Tonstein

Tonsteine sind überwiegend aus Tonmineralen bestehende Sedimentgesteine. Weitere Gemengteile sind Quarz, Feldspat und Karbonate. Als Tonminerale bezeichnet man dabei Minerale mit einer sehr geringen Korngröße von weniger als 0,002 mm, aber auch Schichtsilikate. Typische Tonminerale sind etwa Montmorillonit, Smectit oder Illit.

Da es sich bei Tonsteinen um ein klastisches Sedimentgestein handelt, werden sie wegen der geringen Korngrößen üblicherweise den Peliten (pelitisches Gestein) zugeordnet.

Sonderformen mit eigenen Bezeichnungen

Unter den Tonsteinen gibt es daneben eine Reihe von Sonderformen, die jeweils eigene Bezeichnungen tragen. Dazu gehören etwa stark bituminöse Tonsteine, die als „Ölschiefer“ bezeichnet werden. Lassen sich Tonsteine an ihren Schichtflächen leicht spalten, werden sie als „Schieferton“ bezeichnet.

Metamorphe (umgewandelte) Tonsteine, die meist ein dünnblättrig spaltender Tonstein sind, werden als Tonschiefer bezeichnet. Die Umwandlung (Metamorphose) erfolgt dabei aufgrund von hohen Drücken und Temperaturen. Bei diesen Gesteinen kann es durchaus vorkommen, dass die Spaltflächen nicht parallel zur Schichtung des Gesteins verlaufen.

Farben und Eigenschaften von Tonsteinen

Die Färbung von Tonsteinen kann sehr unterschiedlich aussehen – möglich sind sowohl helle als auch dunkle Grautöne, als auch schwarze, rote oder grüne Färbungen. Die Farbe eines Tonsteins hängt immer von den jeweiligen Beimengungen ab – Limonit, Hämatit und Chlorit oder Glaukonit führen zu jeweils unterschiedlichen Färbungen. Ein mehrfarbig streifiges Aussehen ist möglich.

Auch organische Kohlenstoffverbindungen (Bitumen, Kohle) können in Tonsteinen enthalten sein. Quarz, Feldspat und Carbonate sind als zusätzlich vorhandene Gemengeteile ebenfalls möglich.

Tonstein ist im Allgemeinen sehr feinkörnig und dicht und meist von einem homogenen Gefüge. Die meisten Tonsteine sind dabei sehr weich, viele können in Wasser quellen und dann zerbröckeln. Fast alle Tonstein zeigen eine deutlich Schichtung.

Entstehungsweg

Tonminerale entstehen einerseits durch die Verwitterung von anderen Mineralien oder auch durch die Verwitterung von Gläsern. Sie können sich aber auch neu bilden, etwa wenn sie aus übersättigten Lösungen ausgefällt werden. Im Lauf der Gesteinsbildung (Diagenese) ordnen sich die Kristallstrukturen dann immer wieder neu, in der geologischen Fachsprache wird dabei von einer zunehmenden „Reifung“ des Sediments gesprochen.

Beim Transport von mineralischen Schichten werden die meist deutlich feinkörnigeren Tonminerale dabei von den anderen, grobkörnigeren Bestandteilen getrennt abgelagert. So entsteht eine Ausgangsschicht für die Bildung von feinkörnigem Tonstein mit Bestandteilen von sehr geringer Korngröße. Klastische Ablagerungen, die eine Korngröße zwischen Ton (0,002 mm) und Feinsand (0,063 mm) aufweisen, werden dagegen „Schluff“ oder „Silt“ genannt, aus ihnen entstehen dementsprechend sogenannte „Schluffsteine“ oder „Siltsteine“.

Vorkommen und Verwendung

Tonstein ist ein sehr häufig vorkommendes Sedimentgestein, dass sich an zahlreichen Orten weltweit finden lässt. Weit mehr als die Hälfte aller Sedimentgesteine sind Tonsteine. Auch in Deutschland gibt es eine Vielzahl von Lagerstätten, sehr bekannte Abbauorte liegen etwa in Schwaben und Baden Württemberg (Holzmaden, Ohmden), in Sachsen (Niederschöna) oder in Hessen (Messel).

Tonsteine, die aus quellfähigen Tonmineralien wie Montmorillonit bestehen, wird in der Ziegel-Industrie und in der keramischen Industrie bevorzugt verwendet. In sehr geringem Umfang werden einzelne (festere) Sorten auch zur Herstellung von Wandbelägen oder Bodenbelägen verwendet.

Umfangreichere Verwendung finden Sie jedoch als wichtiges Ausgangsmaterial, neben der Ziegel- und Keramikherstellung auch in der Baustoffindustrie (z. B. Blähton als Dämmmaterial oder in der Zementherstellung gemeinsam mit Kalk). Als Füllstoffe oder Farbstoffe sowie als Bohr-Schleifmittel wird Tonstein ebenfalls verwendet.

Als Schichtenfolge in Buntsandstein-Formationen sowie als Barriereschicht zwischen sogenannten Aquiferen (Gesteinsschichten mit Hohlräumen, die sich als Leiter für Grundwasser eignen) haben Tonsteine auch eine wichtige Bedeutung in der Geologie und der Geothermie.

Fazit

Als eines der am häufigsten vorkommenden Sedimentgesteine ist Tonstein überraschend wenig bekannt. Er ist dabei aber nicht nur ein wichtiges Ausgangsmaterial für die Keramik-Industrie, sondern auch für die Baustoffindustrie, etwa im Bereich der Zementherstellung oder als Ausgangsmaterial für den sogenannten Blähton.

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