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Teil III: Känozoikum / Erdneuzeit

Die obersten Schichten der Erdkruste werden von der känozoischen Lockergesteinsdecke gebildet. Die globale Erwärmung sorgte für ein extremes Treibhausklima und eine tiefgründige Kaolinisierung des Untergrundes. Dabei entstanden weltweit die bedeutendsten Tonlagerstätten der Erdgeschichte. In Deutschland bildeten sich die Tonvorkommen des Westerwaldes und des Mitteldeutschen Reviers sowie die in der Lausitz und Oberpfalz.

Eozäner Luckenauer Ton/Revier Halle-Leipzig (2013)
Eozäner Luckenauer Ton/Revier Halle-Leipzig (2013)
Oberoligozäner Spremberger Ton/Oberlausitz (2007)
Oberoligozäner Spremberger Ton/Oberlausitz (2007)
Miozäner Flaschenton/Niederlausitz (2009)
Miozäner Flaschenton/Niederlausitz (2009)
 

Am Ende des Känozoikums setzte eine Abkühlung ein, die bis zu den pleistozänen Eiszeiten andauerte. Hier kamen die klassischen Ziegeltone zum Absatz. Beckentone, Geschiebemergel und Lößlehme. Die geologisch jüngsten Ziegelrohstoffe sind warmzeitliche Auelehme und Marschtone aus dem Holozän.

Paläozän und Eozän (vor 66,0 – 33,9 Millionen Jahren)

The global plate tectonic development was determined primarily by the divergence of the Atlantic and the disintegration of Pangaea. In Southern Europe, on the other hand, compression tectonics dominated. In the Palaeogene, the Penninic Ocean closed and the Adriatic-Apulian plate was firmly attached to the Eurasian supercontinent. This collision led to extensive subduction of the Neotethys. The north-south compression resulted in the uplift of the Alpine and Carpathian mountain range.

Main areas of sedimentation followed tectonically predefined depression zones. The North Sea Basin and parts of the North German lowlands and the Lower Rhine Bay became the main depression area with an East-West orientation. In contrast, the Rhine Graben system with the Hessian Depression, the Mainz Basin and the Upper Rhine Valley Graben forms a sedimentation area with North-South orientation.

Marine Eozän-Tone (Typ 21)

Zu Beginn des Eozän waren große Teile von Mitteleuropa Landoberfläche. Bis nach Skandinavien herrschte eine üppige Vegetation mit tropischen Bernsteinwäldern. Dann verschob sich die Strandlinie weiter nach Süden, sodass weite Teile des heutigen mitteleuropäischen Tieflandes von der eozänen Nordsee bedeckt waren. Hier kamen dunkle fette Tone mit expansiven Dreischichtsilikaten zum Absatz. Ein Vorkommen dieser Art stellt die Friedländer Blautonscholle in Mecklenburg-Vorpommern dar. Mineralogisch ähnliche Vorkommen haben sich im Gebiet zwischen Weser und Ems gebildet. Ziegeleitechnisch sind derzeit alle marinen Eozän-Tone ohne Bedeutung.

Paläogeographie im Eozän / Quelle: Meschede (2015)
Paläogeographie im Eozän / Quelle: Meschede (2015)

Exemplarische Standorte im marinen Eozän:

49577 Eggermühlen/Döthen, 17098 Friedland, 49740 Haselünne, 21769 Lamstedt, 26683 Scharrel, 49439 Steinfeld.

 

Kontinentale Eozän-Kaoline/Tone (Typ 22)

Das südlich angrenzende Festland war ein ausgedehntes Senkungsfeld mit großen Sümpfen und tropischen Regenwäldern, ähnlich dem heutigen Brasilien. Auf den paläozoischen Mittelgebirgsrümpfen bildeten sich primäre Kaolinkrusten, wobei die Kaolinisierung oft schon in der Unterkreide begonnen hat. Ausgangsgesteine waren Granite, Granodiorite, Grauwacken, Pechsteine, Rhyolithe und Tonschiefer. Daneben stellten Arkosen aus dem Buntsandstein ein wichtiges Ausgangsgestein dar.

Die wichtigsten Kaolinlagerstätten Deutschlands liegen in Nordbayern und im südlichen Mitteldeutschland mit der Schwerpunktregion Mittelsächsisches Hügelland. Zu nennen sind hier insbesondere das oberpfälzer Revier Hirschau-Schnaittenbach sowie die mitteldeutschen Lagerstätten in der Region Halle-Leipzig, der Oberlausitz und im Raum Meißen. Kleinere Vorkommen an primären Kaolinen finden sich im Westerwald.

Das Tagebaurevier Hirschau-Schnaittenbach (mit frdl. Genehmigung)
Das Tagebaurevier Hirschau-Schnaittenbach (mit frdl. Genehmigung)
Granodioritische Kaolinroherde im Kaolinwerk/Oberpfalz (2013)
Granodioritische Kaolinroherde im Kaolinwerk/Oberpfalz (2013)
Waschtrommeln und Hydrozyklone in der Kaolinaufbereitung (2013)
Waschtrommeln und Hydrozyklone in der Kaolinaufbereitung (2013)

Im Laufe von Millionen Jahren wurden die bis zu 100 m mächtigen kaolinitischen Verwitterungskrusten weitgehend abgetragen. Durch Absatz der Sedimentfracht in flachen Lagunen, Ästuaren und Seen sind sekundäre Kaolintonlagerstätten entstanden. Bei der Ablagerung von eisenarmen Suspensionen im sauren/reduzierenden Milieu haben sich weißbrennende Tone gebildet. Solche Bedingungen waren in Sumpfwäldern und Mooren gegeben. Eine der größten Lagerstätten dieser Art befindet sich bei Roßbach im Geiseltal südwestlich von Halle.

Eine der größten Tongruben in Mitteleuropa/Revier Halle-Leipzig (2013)
Eine der größten Tongruben in Mitteleuropa/Revier Halle-Leipzig (2013)
Typische Paragenese von weißbrennenden Tonen mit Kohleflözen (2012)
Typische Paragenese von weißbrennenden Tonen mit Kohleflözen (2012)
Luckenauer Spezialton am frischen Tonstoß/Revier Halle-Leipzig (2012)
Luckenauer Spezialton am frischen Tonstoß/Revier Halle-Leipzig (2012)

Zentrale Aufbereitungs- und Mischanlage/Revier Halle-Leipzig (2012)
Zentrale Aufbereitungs- und Mischanlage/Revier Halle-Leipzig (2012)
Vorzerkleinerung des Tons im Walzenbrecher/Revier Halle-Leipzig (2012)
Vorzerkleinerung des Tons im Walzenbrecher/Revier Halle-Leipzig (2012)
Rohkaolin-Ton-Mischungen für Fliesenwerke/Revier Halle-Leipzig (2012)
Rohkaolin-Ton-Mischungen für Fliesenwerke/Revier Halle-Leipzig (2012)

Spezielle Bildungsbedingungen mit partiell marinen Einflüssen haben im Mainzer Becken den Eisenberger Grünton/Engobeton entstehen lassen, der heute nur noch über Tage gewonnen wird. Feinteilige eisenreiche Glimmer der Glaukonit-Seladonit-Fazies sind Grund für die rotglänzende Brennfarbe dieses etwa 3 m mächtigen Tonhorizontes. Unterlagert wird der Grünton von Feuerfesttonen.

Glaukonitisch-seladonitischer Engobeton/Eisenberg Pfalz (2009)
Glaukonitisch-seladonitischer Engobeton/Eisenberg Pfalz (2009)
Aufbereitungsanlagen in der Grube/Eisenberg Pfalz (2009)
Aufbereitungsanlagen in der Grube/Eisenberg Pfalz (2009)
Zerkleinerung und Vorhomogenisierung/Eisenberg Pfalz (2009)
Zerkleinerung und Vorhomogenisierung/Eisenberg Pfalz (2009)

Exemplarische Standorte im kontinentalen Eozän:

01665 Diera-Zehren/Seilitz, 6729 Elsteraue/Profen, 06420 Gerlebok, 06712 Grana, 04769 Mügeln/Kemmlitz, 37247 Großalmerode, 02699 Königswartha/Caminau, 06237 Leuna/Spergau, 64409 Messel, 06193 Morl/Möderau, 06618 Naumburg/Roßbach, 01689 Niederau/Ockrilla,04603 Nobitz/Frohnsdorf, 06317 Seegebiet Mansfelder Land/Röblingen, 06198 Salzatal/Salzmünde, 06237 06179 Teutschenthal/Etzdorf, 95643 Tirschenreuth, 95679 Waldershof.

Oligozän (vor 33,9 – 23,0 Millionen Jahren)

Im unteren Oligozän sank Norddeutschland unter den Meeresspiegel. Der Höhepunkt der Transgression wurde im Mittleren Oligozän erreicht, wo eine Meeresstraße vom Nordseebecken über das Oberrheingebiet bis hin zur Paratethys bestand. Der penninische Ozean war weitgehend geschlossen. Im Alpenvorland wurden die Untere Meeresmolasse und die Untere Süßwassermolasse abgelagert. Zeitgleich entstanden auf dem Festland Kaoline und illitisch-kaolinitische Tone. So vor allem im Westerwald und in den litoralen Randgebieten der paralischen Sumpfwälder.

Paläogeographie im Oligozän / Quelle: Meschede (2015)
Paläogeographie im Oligozän / Quelle: Meschede (2015)

Oligozäne Rupeltone (Typ 23)

Bei der Rupeltransgression waren weite Teile Deutschlands marines Sedimentationsgebiet. Hier bildete sich der über 100 Meter mächtige Rupelton, der früher die Rohstoffbasis zahlreicher Ziegeleien darstellte. Vorteile der Rupeltone liegen in der ausgeprägten Plastizität und in den hohen Tonmineral- und Flussmittelgehalten, die schon bei niedrigen Brenntemperaturen Dichtbrand und leuchtend rote bis blaue Brennfarben ermöglichen.

Großflächiger Neuaufschluss von Rupelton/Anhalt-Bitterfeld (2016)
Großflächiger Neuaufschluss von Rupelton/Anhalt-Bitterfeld (2016)
Neuaufschluss Rupelton unter Geschiebelehm/Anhalt-Bitterfeld (2016)
Neuaufschluss Rupelton unter Geschiebelehm/Anhalt-Bitterfeld (2016)
Typisch fetter mariner Rupelton/Anhalt-Bitterfeld (2016)
Typisch fetter mariner Rupelton/Anhalt-Bitterfeld (2016)

Störend können zu hohe Anteile an Kohlenstoff und an innerkristallin quellfähigen Tonmineralen sein. Ebenso Septarien und Schwefel in Form von Pyrit/Markasit und/oder Marienglas/Gips. Als Faziesindikator für marines Milieu wird grünblauer Glaukonit angetroffen, der oft auch die Rohtonfarbe dominiert.

Exemplarische Standorte im marinen Unteroligozän/Rupeltone:

55232 Alzey, 48455 Bad Bentheim, 06766 Bitterfeld, 32257 Bünde, 46535 Dinslaken, 39279 Gommern/Leitzkau, 39291 Gommern/Vehlitz, 63065 Offenbach, 38350 Helmstedt, 47475 Kamp-Lintfort, 06366 Köthen, 19294 Malliß, 69254 Malsch, 31608 Marklohe/Lemke, 39291 Möckern, 40878 Ratingen, 49843 Uelsen, 49377 Vechta, 55597 Wöllstein.

 

Oligozäne Braunkohlen-Tone (Typ 24)

Im Mittleren Oligozän wurden im Weißelsterbecken des Mitteldeutschen Reviers Wechselfolgen von Sand, Ton und Braunkohle sedimentiert. Im Liegenden von Braunkohle-Oberflöz IV wurden rund 15 Millionen Tonnen Ton gewonnen und bei Haselbach auf einer Großhalde abgelegt. Der Aufbau der Haselbacher Tonhalde erfolgte von 1963 – 1972.

Begleitrohstoffgewinnung im Tagebau Haselbach (um 1970)
Begleitrohstoffgewinnung im Tagebau Haselbach (um 1970)
Haselbach war früher Mitteleuropas größte Tonhalde (um 1985)
Haselbach war früher Mitteleuropas größte Tonhalde (um 1985)
Heute bevorzugter Einsatz in Hintermauerziegelwerken (2005)
Heute bevorzugter Einsatz in Hintermauerziegelwerken (2005)

Haselbacher Ton ist kaolinitisch, ausgeprägt plastisch und gelbbrennend. Früher wurde er in fast allen Bereichen der Baukeramik eingesetzt, bevorzugt bei der Produktion von Mauerziegeln und Steinzeugröhren. Die Halde ist durch schwankende Sandgehalte und Beimengungen an Pyrit gekennzeichnet. Der Vorrat beträgt derzeit noch rund 8 Millionen Tonnen.

Im Oberen Oligozän begann durch Zunahme der Reliefenergie eine intensive Abtragung der Kaolinkrusten des südlich gelegenen Grundgebirges. Die Abtragungsprodukte sedimentierten in den nach Norden entwässernden Flussläufen sowie in Becken und Senken am nördlichen Meeresrand. In der Lausitz werden diese terrestrischen Schüttungen als Spremberger Schichten bezeichnet.

Spremberger Schichten im Tontagebau Wiesa/Thonberg (2007)
Spremberger Schichten im Tontagebau Wiesa/Thonberg (2007)
Im Liegenden weißer Rohkaolin auf Granodioritzersatz (2007)
Im Liegenden weißer Rohkaolin auf Granodioritzersatz (2007)
Im Hangenden überwiegend mittelplastische Tone (2007)
Im Hangenden überwiegend mittelplastische Tone (2007)

Die oberoligozänen Tone sind meist hellbrennend, kaolinitisch und von mittlerer bis extrem hoher Bildsamkeit. Die Tone werden für die Herstellung von Fliesen, Fassadenplatten, Mauerziegeln, Klinkern und Schamotte eingesetzt.

Exemplarische Standorte im kontinentalen Mittel- bis Oberoligozän/Lausitz:

06905 Bad Schmiedeberg, 02894 Buchholz/Vierkirchen, 04821 Brandis, 04880 Dommitzsch, 02694 Großdubrau, 02906 Groß Saubernitz, 04617 Haselbach, 01917 Kamenz/Wiesa, 02923 Kodersdorf, 02694 Malschwitz/Guttau, 02906 Niesky, 04575 Schleehain, 04860 Torgau, 04808 Wurzen.

Oligozäne Illit-Kaolinit-Tone (Typ 25)

Die Illitisch-kaolinitischen Tone des Westerwaldes und des südlich angrenzenden Taunus sind in mehreren Zeitphasen vom Eozän bis Pliozän entstanden, wobei sich die meisten Vorkommen während des Oligozän gebildet haben. Wegen Betretungsverboten ist die stratigraphische Einstufung vieler Tongruben jedoch unklar. Ausgangsgesteine waren meistens devonische Tonschiefer.

Autochthone Verwitterungslagerstätten, wie bei Eisenbach im Taunus werden als Saprolithe bezeichnet. Der größte Teil der primären Vorkommen wurde jedoch erodiert und in kontinentalen Becken unter Süßwasserbedingungen abgelagert. Exemplarisch zu nennen sind hier die Tongruben bei Meudt und Moschheim sowie die Tone des Gießener Beckens. Maximale Tonmächtigkeiten dieser sedimentären Tone liegen bei 80 bis 100 m.

Multimineralische Saprolith-Sequenz in Eisenbach (mit frdl. Genehmigung)
Multimineralische Saprolith-Sequenz in Eisenbach (mit frdl. Genehmigung)
Illitisch-kaolinitischer Überlagerungston im Steinbruch Hahnstätten (2017)
Illitisch-kaolinitischer Überlagerungston im Steinbruch Hahnstätten (2017)
Einer der größten Abnehmer von Westerwälder Tonmischungen (2014)
Einer der größten Abnehmer von Westerwälder Tonmischungen (2014)

Im Westerwald fördern 13 Unternehmen aus 71 Gruben Tonrohstoffe mit ähnlicher Entstehung und ähnlichen Eigenschaften. Rotbrennende illitisch-kaolinitische Tone sind Zusatzstoffe, die meist in norddeutschen Klinker- und Dachziegelwerken eingesetzt werden. Aufgrund der überwiegenden Ablagerung im saustoffreichen Milieu tritt Pyrit vergleichsweise selten auf. Im Siebrückstand sind typischerweise Quarz, Gesteinsrelikte, Hämatit und/oder Goethit angereichert.

Exemplarische Standorte im kontinentalen Oligozän/Westerwald:

56412 Boden, 56412 Girod, 04617 Haselbach, 35745 Herborn, 56249 Herschbach, 01917 Kamenz/Wiesa, 56244 Leuterod, 35794 Mengerskirchen, 56414 Meudt, 56424 Mogendorf, 56424 Moschheim, 56412 Nentershausen, 56235 Ransbach-Baumbach, 56412 Ruppach-Goldhausen, 56414 Salz.

Miozän und Pliozän (vor 23,0 – 2,6 Millionen Jahren)

Im Miozän wurden gewaltige klastische Sedimentmassen abgelagert. Durch Aufstieg der Alpen vor allem die weitverbreiteten Sedimente der Oberen Süßwassermolasse im Voralpenland. Anfangs herrschte subtropisches Klima mit üppiger Vegetation und Kohlebildung. Erst am Ende des Pliozän setzte eine langsame aber stetige Abkühlung ein, die bis zu der letzten Eiszeit andauerte. Neben der Molasse stellen Braunkohlen-Tone der Niederlausitz und der Oberpfalz wichtige keramische Rohstoffe dar.

Marine Miozän-Tone (Typ 26)

Im Miozän transgredierte die Nordsee über Teile Nordwestdeutschlands. Insbesondere in der Reinbekstufe haben sich glimmerreiche Tone gebildet, die zur Herstellung von Mauerziegeln und Backsteinen eingesetzt wurden. Bis zu 50 m mächtige Glimmertone wurden im Raum Bocholt abgelagert. Die Tone sind tonmineralogisch uneinheitlich zusammengesetzt und unterliegen je nach Region großen qualitativen Schwankungen. Typisch sind hohe Anteile an Feinkorn und organischem Kohlenstoff. Aufgrund der problematischen Verarbeitung werden marine Miozän-Tone heute kaum noch in der Ziegelindustrie eingesetzt.

Paläogeographie im Miozän/Quelle: Meschede (2015)
Paläogeographie im Miozän/Quelle: Meschede (2015)

Standorte im marinen Unter-/Mittelmiozän:

27367 Ahausen, 21698 Harsefeld, 21266 Jesteburg, 27442 Gnarrenburg, 21394 Kirchgellersen, 29643 Neuenkirchen, 21255 Tostedt, 27239 Twistringen, 27383 Scheeßel, 27419 Sittensen, 27367 Sottrum, 29664 Walsrode.

Kontinentale Miozän-Tone (Typ 27)

Größere Bedeutung haben die kaolinitischen Braunkohlen-Tone, vor allem für die bayrische und ostdeutsche Ziegelindustrie. Sie wurden in flachen Becken und Rinnensystemen abgelagert. Wichtige Rohstoffe sind die älteren Miozäntone des Urnaabtals und der Hengersberger Bucht. Neben dem Einsatz für die Feuerfest- und Fliesenindustrie werden sie für Mauerziegel, Kaminrohre, Klinker, Klinkerriemchen und Dachziegel verwendet.

Historisches Dachziegelwerk bei Schwarzenfeld in der Oberpfalz (1924)
Historisches Dachziegelwerk bei Schwarzenfeld in der Oberpfalz (1924)
Anfänge der maschinellen Tonförderung in der Oberpfalz (um 1950)
Anfänge der maschinellen Tonförderung in der Oberpfalz (um 1950)
Die Keramiker-Familie Bauer aus dem Firmenprospekt (1979)
Die Keramiker-Familie Bauer aus dem Firmenprospekt (1979)

Neuaufschluss der Tongrube durch die Familien Bauer und Ruchti (2001)
Neuaufschluss der Tongrube durch die Familien Bauer und Ruchti (2001)
Gefördert wird eine 20 m mächtige Abfolge kaolinitischer Tone (2004)
Gefördert wird eine 20 m mächtige Abfolge kaolinitischer Tone (2004)
Selektive Tonförderung und Aussonderung störender Goethit-Knollen (2004)
Selektive Tonförderung und Aussonderung störender Goethit-Knollen (2004)

Durch Verwitterung und fluviatil-limnische Umlagerung devonischer Kaoline ist im unteren Miozän der hochplastische Witterschlicker Blauton entstanden. Untermiozäner Bitterfelder Spezialton wurde als Begleitrohstoff des ehemaligen Braunkohletagebaus Golpa Nord aufgehaldet. Die ehemals mehr als 10 Millionen Tonnen große Tonhalde ist heute weitgehend abgebaut.

Ein Tonpotenzial für den mitteldeutschen Raum findet sich in den höheren Miozäntonen der Niederlausitz, die vielerorts als Begleitrohstoffe der Braunkohle aufgehaldet wurden. Nach ihrer traditionellen Verwendung werden sie als Flaschentone bezeichnet. Heute überwiegt der Einsatz in der Ziegelindustrie bei der Tagebausanierung.

Bahnverladung von grobscholligem Flaschenton/Niederlausitz (2009)
Bahnverladung von grobscholligem Flaschenton/Niederlausitz (2009)
Die größte Tonhalde Brandenburgs im Tagebau Welzow (2009)
Die größte Tonhalde Brandenburgs im Tagebau Welzow (2009)
Tonförderung mit Schaufelradbagger im Tagebau Welzow (2009)
Tonförderung mit Schaufelradbagger im Tagebau Welzow (2009)

Miozäne Flaschentone sind durch pleistozäne Eisvorstöße häufig tektonisch verschuppt. Das kann die Gewinnung örtlich kompliziert machen. Sie weisen hohe Tonmineralanteile und ausgeprägt plastische Eigenschaften auf. Dominantes Tonmineral ist Kaolinit vor Illit und Smektit. Flaschentone haben eine hohe Feuerstandsfestigkeit, meist helle Brennfarben und werden bei der Herstellung von Klinkern und Steinzeugröhren eingesetzt. Beimengungen von Kohle können problematisch sein. Oftmals ist der Haldenaufbau sehr inhomogen und von schluffigen Bereichen durchzogen.

Exemplarische Standorte im kontinentalen Unter-/Mittelmiozän:

53347 Alfter/Witterschlick, 94327 Bogen, 06772 Gräfenhainichen/Golpa, 92421 Schwandorf/Klardorf, 04827 Machern, 93142 Ponholz, 92551 Schwarzenfeld/Stulln, 93158 Teublitz, 02699 Wetro.

Exemplarische Standorte im kontinentalen Obermiozän:

03205 Calau/Plieskendorf, 03246 Crinitz, 035753 Großräschen, 94469 Hengersberg, 01979 Lauchhammer, 03238 Lichterfeld, 01998 Klettwitz/Bergheide, 02943 Nochten, 03533 Plessa, 04943 Hohenleipisch, 03238 Sallgast, 03119 Welzow, 93197 Zeitlarn.

 

Obere Süßwassermolasse (Typ 28)

In der Endphase der Alpenentstehung bildete sich an der nördlichen Alpenfront eine große Vorlandsenke, in der insgesamt bis zu 4.000 Meter mächtige Molassesedimente zum Absatz kamen. Der jüngste, der insgesamt vier Molassekomplexe ist die Obere Süßwassermolasse, die im Mittleren bis Oberen Miozän sedimentiert wurde. Flüsse verfrachteten große Mengen an Erosionsmaterial aus den sich erhebenden Alpen in das Vorlandbecken. Im Beckeninneren kamen feinkörnige Sedimente wie Tone, Tonmergel und Mergel zum Absatz.

Verbreitung oligozäner bis miozäner Molassesedimente / Quelle: Meschede (2015)
Verbreitung oligozäner bis miozäner Molassesedimente / Quelle: Meschede (2015)

Die meist mittelplastischen Sedimente stellen für Hintermauerziegelwerke in Süddeutschland einen wichtigen Grundrohstoff mit niedriger Scherbenrohdichte dar. Typisch sind mittelhohe Tonmineralgehalte, die aus einer multimineralischen Tonmineralparagenese mit deutlichen Smektitgehalten resultieren. Charakteristisch ist ferner die Karbonatführung, die den Scherben leicht macht. Von Lagerstätte zu Lagerstätte können größere Variationen auftreten.

Exemplarische Standorte in der Oberen Süßwassermolasse:

87727 Babenhausen/Klosterbeuren, 86483 Balzhausen, 89287 Bellenberg, 84172 Buch am Erlbach, 85221 Dachau, 89335 Ichenhausen, 84048 Mainburg/Puttenhausen, 88512 Mengen, 86633 Neuburg an der Donau/Ried, 84564 Oberbergkirchen/Aubenham, 85104 Pförring, 84056 Rottenburg an der Laaber, 85395 Wolfersdorf.

Pliozäne Tone (Typ 29)

Pliozäne Tone sind fluviatil-limnische Bildungen mit punktueller Verbreitung und einer vergleichsweise geringen Bedeutung für die Ziegelindustrie. Weltberühmt sind die fossilen Fundstücke in der ehemaligen Ziegeleitongrube Willershausen in Südniedersachsen. Als Klimazeuge der Erdgeschichte dient unter anderem ein Waldelefant. Heute ist die Tongrube Geopark und Naturdenkmal.

Exemplarische Standorte im Pliozän:

41379 Brüggen/Bracht, 63512 Hainburg/Hainstadt, 37589 Kalefeld/Willershausen, 63533 Mainflingen, 37186 Moringen/Fredelsloh, 34590 Wabern.

Pleistozän (vor 2,6 Millionen Jahren – 11.500 Jahren)

Die Ablagerungen des Pleistozän sind durch zyklische Klimaschwankungen gekennzeichnet, die sich in langen Kaltzeiten und kurzen Warmzeiten wiederspiegeln. Das Klima hat maßgeblich die Sedimentation gesteuert, wobei die Ablagerungen in einer genetisch bedingten Reihenfolge auftreten. Die skandinavischen Gletscher sind als geschlossene Eisdecken bis weit in das deutsche Vorland vorgestoßen. Dabei haben sie Gebirge abgeschliffen und Trogtäler entstehen lassen.

Plangeschliffene Flutbasalte und Trogtäler bei Akureyri/Island (2017)
Plangeschliffene Flutbasalte und Trogtäler bei Akureyri/Island (2017)
Rezente Gletscher im Nordpolarmeer auf Jan Mayen/Norwegen (2017)
Rezente Gletscher im Nordpolarmeer auf Jan Mayen/Norwegen (2017)
Rezente Moräne bei Longyaerbyen auf Spitzbergen/Norwegen (2017)
Rezente Moräne bei Longyaerbyen auf Spitzbergen/Norwegen (2017)

Der Erosionsschutt der Gebirge ist mit dem Eis bis ins Flachland verfrachtet worden. In Norddeutschland blieb nach Abtauen des über 2.000 m mächtigen Inlandeises eine bis zu 100 m dicke Sedimentschicht aus Moränenmaterial zurück. In den Gebieten vor den Gletscherrändern wurden Sande und Beckentone abgelagert. In den Periglazialgebieten kam Löß zum Absatz.

Eisrandlagen im Pleistozän / Aus: Meschede (2015)
Eisrandlagen im Pleistozän / Aus: Meschede (2015)

Pleistozäner Lauenburger Ton (Typ 30)

Eines der wichtigsten pleistozänen Tonpotenziale stellt der Lauenburger Ton dar, der zum Ende der Elster-Kaltzeit in glazialen Becken und Rinnen abgelagert wurde. Es ist ein glazilimnisches Sediment, das sich beim Schmelzen der Gletscher in vorgelagerten Eisstauseen gebildet hat. Das Verbreitungsgebiet verläuft von Lauenburg an der Elbe in einem breiten, mehrfach unterbrochenem Band über Bremen bis nach Ostfriesland und zu den Niederlanden.

In der Mitte des 20. Jahrhunderts ist Lauenburger Ton von über 80 Ziegeleien abgegraben worden. Im Bereich glazialer Rinnen können Mächtigkeiten von bis zu 170 m erreicht werden. Vielerorts wurde der Lauenburger Ton durch spätere Eisvorstöße gestaucht oder mit älteren Tonen aus dem Tertiär verschuppt.

Es handelt sich um eine Abfolge von dunklen fetten Tonen, in die helle Bänder von Schluffen und Feinsanden eingeschaltet sein können. Vertikale und fazielle Übergänge zu schluffigen Beckensanden vermitteln zu glazifluviatilen Schmelzwassersedimenten. Die durchschnittlichen Ton-Mächtigkeiten betragen meist 30 - 40 m. Um eine konstante Qualität zu gewährleisten, muss der Rohstoff bei der Förderung vorhomogenisiert werden. Dabei hat sich das Abschieben mit Raupen oder Gradern/Erdhobeln bewährt.

Erkundung von Lauenburger Ton/Oldenburger Land (2019)
Erkundung von Lauenburger Ton/Oldenburger Land (2019)
Förderung von Lauenburger Ton/Oldenburger Land (2019)
Förderung von Lauenburger Ton/Oldenburger Land (2019)
Produktion von Handstrichziegeln/Oldenburger Land (2015)
Produktion von Handstrichziegeln/Oldenburger Land (2015)

Tonmineralgehalte über 60 MA % verleihen dem Lauenburger Ton eine ausgeprägte Plastizität, eine hohe Rohbruchfestigkeit und hohe Trockenschwindungen bis zu 10 %. Die Tonmineralparagenese wird von Illiten dominiert, gefolgt von innerkristallin quellfähigen Wechsellagerungsphasen und Smektiten. Typisch sind Quarzgehalte um die 25 MA %. Ferner Beimengungen an feinverteiltem Kalk unter 10 MA %. Organisch gebundener Kohlenstoff tritt mit Gehalten von bis zu 5 MA % auf und sorgt für eine starke Blähneigung im Brennprozess. Lauenburger Tone müssen stark abgemagert werden. Am besten mit regional verfügbaren Schiefertonen.

Besonders hochwertig ist die oberflächennahe Verwitterungsschicht, die auch als Bockhorner Ton bezeichnet wird und traditionell den Basisrohstoff für den Bockhorner Klinker darstellt. Der Ton ist weitgehend frei von Kalk und organischem Kohlenstoff. Durch Mobilisierung und Oxidation des Eisens ist der Ton gelbbraun gefärbt. Eisengehalte von über 7 MA % sorgen für ein beliebtes Brennfarbenspektrum, wobei sich im reduzierenden Brand auch blaue Brennfarben realisieren lassen. Die Verwitterungsschicht ist meistens weniger als 2,5 m mächtig und geht schlagartig in dunklen Ton über.

Exemplarische Standorte Lauenburger Ton-Komplex (Elster-Kaltzeit):

26160 Bad Zwischenahn/Ekern, 26160 Bad Zwischenahn/Querenstede, 26345 Bockhorn, 26345 Bockhorn/Grabstede, 28755 Bremen/Aumund, 28777 Bremen/Blumenthal, 27624 Drangstedt, 26188 Edewecht/Jeddeloh, 26188 Edewecht/Osterscheps, 49632 Essen/Bevern, 26197 Großenkneten/Huntlosen, 27628 Hagen, 27729 Hambergen, 27729 Holste/Hellingst, 27798 Hude/Kirchkimmen, 29585 Jelmstorf, 27308 Kirchlinteln, 28844 Kirchweyhe, 27628 Lehnstedt, 21335 Lüneburg/Rettmer, 26487 Neuschoo, 27711 Osterholz-Schambeck/Garlstedt, 28870 Ottersberg, 26180 Rastede, 49733 Rütenbrock, 27711 Scharmbeck, 26683 Scharrel/Saterland, 21371 Tosterglope/Ventschau, 26316 Varel/Bramloge, 26316 Varel/Borgstede, 27283 Verden/Eitze, 27374 Visselhövede, 26409 Wittmund, 26340 Zetel/Neuenburg, 26340 Zetel/Schweinebrück.

Pleistozäne Bändertone (Typ 31)

Bändertone sind meistens in Eisstauseen vor dem Gletscherrand abgelagert worden. Genetisch handelt es sich um die abfraktionierte Feinfraktion der Moränensedimente. Die typische Bänderung entsteht durch jahreszeitlich schwankende Sedimentzufuhr, wobei die hellen Lagen aus der Eisschmelze im Sommer stammen. Hier wird schluffig-feinsandiges Material sedimentiert. Die dunklen Tonlagen kommen im Winter zum Absatz. Die Sedimentfracht ist deutlich geringer als im Sommer und oft reich an organischen Bestandteilen. Diese werden beim Überfahren warmzeitlicher Sedimente wie Mudden, Torfen und Kohlearealen in den Gletscher aufgenommen.

Entstehung von Bänderton in Eisstauseen / Aus: Meschede (2015)
Entstehung von Bänderton in Eisstauseen / Aus: Meschede (2015)

Bändertone sind vor allem in Brandenburg verbreitet. Übergänge und Wechsellagerungen mit Beckenschluffen und feinkörnigen Sanden sind charakteristisch. Daneben finden sich Bändertone im niedersächsischen Flachland. Vor allem im Uelzener Becken, wo zahlreiche Ziegeleien Bändertone aus der Saale-Kaltzeit verarbeitet haben. Seltener sind Bändertone im Weserbergland. Bekannt sind ehemalige Ziegeleigruben bei Rinteln und Hameln. Da es während der Saale-Kaltzeit keine tiefen glazialen Rinnen gab, liegen die Mächtigkeiten der Tone meist unter 10 m.

Bändertone waren der Traditionsrohstoff zahlreicher Ziegeleien in Ostdeutschland. Heute werden Bändertone an zwei großen Ziegelstandorten in Brandenburg gefördert. Um Qualitätsschwankungen zu minimieren, empfiehlt sich das Abschieben mit Raupen oder Schürfkübelraupen. Infolge der Sandbänderung kann es zum Eintrag von oberflächennahem Schichtwasser in den Rohstoffkörper kommen. Erhöhte Grubenfeuchten müssen dann durch vorherige Tontrocknung oder durch Versatz mit trockenen Tonrohstoffen kompensiert werden.

Bändertongrube aus dem Saale-Komplex / Hoher Fläming (2011)
Bändertongrube aus dem Saale-Komplex / Hoher Fläming (2011)
Förderung mit Schürfkübelraupen und per Band / Hoher Fläming (2016)
Förderung mit Schürfkübelraupen und per Band / Hoher Fläming (2016)
Bänderton als Basis für Hintermauerziegel / Hoher Fläming (2016)
Bänderton als Basis für Hintermauerziegel / Hoher Fläming (2016)

Exemplarische Standorte Bändertone (überwiegend Saale-Kaltzeit):

31061 Alfeld, 16278 Angermünde/Welsow, 16259 Bad Freienwalde, 15234 Frankfurt/Rosengarten, 14542 Glindow, 31787 Hameln/Helpensen, 16909 Heiligengrabe/Papenbruch, 19357 Karstädt/Dargardt, 19357 Karstädt/Garlin, 19357 Karstädt/Streesow, 16247 Joachimstal, 01979 Lauchhammer, 23628 Lübeck, 21335 Lüneburg, 99955 Kutzleben/Lützensömmern, 14823 Niemegk, 03226 Ogrosen, 19333 Plattenburg/Burghagen, 19348 Reetz, 31737 Rinteln, 27711 Scharmbeck, Schleswig, 15859 Storkow, 17268 Templin/Herzfelde, 03253 Werenzhain, 03149 Wiesengrund/Trebendorf, 21423 Winsen/Luhe, 16792 Zehdenick/Burgwall, 16792 Zehdenick/Mildenberg, 15806 Zossen/Glienick.

Pleistozäne Geschiebemergel (Typ 32)

Saalezeitliche Geschiebemergel und entkalkte Lehme stellen ein Tonpotenzial dar, das früher von vielen Ziegelwerken genutzt wurde. Genetisch handelt es sich um den unsortierten Erosionsschutt des Gletschers, der beim Abschmelzen großflächig abgelagert wurde. Nach der Ablagerung erfährt die Moräne eine intensive Kornzerkleinerung durch physikalische Verwitterung, speziell durch Frostsprengung. Da beim Abschmelzen der Gletscher keine Sortierung nach Korngrößen erfolgt, reicht das Kornspektrum von tonigem Material über Sandkorn bis hin zu Blöcken/Findlingen. Typisch sind Ton-Sand-Gemische mit variablen Anteilen an Schluff und Feinkies.

Geschiebemergelhalde aus dem Saale-Komplex/Osternienburger Land (2016)
Geschiebemergelhalde aus dem Saale-Komplex/Osternienburger Land (2016)
Glazifluviatile Rinne im Geschiebemergel/Bernburg (2016)
Glazifluviatile Rinne im Geschiebemergel/Bernburg (2016)
Neuaufschluss Geschiebemergel aus dem Saale-Komplex/Paderborn (2018)
Neuaufschluss Geschiebemergel aus dem Saale-Komplex/Paderborn (2018)

Tonmineralgehalte von meistens unter 30 MA % verleihen dem Material in der Regel leicht plastische Eigenschaften. Dominate Tonmineralphasen sind Illite, Wechsellagerungsminerale und Smektite. Charakteristisch sind Gehalte von 50 – 70 MA % an freiem Quarz, die durch den hohen Sandgehalt verursacht werden. Höhere Kalkgehalte sorgen für gelbe Brennfarben und können problematisch werden, wenn der Gletscher Kalksteine aufgenommen hat. Geschiebemergel und Lehme können zum Abmagern eingesetzt werden.

Exemplarische Standorte Geschiebemergel (überwiegend Saale-Kaltzeit):

23623 Ahrensbök, 33178 Borchen/Alfen, 49661 Cloppenburg, 48653 Coesfeld, 27749 Delmenhorst, 27798 Hude/Kirchkimmen, 32609 Hüllhorst/Bröderhausen, 29640 Schneverdingen, 48703 Stadtlohn, 49196 Bad Laer (Feldhaus - externe Rohstoffe).

Pleistozäne Lößlehme (Typ 33)

Ständig wehende Eisfallwinde haben aus den vegetationsfreien Sanderflächen und Urstromtälern die Feinanteile ausgeblasen und sie in der weiteren Umgebung in Form von äolischem Löß wieder abgelagert. Fast alle Lößvorkommen sind durch Verwitterung und Entkalkung in Lößlehme umgewandelt worden. Durch fluviatile Umlagerung dieser Lößlehme sind als weitere Lößderivate Schwemmlöß und Flottsand entstanden. Lößderivate sind von der Mittelgebirgsschwelle bis zum Alpenvorland anzutreffen.

Besonders in Baden-Württemberg und Bayern werden Lößderivate für die Herstellung von Hintermauerziegeln und Dachziegeln genutzt. In Baden-Württemberg erfolgt der Abbau vor allem in der Region Rhein-Neckar-Odenwald sowie im Neckarbecken. In Bayern bilden Lößderivate die Rohstoffbasis vieler Ziegelwerke. Hauptgebiete sind Mainfranken, sowie die Schotterterrassen der Flüsse des Alpenvorlandes. Vorkommen finden sich auch im rheinhessischen Hügelland, in der Wetterau sowie in der niederhessischen Senke.

Petrographisch sind Lößlehme als tonige und schwach feinsandige Schluffe anzusprechen. Sie stehen oberflächennah an und sind meist ohne größere Abraumbewegungen zu gewinnen. Störendes Grobkorn fehlt meistens. Ausgenommen hiervon sind Lößkindel/Kalkkonkretionen, die in tieferen Schichten als Sekundärbildung auftreten können. Die Mächtigkeiten einzelner Vorkommen variieren naturgemäß stark. Typisch sind Mächtigkeiten bis 10 m. Lößlehme weisen leicht plastische bis mittel plastische Eigenschaften auf. Bei hohen Gehalten an freiem Quarz stellen Illit/Glimmer und quellfähige Wechsellagerungsminerale die dominanten Tonminerale dar.

Exemplarische Standorte Lößderivate (überwiegend Weichsel-Kaltzeit):

06449 Aschersleben/Königsaue, 64625 Bensheim, 31162 Breinum, 09116 Chemnitz/Rottluff, 99831 Creuzburg, 08451 Crimmitschau, 84405 Dorfen, 65931 Frankfurt/Zeilsheim, 94081 Fürstenzell, 07548 Gera/Debschwitz, 99100 Gierstedt/Kleinfahner, 99867 Gotha, 99820 Großenbehringen, 99991 Großengottern, 64646 Heppenheim, 99991 Heroldishausen, 65239 Hochheim, 89335 Ichenhausen/Autenried, 07768 Kahla, 86405 Langenreichen, 06636 Laucha, 84163 Marklkofen, 036924 Mihla, 99998 Mühlhausen/Höngeda, 84088 Neufahrn, 99734 Nordhausen, 64372 Ober-Ramstadt, 32609 Oberbauerschaft, 34281 Obervorschütz, 98553 Rappelsdorf, 06729 Reuden, 86830 Schwabmünchen, 94374 Schwarzach, 94315 Straubing, 99958 Tonna/Burgtonna, 07570 Weida, 71364 Winnenden, 07937 Zeulenroda.

 

Holozän (vor 11.600 Jahren - Heute)

Das Holozän begann vor 11.600 Jahren mit einer abrupten Erwärmung der Erdatmosphäre. Der Meeresspiegel stieg dramatisch an, denn durch das finale Abschmelzen der nordischen Eismassen wurden gewaltige Wassermengen in die Ozeane freigegeben. Während des Höhepunktes der letzten Eiszeit lag der globale Meeresspiegel gut 100 m tiefer als heute. Das Ostseebecken lag trocken. Die Küstenlinie der Nordsee war um mehrere 100 km nach Norden verschoben. Und noch vor 9.000 Jahren waren die Britischen Inseln über das von Menschen bewohnte Doggerland mit dem europäischen Festland verbunden.

Holozäne Auelehme (Typ 34)

Als episodische Hochflutsedimente finden Auelehme vor allem in den Niederungen größerer Flüsse Verbreitung. Besonders in den Flussniederungen von Elbe, Havel, Rhein, Saale und Weser sind größere Potenziale zu finden. Auelehme stellten traditionell die Rohstoffbasis zahlreicher Ziegelwerke dar. Um 1930 existierten allein im Elbtal über 170 Ziegeleien. Während heute in Deutschland kein Auelehm mehr verziegelt wird, stellt er in vielen anderen Länder die ausschließliche Rohstoffbasis der Ziegeleien dar.

Formgebung und Trocknung bei Palod am Kim River/Indien (2011)
Formgebung und Trocknung bei Palod am Kim River/Indien (2011)
Traditioneller Ringofen in der Ziegelei Palod/Indien (2011)
Traditioneller Ringofen in der Ziegelei Palod/Indien (2011)
Auelehmgrube bei Banda Aceh auf Sumatra/Indonesien (2006)
Auelehmgrube bei Banda Aceh auf Sumatra/Indonesien (2006)

Auelehme sind stark tonige Schluffe, mit wechselnden Gehalten an Feinsand und Kalk. Selten auch schluffige Tone mit Tonmineralgehalten von bis zu 70 MA %. Starke Schwankungen in der Korngrößenverteilung und in den keramtechnologischen Kennwerten sind typisch. Haupttonmineral ist Illit/Glimmer gefolgt von Chlorit und Mixed-Layer-Mineralen. Aufgrund der innerkristallin expansiven Tonminerale sind Auelehme trocknungsempfindlich. Zudem haben fast alle Vorkommen Grundwasserzutritt, was die Grubenfeuchte nachteilig beeinflusst.

Exemplarische Standorte Auelehme (Holozän):

31855 Aerzen, 39179 Barleben, 46446 Emmerich, 31626 Hasbergen/Weser, 39524 Hohengöhren, 21782 Ilienworth/Bülkau, 21423 Laßrönne/Winsen, 21762 Otterndorf, 39317 Parey, 01587 Riesa, 31592 Stolzenau,  39249 Tornitz, 04523 Weideroda, 31595 Wellie, 28844 Weyhe.

Holozäne Marschtone (Typ 35)

Die geologisch jüngsten Ziegelrohstoffe sind Marschtone, die auch als Marschenklei oder Klei bezeichnet werden. Es handelt sich um entwässerte Wattschlicke. Marschtone treten vor allem an der Westküste von Schleswig-Holstein und in der Marsch zwischen Ems, Weser und Elbe auf. Im Bereich der Küsten und Flussmündungen/Ästuare können sie größere Verbreitung aufweisen. Allerdings bei nur geringen Mächtigkeiten von rund 2 m.

Marschtone sind feinkörnige Sedimente mit Korngrößenmaxima im Schluffkornbereich. Dominantes Tonmineral ist Illit/Glimmer. Nennenswerte Gehalte an Smektit sorgen für eine gute Bildsamkeit, aber auch für hohe Trockenempfindlichkeit. Anteile an feinkörnigem Quarz verleihen dem Material eine ausreichende Standfestigkeit, können aber auch eine hohe Kühlrissempfindlichkeit zur Folge haben. Marschtone werden nur noch von zwei Werken für die Verblender- und Klinkerproduktion verwendet.

Exemplarische Standorte Marschtone (Holozän):

27367 Ahausen, 26789 Bingum, 26844 Ditzum, 21706 Drochtersen-I (Horwege), 21706 Drochtersen-II (Rusch), 26931 Elsfleth, 21729 Freiburg/Elbe, 25348 Glückstadt, 21729 25557 Hademarschen, 27798 Hude/Langenberg, 21782, 26844 Jemgum I + II (Reins), 28844 Kirchweyhe, 26736 Pilsum, 01587 Riesa, 26802 Tergast, 21737 Wischhafen.