt Geröll. — Die unterschiedliche nutzbare Mächtigkeit im Steinbruch Eigeltingen ist auf das Paläorelief zurückzuführen.

Die Kalksteine der Oberjura-Massenkalk-Formation (joMK) der Schwäbischen Alb bilden linsige bis länglich orientierte Körper mit unterschiedlicher Größe, die aus flachen, kalksandigen Riffen (sog. Bioherme, „Riff-Fazies“ s. u.) entstanden sind. Innerhalb der Oberjura-Massenkalk-Formation treten variabel dimensionierte Bereiche aus hochreinen Kalksteinen (CaCO₃-Gehalt > 98,5 %, mit Durchmessern zwischen einigen Metern und mehreren Kilometern) auf, die von einer Umwandlung wie Dolomitisierung und Dedolomitisierung (Zuckerkornlochfels) verschont geblieben sind. Auf der gesamten Schwäbischen Alb liegen nach Angaben von Kimmig et al. (2001) nur 1–2 % der nutzbaren Massenkalksteine als hochreine Kalksteine in Vorkommen mit wirtschaftlich interessanten Vorräten vor.

Die Ausdehnung der Lagerstätten hochreiner Kalksteine wird nicht nur durch die sekundäre Umwandlung der Kalksteine beschränkt, sondern auch durch die (zugängliche) nutzbare Mächtigkeit sowie durch tektonische Störungen, engständige Kluftsysteme („Bretterklüftung“), daran gebundene Verkarstung und Verlehmung, Abraumschichten und durch Erosionsformen wie Täler und Karstsenken. In diesen unregelmäßigen, oft kompliziert aufgebauten Körpern hochreiner Kalksteine können nur durch engständige Erkundungsbohrungen bauwürdige Bereiche abgegrenzt werden.

Gestein

Die Massenkalksteine bestehen vor allem aus mikrobiell (Cyanobakterien) abgeschiedenen Kalkkrusten, partikelreichen Schwammkalken und Partikelkalken. Entstanden sind sie in flachen, kalksandigen Riffen (sog. Schwamm-Mikroben-Bioherme), in denen die Mikrobenmatten und Schwämme das Sediment fixierten und stabilisierten. An den Rändern verzahnen sich die Schwamm-Mikroben-Bioherme mit den deutlich geschichteten Kalk- und Mergelsteinen der Bankkalk-Fazies.

Bei den hochreinen Kalksteinen der Oberjura-Massenkalk-Formation der Schwäbischen Alb handelt es sich um massige, dichte, feinkörnige (sparitische), fossilreiche Kalksteine mit z. T. angedeuteter Bankung. Ihre Färbung ist überwiegend weiß bis cremeweiß, lokal können auch bräunliche, gräuliche und beige Färbungen auftreten. Der Bruch der Gesteine ist zumeist splittrig und scharfkantig mit rauen z. T. auch glatten Bruchflächen. Neben den dichten Partien können auch poröse bis kavernöse Bereiche vorkommen. Sekundäre Umwandlungen (s. o.) sowie Verkarstung und Verlehmung der Gesteine verursachen Abbau- und Verwertungserschwernisse. In den Kalksteinen auftretende Kieselknollen beeinträchtigen die Gesteinsqualität und -verarbeitung durch erhöhte Abnutzung der Aufbereitungsanlagen.

Detailaufnahme eines beigen, massigen Gesteins mit zahlreichen, kreuz und quer verlaufenden, grauen Klüften. Rechts unten befindet sich ein Maßstab. — Massiger Kalkstein mit zahlreichen Klüften, Oberer Massenkalk, aufgelassener Steinbruch bei Neuhausen ob Eck

Petrographie

Zur Einordnung der Kalksteine als hochreine Kalksteine ist ein CaCO₃-Gehalt > 98,5 % erforderlich. Zudem sollten die Gesteine nur geringe Gehalte an Quarz, Eisen und Mangan aufweisen. Insbesondere die beiden letztgenannten führen zu unerwünschten Verfärbungen der an sich weißen Kalksteine.

Steinbruch-Großprobe (RG 7227-1) , Gebiet nördlich von Heidenheim a. d. Brenz (Ro7227/EP7):

Chemie	Anteil [%]
SiO₂	0,3
TiO₂	< 0,1
Al₂O₃	< 0,1
Fe₂O₃	0,1
MnO	< 0,1
MgO	0,2
CaO	55,6
Na₂O	< 0,1
K₂O	< 0,1
P₂O₅	< 0,1
Glühverlust	43,7
Gesamtkarbonat	99,4

Aufgrund des geringen Eisen- und sehr hohen Kalkgehalts kann Material dieser Zusammensetzung auch für die chemische Industrie verwendet werden.

Der Gesamtkarbonatgehalt von 5 Proben aus TK 25 7919, 8019, 8119 lauten für:
Massenkaklsteine: 99,1 % (min. 98,6 %, max. 99,5 %) und für Bankkalksteine: 94,2 % (min. 93 %, max. 95,5 %).
Die Gesteine bestehen fast ausschließlich aus Calcit (Rest: Quarz, Kaolinit, Muskovit/Illit).

Geochemische Analysen ergaben folgende Werte (3 Proben aus TK 25 7919, 8019, 8119):

Chemie	Anteil [%]
SiO₂	0,27
TiO₂	0,01
Al₂O₃	0,09
Fe₂O₃	0,13
MnO	0,01
MgO	0,2
CaO	55,3
Na₂O	< 0,01
K₂O	0,02
P₂O₅	0,02

Mächtigkeiten

Geologische Mächtigkeit: Die Mächtigkeit der Oberjura-Massenkalk-Formation ist je nach dem Einsetzen des „Riffwachstums“ auf der Schwäbischen Alb variabel und kann bis 300 m erreichen (Geyer et al. 2011). Aufgrund der o. g. sekundären Umwandlungen sind die Mächtigkeiten der hochreinen Kalksteine der Oberjura-Massenkalk-Formation im Allgemeinen geringer anzusetzen.

Genutzte Mächtigkeit: Die genutzte Mächtigkeit in den hochreinen Kalkstein gewinnenden Steinbrüchen auf der Schwäbischen Alb variiert von 35–120 m.

Gewinnung und Verwendung

Blick von seitlich oben in einen Steinbruch, in welchem gelbliches Gestein auf mehren Stufen abgebaut wird. Das Gestein leuchtet in der tiefstehenden Sonne, die vordere Hälfte des Steinbruchs liegt im Schatten. — Hochreine Kalksteine der Massenkalk-Formation

Gewinnung:

Auf der Schwäbischen Alb wird zurzeit (2020) an acht Standorten primär und an weiteren vier Standorten beibrechend hochreiner Kalkstein gewonnen. Das Gestein wird mittels Bohren und Sprengen gelöst. Eine Selektion nach dem Weißgrad der Kalksteine findet zumeist schon während der Beladung der Schwerlastkraftwagen statt. Die hochreinen Kalksteine werden in der Aufbereitung gebrochen, gemahlen, gesiebt und als Gesteinsmehle und -körnungen verkauft. Kalksteine, welche die Qualitätsanforderungen für hochreine Kalksteine (CaCO₃-Gehalt > 98,5 %, sehr geringer Eisen- und Mangangehalt) nicht erreichen werden als Körnungen für den Verkehrswegbau, als Baustoffe und Betonzuschlag verwendet.

Blick in einen großen Steinbruch mit aufgehaldeten hellbeigen Splitten und Schottern auf der untersten Sohle. — Aufgehaldete Splitte und Schotter

Das Bild zeigt einen orangenen Bagger und ein Transportfahrzeug vor einer Abbauwand in einem Steinbruch. Der Bagger lädt gerade Material auf das Fahrzeug. — Abbau und Beladung hochreiner Kalksteine

Verwendung: Hochreine Kalksteine finden in der Glas-, Putz-, Papierindustrie sowie chemischen Industrie (Kunststoffe, Farben, Lacke, Klebstoffe und Teppichbodenrückseiten), Rauchgasentschwefelung, Wasseraufbereitung, Terrazzo-, Kalksandstein-, Porenbetonstein-Herstellung, in der Düngemittel- sowie Futter- und Nahrungsmittelindustrie Verwendung (s. Graphik). Je nach Einsatzbereich bestehen Vorgaben in Bezug auf die chemische Zusammensetzung und den Weißgrad.

Die Grafik zeigt anhand eines Baumdiagramms die Anwendungsgebiete von hochreinen Kalken. — Anwendungsgebiete von hochreinen Kalken gegliedert nach ungebrannten, gebrannten und gelöschten Produkten (nach Kimmig et al., 2001)

Hochreine Kalksteine der Massenkalk-Formation, Waibertal bei Heidenheim an der Brenz (RG 7227-1), genutzte Mächtigkeit ca. 100 m.

Hochreine Kalksteine der Massenkalk-Formation, Waibertal bei Heidenheim an der Brenz (RG 7227-1), genutzte Mächtigkeit ca. 100 m.
Schwamm-Mikroben-Kalkstein mit zahlreichen Schwammresten (mittelgrau, bräunlich)

Schwamm-Mikroben-Kalkstein, Unterer Massenkalk, Steinbruch Teufel, Straßberg

Schwamm-Mikroben-Kalkstein mit zahlreichen Schwammresten (mittelgrau, bräunlich)
Im Steinbruch Waibertal (RG 7227-1), nördlich von Heidenheim, werden die oberen zwei Sohlen (bräunliche Kalksteine) zur Gewinnung von Natursteinen genutzt. Auf den unteren Sohlen werden hochreine Kalksteine abgebaut.

Steinbruch Waibertal im Oberen Massenkalk des Oberjuras nördlich von Heidenheim

Massenkalk-Formation, Steinbruch Waibertal, Großkuchen nördlich von Heidenheim

Im Steinbruch Waibertal (RG 7227-1), nördlich von Heidenheim, werden die oberen zwei Sohlen (bräunliche Kalksteine) zur Gewinnung von Natursteinen genutzt. Auf den unteren Sohlen werden hochreine Kalksteine abgebaut.
Aufgehaldete Splitte und Schotter unterschiedlicher Körnungen vor dem Steinbruch Waibertal (RG 7227-3).

Aufgehaldete Splitte und Schotter unterschiedlicher Körnungen vor dem Steinbruch Waibertal (RG 7227-3).
Südwestliche Abbauwand im Steinbruch Emmingen-Liptingen (RG 8019-2). Abbau und Beladung hochreiner Kalksteine des Oberen Massenkalks.

Südwestliche Abbauwand im Steinbruch Emmingen-Liptingen (RG 8019-2). Abbau und Beladung hochreiner Kalksteine des Oberen Massenkalks.
Massiger Kalkstein aus einem alten Steinbruch (RG 8019-324) mit zahlreichen Klüften. Die Klüfte sind mit weißgrauem, grobspätigem Calcit verfüllt.

Massenkalk, in der linken oberen Bildecke ein Kieselschwamm-Rest, Oberer Massenkalk, aufgelassener Steinbruch bei Neuhausen ob Eck

Massiger Kalkstein aus einem alten Steinbruch (RG 8019-324) mit zahlreichen Klüften. Die Klüfte sind mit weißgrauem, grobspätigem Calcit verfüllt.
Die unterschiedliche nutzbare Mächtigkeit im Steinbruch Eigeltingen (Dunzenberg, RG 8119-2) ist auf das ausgeprägte Paläorelief zurückzuführen. In Abhängigkeit von der heutigen Morphologie nimmt die nutzbare Kalksteinmächtigkeit auf der Westseite des Dunzenbergs auf < 40 m ab. Höhe der Abbauwand ca. 30 m.

Die unterschiedliche nutzbare Mächtigkeit im Steinbruch Eigeltingen (Dunzenberg, RG 8119-2) ist auf das ausgeprägte Paläorelief zurückzuführen. In Abhängigkeit von der heutigen Morphologie nimmt die nutzbare Kalksteinmächtigkeit auf der Westseite des Dunzenbergs auf < 40 m ab. Höhe der Abbauwand ca. 30 m.

Literatur

Geyer, M., Nitsch, E. & Simon, T. (2011). Geologie von Baden-Württemberg. 5. völlig neu bearb. Aufl., 627 S., Stuttgart (Schweizerbart).
Kimmig, B., Werner, W. & Aigner, T. (2001). Hochreine Kalksteine im Oberjura der Schwäbischen Alb – Zusammensetzung, Verbreitung, Einsatzmöglichkeiten. – Zeitschrift für Angewandte Geologie, 47, S. 101–108.
Koch, R. (1994). Mittlere Schwäbische Alb (Blautal-Geislingen): Neue Interpretation der Massenkalke. – 146. Jahrestagung DGG „Beckenbildung und -inversion in Europa; Endogene und Exogene Faktoren“. 30 S., Heidelberg. [Exkursionsführer]
Koch, R., Senowbari-Daryan, B. & Strauss, H. (1994). The Late Jurassic „Massenkalk Fazies“ of Southern Germany: Calcareous sand piles rather than organic reefs. – Facies, 31, S. 179–208.