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Schiefer

Schiefer (Tonschiefer)
Schiefer (Tonschiefer)

Dach-Schiefer aus einem Schieferbruch in der Eifel.

Jonathan4705


Die Mehrdeutigkeit des Begriffs "Schiefer"

Polysem (von griechisch πολύς ‚viel‘ oder ‚mehrere‘ und σῆμα ‚Zeichen‘) bezeichnet ein Wort, welches – ähnlich wie die Mehrdeutigkeit – für verschiedene Begriffe (Bedeutungsinhalte) steht. Die Eigenschaft eines solchen Wortes oder Zeichens heißt Polysemie. Polysemie kann zu Missverständnissen und Fehlschlüssen führen. Dort, wo es auf die genaue Bedeutung ankommt, sollte die Verwendung von Polysemen vermieden werden.

Der Begriff "Schiefer" ist ein Polysem, welcher seit grauer Vorzeit (althochdeutsch scivaro (Holz-, Steinsplitter); mittelhochdeutsch schiver(e) (Stein-, Holzsplitter); mittelniederdeutsch schiver (Schiefer, Schindel) bis heute nicht scharf definiert und differenziert wurde. Allgemein und bergmännisch werden als Schiefer deutlich parallel angeordnete, in dünnen, ebenen Platten spaltbare Gesteine bezeichnet. Unter diesen Sammelbegriff fallen jedoch auch Tonschiefer, Schieferton, Tonstein, kristalline Schiefer, echte und unechte, kristalline und metamorphe Schiefer und viele, viele synonyme Schiefer-Wortgebilde und lokale Bezeichnungen- was nicht zu einer eindeutigen Definition beiträgt.

Nicht anders war (und ist) die Verwirrung in England, wo die Begriffe slate, shale und shist nicht deutlich getrennt wurden; im untertage Kohlebergbau hieß shale auch häufig slate. In Spanien heißt der für Dächer und Tafeln verwendete Schiefer pizarra, petrologisch aber equisto bzw. arcilla equistosa; im französischen heißen wissenschaftlich alle Schiefer schiste, aber der im Steinbruch gebrochene Schiefer ist ardoise und argilite ist Schieferton.

Schiefer ist ein Sammelbegriff für unterschiedliche Gesteine, welche sedimentär (tektonisch undeformiert oder deformiert) oder aus dem Übergangsbereich von der Diagenese zur Metamorphose oder metamorph entstanden sind; d.h. Gesteine, welche in ihrer Gesamtheit weder als sedimentäre noch als metamorphe Gesteine klassifiziert werden können. Die Zugehörigkeit zur Gruppe der Sedimentite oder Metamorphite wird 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.

In der wissenschaftlichen Literatur wird der Begriff Schiefer ohne weitere Zusätze nicht mehr als Gesteinsname verwendet.

Strukturgeologisch bezeichnet Schiefer eine Textur, die in einem anisotropen Spannungszustand durch orientiertes Wachstum von Schichtsilikaten entstanden ist. Schiefer können nach der Korngrösse der orientiert gewachsenen Schichtsilikate unterschieden werden in: Tonschiefer (sehr feinkörnig bis submikroskopisch), Phyllite (Schichtsilikate bloßem Auge nicht auflösbar) und Glimmerschiefer (aus Lagen von Glimmern, meist Muskovit und/oder Biotit, bestehend, die sich mit blossem Auge auflösen lassen).


Schieferung

Das gemeinsames Merkmal aller Schiefer ist die ausgezeichnete Spaltbarkeit entlang paralleler Flächen.

Als Schieferung (> Gefüge) bezeichnet man engständige, ebene, parallele, durch gerichteten Druck erzeugte Trennflächen im Gestein. Schieferungsflächen stehen stets senkrecht zur Druckrichtung. Liegen Schicht- und Schieferungsflächen parallel zueinander, wird das Gestein als Dachschiefer bezeichnet. Varianten sind Griffelschiefer (zwei sich schneidende Schieferebenen) und versch. stenglig brechende Gesteine. Die Schieferungsflächen bituminöser Tonschiefer sind hydrophob (wasserabweisend). Die maximale Biegezugfestigkeit wird bei senkrecht zu den Schieferungsflächen einwirkender Drucklast gemessen.



Synonyme

Griffelschiefer

Gesteine, die von mehreren Schieferungsvorgängen betroffen sind; bzw. Variante von Tonschiefer (zwei sich schneidende Schieferebenen) .

Halbschiefer

schwach metamorphisierte, feinkörnige Grauwacken

Kalkschiefer

Schieferig ausgebildeter Kalkstein verschiedenen Alters

Kieselschiefer

Synonym für Lydit, bzw. Kieselgesteine die aus den Kieselskeletten einzelliger mariner Mikroorganismen (Radiolarien) entstanden sind.

Kristallschiefer

Durch Metamorphose entstandene Schiefer, e.g. metamorphe Schiefer

Lias-Schiefer

Dunkle Schiefer aus dem Unteren (schwarzen) Jura (Süddeutschland, vor ca. 195 Ma); der Begriff Lias wurde ersetzt.

Lithographenschiefer

plattiger Kalkstein aus dem Oberen Jura (Solnhofen), welcher aufgrund seines gleichmässigen Gefüges und seiner Feinkörnigkeit in der Lithographie verwendet wird

Posidonienschiefer

Der Begriff „Posidonienschiefer“ ist irreführend, da das Gestein kein Schiefer, sondern ein bituminöser Plattenkalk ist. Die scheinbare Schieferung ist eine sehr fein laminierte Schichtung des Sediments. Der andere Namensteil des Gesteins geht auf eine häufig darin vorkommenden Muschelart aus der Familie Posidoniidae, zurück, die zu der Zeit, als das Gestein benannt wurde, den Namen Posidonia bronni trug. Später wurde sie mit einer anderen Art zusammengefasst (synonymisiert) und einer anderen Gattung zugewiesen und trägt daher heute den Namen Bositra buchii. Der Gattungsname Posidonia wird nunmehr nur noch für Posidoniiden aus deutlich älteren Schichten des Karbons genutzt. Daher werden ähnlich aussehende Gesteine dieses Alters ebenfalls als Posidonienschiefer bezeichnet. Das Gestein ist für seine außergewöhnlich gute Fossilerhaltung bekannt.

Tonglimmerschiefer

Synonym für Phyllit

Urton-Schiefer

Synonym für Phyllit

Vitriolschiefer

Synonym für Alaunschiefer

Weißschiefer

Ein selten auftretendes metamorphes Gestein. Sein charakteristisches Merkmal ist eine Mineralvergesellschaftung (Paragenese) von Talk und Disthen. Diese Paragenese ist unter hochdruckamphibolitfaziellen und eklogitfaziellen Metamorphosebedingungen stabil, d. h. bei Drücken oberhalb von ca. 1 GPa (entspricht einer Tiefe von mehr als ca. 30 km unter der Erdoberfläche) und Temperaturen von ca. 550 bis 850 °C. Solche Bedingungen sind in der Natur unter niedrigen geothermischen Gradienten verwirklicht, z. B. im Bereich von Subduktions- bzw. Kollisionszonen.


Schiefer als stratigraphische Einheiten

Burgess-Schiefer

Bezeichnung für eine der weltweit bedeutendsten Fossillagerstätten am Burgess-Pass im Yoho-Nationalpark in den kanadischen Rocky Mountains. Das fossilhaltige Gestein ist ein schwach kalkhaltiger dunkler Tonstein

Dogger-Schiefer

Schiefer aus dem Mittleren (braunen) Jura (England, vor ca. 170 Ma)

Maotienshan-Schiefer

Bezeichnung für einen geologischer Schichtenverband von Schiefertonen aus dem unteren Kambrium Yunnans in China.

Soom-Schiefer

Bezeichnung für eine der wenigen Fossillagerstätten des Ordovizium in der westlichen Kapregion von Südafrika. Berühmt ist der Soom-Schiefer jedoch für seine außergewöhnliche Erhaltung von Conodonten.



Schiefer aus der Gruppe der undeformierten Sedimentgesteine

Tektonisch unbeanspruchte, sehr feinkörnige Sedimentgesteine (engl.: shale) mit hohen Anteilen an Tonmineralen erhielten bis weit ins 20. Jahrhundert die Bezeichnung „Schiefer“, wenn sie in dünne Platten aufspalten. Der korrekte Name ist heute Tonstein, nur für den an organischem Material reichen Ölschiefer wird der alte Name noch verwendet.Daneben gibt es noch stratigrafische Bezeichnungen, die den Begriff -schiefer enthalten und eine regional verbreitete Gesteinsablagerung eines bestimmten Alters bezeichnen. Hierzu gehören beispielsweise der Fischschiefer im Aptium Nordwestdeutschlands und der Posidonienschiefer aus dem Toarcium der Schwäbischen Alb.

Schieferton

Als Schieferton bezeichnet man einen diagenetisch verfestigten Tonstein (Ton, Schluff), dessen Tonminerale gleichgerichtet abgelagert sind, wobei ein schieferähnliches Parallelgefüge, jedoch keine Schieferung entsteht. Die Definition von Tonschiefer ist nicht einheitlich. Schiefertone bestehen wesentlich aus Tonmineralen; Beimengungen in kleineren Anteilen können auch Quarz und Glimmer sein. Häufig sind auch Eisensulfide enthalten. Die Farbe von Schiefertonen ist schwarz, grau, rot dunkelgrün oder dunkelblau; keine Mineralkörner erkennbar; sie sind glatt, fein geschichtet und brechen in dünnen Platten oder Lamellen. Feuchte Schiefertone weisen im Gegensatz zu Tonschiefern einen typisch tonigen Geruch auf. Ein ölhaltiger (bituminöser, kohliger) Schieferton aus Thelots, Saone-et-Loire, Frankreich wird als Naphtolith bezeichnet.

Schiefertone findet man weltweit in allen Sedimentationslagen, z.B. auch in vielen deutschen Mittelgebirgen (Harz, Taunus, Hunsrück, Westerwald, Eifel und Sauerland) sowie an der Nordabdachung der Alpen

Schieferton
Schieferton

Schieferton aus der Toscana, Italien

Davide


Kupferschiefer

Kupferschiefer ist ein ton- und kalkhaltiger, durch organische Substanz geschwärzter Schieferton, der in feiner Verteilung verschiedene sulfidische Cu-Minerale sowie (u.a.) Silber, Zink und Blei sowie Nickel, Kobalt, Molybdän, Palladium, Selen, Tellur, Gold und Uran enthält. Die Kupferkonzentrationen sind jedoch jedoch nur in wenigen Gebieten abbauwürdig. Manche Erze waren und sind auch auf Grund ihrer Stoffeigenschaften ohne wirtschaftliches Interesse.

Seinen Namen hat der Kupferschiefer von der Gewinnung von Kupfer (und anderen Metallen), die als Sulfide fein verteilt im Gestein vorhanden sind („Erzspeise“), seltener als dünne Bänder (sogen. Erzlineale) oder bohnenförmige Einschlüsse vorkommen. An einigen Verwerfungen finden sich sekundäre Anreicherungen von Erzmineralien („Rückenvererzung“).

Kupferschiefer
Kupferschiefer

Dieser Anschliff aus der Mansfelder Kupferschiefer-Lagerstätte zeigt ein schichtgebundenes Kupfererzlineal, welches aus Bornit besteht. Größe der angeschliffenen Fläche ca. 25 x 80 mm.

Ion Tichy

Entstehung und Lagerstätten

Die Entstehung des Kupferschiefers begann vor etwa 260 Millionen Jahren in der Wuchiaping-Stufe des Oberen Perm (das auch Lopingium genannt wird), dem letzten Abschnitt des Erdaltertums (Paläozoikum), als von Norden das so genannte Zechsteinmeer (1) in das Gebiet des heutigen Mansfelder Landes vordrang. Das Zechsteinmeer wurde im Laufe der Zeit mehrfach vom Weltmeer abgetrennt. Bei den damals vorherrschenden Klimaverhältnissen kam es zur Eindampfung des Wassers, verbunden mit einer Ablagerung von tonigen und sandigen Sedimenten über den auf dem Meeresboden vorhandenen Faulschlamm.

Kupferschiefer bildete sich am Meeresboden aus Faulschlamm (Sapropel) bei Sauerstoffmangel. Solche Bedingungen können auftreten, wenn Wasserschichten wenig durchmischt werden, beispielsweise in erdgeschichtlichen Epochen mit ruhigem, ausgeglichenem Klima ohne große Temperaturdifferenzen. Der Sauerstoffmangel führte einerseits zum unvollständigen Zersetzen toter Organismen und deren Inkohlung im schlammigen Ton des Meeresbodens. Außerdem bewirkt Sauerstoffmangel die bakterielle Reduktion von Sulfat zu Schwefelwasserstoff (H2S) und damit das Ausfällen von im Meerwasser gelösten Schwermetallen und deren Einlagerung als Sulfide, zum Beispiel Pyrit (FeS2) und Chalcopyrit (FeCuS2). Der Kupferschiefer bildet sich aus den schichtigen, schiefrigen Tonlagen durch schwache Regionalmetamorphose bei geringem Druck über lange Zeiträume.

Zechsteinmeer im Perm
Zechsteinmeer im Perm

Ausdehnung des Zechsteinmeeres;
vor ca. 250 Mio Jahren im Oberen Perm.

San Jose Drdoht at de wikipedia

Trotz seines Namens ist Kupferschiefer jedoch ein sedimentäres und kein metamorphes Gestein; d.h., ein Gestein im Übergangsbereich vom Schieferton zum Tonschiefer und nur geringfügig metamorph geprägt. Seine Spaltflächen sind die Sedimentschichtflächen. Man spricht nur deshalb auch in diesem Fall von Schiefer, weil Kupferschiefer die für Schiefer typische gute Spaltbarkeit aufweist.

Kupferschiefer bildete sich nur im tieferen Teil des Meeresbeckens in ganz Europa, dessen Bodenwasser sauerstofffrei war. Dies erklärt den Schwefelgehalt sowie die gute Erhaltung der darin erhaltenen Fossilien. Das Material wurde bei der Verfestigung nur leicht komprimiert, weshalb sich die einzelnen Schichten eines Kupferschieferblocks gut in dünne Scheiben teilen lassen. Als Herkunft der Metalle ist sowohl eine hydrothermale Genese als auch die Einschwemmung aus dem Abtragungsschutt des Variszischen Gebirges des Rotliegenden belegt. Der Kupferschiefer ist infolge seiner Feinkörnigkeit und seines Gehaltes an Tonmineralen ein weitgehend wasserundurchlässiges Gestein und stellte somit einen natürlichen Stauhorizont für aufsteigende metallreiche Tiefenwässer dar. Gleichzeitig bedingte der hohe Gehalt an organischer Substanz im Kupferschiefer ein lokal reduzierendes Milieu, wodurch die Fixierung von Wertmetallen, vor allem als Sulfide, stark begünstigt wurde.

Das Kupferschiefer-Flöz ist in Mitteldeutschland weit verbreitet. Abbau gab es seit dem Mittelalter unter anderem im Mansfelder Land (Abbau bei Hettstedt, Mansfeld, Helbra, Eisleben, Niederröblingen, Sangerhausen bis 1990), am Süd- und Westharzrand (Neumansfeld nahe Seesen), im Richelsdorfer Gebirge (bei Sontra), an der mittleren Saale (Rothenburg) und bei Bieber im Spessart (dort aus gleich alten „Kupferletten“). In der brandenburgischen Niederlausitz (Spremberg, Graustein, Schleife) gibt es Bestrebungen, im zweiten Anlauf nach der DDR die Lgst. zu erschließen; bis zu einem evtl. Abbau werden wohl noch einige Jahre verstreichen. Angrenzend an dieses Vorkommen wurden auch in Polen in den vergangenen Jahren Erkundungsbohrungen im Raum Weißwasser niedergebracht. (Pers. Mttlg. F. Sauer). Ein weiteres polnisches Vorkommen, welches bis in die 50er Jahre abgebaut wurde, befindet sich in Niederschlesien (Schächte Konrad und Lena) im Katzbachgebirge (Nowy Kosciol/Neukirch und Slotoria/Goldberg). Geologisch ähnliche Vorkommen in Niederschlesien sind Lagerstätten im Gebiet Sieroszowice - Lubin - Glogów, wo der Kupfererzabbau seit Jahren betrieben wird.

(Anmerkung: (1) Der Begriff „Zechstein“ wird nur in Europa verwendet. Das Zechsteinmeer reichte dabei von Nordostengland über Belgien und Teile von Dänemark, Deutschland über Polen bis nach Litauen)

Kupferschiefer
Kupferschiefer

Zechstein-Diskordanz und unterste Schichten des Zechsteins -untere Werra-Formation, tieferes Oberperm)-einschließlich des Kupferschiefers -bräunlich verwittert-, aufgeschlossen auf der oberen Sohle...

Gretarsson


Ölschiefer

Als Ölschiefer werden dunkelgraue bis schwarze, tonig und mergelige Schiefertone bezeichnet, die Bitumen, Kerogene und/oder schwerflüchtige Öle enthalten, aus welchen durch Erhitzen auf 340 bis 530 °C und anschließender Kondensation Schwelöl gewonnen werden kann. Bei Ölschiefer handelt sich nicht um Schiefer im petrographischen Sinne, sondern um geschichtete, aber nicht geschieferte Sedimentgesteine. Die Kerogene bilden sich unter Sauerstoffabschluss aus abgestorbenem Plankton, Meerwasser- und Süßwasseralgen sowie Bakterien. Bei chromatographischen Untersuchungen lassen sich Aminosäuren und Chlorophyll-Abbauprodukte feststellen. Unter bestimmten geologischen Bedingungen können sich aus Ölschiefern im Laufe der Erdgeschichte durch zunehmende Überlagerung und Temperaturerhöhung Erdölmuttergesteine bilden. Die meisten Ölschiefer entstanden während des mittleren Kambriums, den frühen und mittleren Ordovicium, spätem Devon und spätem Jura sowie in paläozenen Zeiträumen aus Kleinstlebewesen (Algen, Plankton und Bakterien), die ursprünglich in Seen, Sümpfen, Süß- und Salzwasserseen sowie in flachmarinen, subtidalen Bereichen abgelagert wurden, wenn diese nach dem Absterben auf einen schlecht durchlüfteten, sauerstoffarmen See- oder Meeresboden sinken.

Im Gegensatz zum Erdöl wurden beim Ölschiefer noch nicht alle Stufen des Bitumenbildungsprozess durchlaufen und das Gestein wird daher als unreifes Erdölmuttergestein bezeichnet.

Die größten Ölschiefer-Lagerstätten finden sich in den Resten großer Seen wie z.Bsp. der Green River Formation in Wyoming und Utah, USA. Ein in Deutschland bekanntes Beispiel für stark kohlenstoffhaltige Sedimente ist der Ölschiefer aus dem Schwarzen Jura (früher Lias Epsilon), der in Süddeutschland des öfteren an der Oberfläche ansteht und auch im Nordseebereich wichtiges Erdölmuttergestein ist.

Weltweit gibt es in 40 Ländern eine große Anzahl von Ölschiefer-Lagerstätten aus verschiedenen Erdzeitaltern. Die deutsche Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) schätzt die Menge der weltweiten Ölschiefer-Ressourcen aktuell auf 97 Gigatonnen (Datenstand: Ende 2011), wobei festgestellt werden muss, dass die Abschätzung der Ressourcen seit 2009 (119 GT) mehrfach (2011: 112 GT) nach unten korrigiert werden musste. Eine Abschätzung des förderbaren Ressourcen ist aufgrund der fehlenden und vagen Datenlage sowie der unterschiedlichen Energiegehalte der einzelnen Vorkommen in vielen Ländern nach Angaben der BGR und des USGS nicht möglich. Die größten Vorkommen befinden sich in den USA (73 %), gefolgt von Russland (10 %) und Brasilien, Italien und der Republik Kongo (zusammen 9 %). Das größte Vorkommen befindet sich im Gebiet der Green River Formation in den USA.

In Deutschland wurde Ölschiefer in den letzten Jahren des Zweiten Weltkrieges in einem größeren Umfang abgebaut. Gegenwärtig wird Ölschiefer lediglich bei Dormettingen in Baden-Württemberg von einem Zementwerk gewonnen und vor Ort zur Stromerzeugung verwendet. Nach Angaben der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) ist die energetische Nutzung nur deshalb wirtschaftlich, weil der gebrannte Ölschiefer als Ausgangsprodukt für spezieller Portlandzemente verwendet wird.

Im südöstlichen Niedersachsen im Bereich von Schandelah nahe Braunschweig gibt es ein Vorkommen von ca. 2 Mrd. Tonnen bei einem Ölgehalt von weniger als 10 %. Auch dieses Vorkommen erschließt Sedimentgesteine des Lias.

Im südlichen Emsland in der Region um Salzbergen findet man Ölschiefer. Dieser war Anlass, 1860 die Raffinerie Salzbergen zu gründen. Die Ölschieferverarbeitung wurde jedoch 1861 aufgegeben. Als spätere Erdölraffinerie und heutige Schmierstoffraffinerie existiert sie noch.

Die Grube Messel ist ein Beispiel eines Ölschiefervorkommens mit einem bedeutenden Fossilienvorkommen. Anders als die nachfolgenden Beispiele fand die Bildung hier in einem Maarsee statt, also unter Süßwasserbedingungen. Die Fossilien dieser Fossillagerstätte gehören in die Zeit des Eozäns.

Die größten europäischen Vorkommen befinden sich in Russland. Hier wurden im Olenjok (Sacha)-Becken, im Baltischen Ölschiefer-Becken bei St. Petersburg, im Wolga-Becken und im Wytschegodski-Becken Ölschiefer abgebaut und bis 2005 nach Estland zum Verstromen exportiert.

In Estland befindet sich bei Narva sowie bei Kohtla-Järve das bedeutendste Vorkommen von Kukersit. Kukersit, benannt nach dem ehemaligen deutschbaltischen Gut Kukruse (deutsch Kuckers), ist eine marine Gyttja. Dieses fossilreiche Tonmergelsediment wechsellagert mit Einschaltungen aus Kalk, der ebenfalls Fossilien aus dem Ordovizium enthält. Estland deckt derzeit über 90 % seines Strombedarfs aus der Verbrennung von Ölschiefer.

In Italien, auf der Insel Sizilien sind große Vorkommen von Ölschiefer bekannt.

In Tirol gibt es Ölschiefervorkommen im Raum Scharnitz bis Reith bei Seefeld und im Bereich des Achensees im Bächental. Die Ölschiefervorkommen im Bereich des Achensees werden nach wie vor ausgebeutet und in Pertisau zu Tiroler Steinöl verarbeitet. Dieses findet bei der Produktion von speziellen Kosmetika und medizinischen Produkten Anwendung. Kleinere, teilweise historisch genutzte Ölschiefervorkommen sind aus Rumänien (Anina-Mine), Großbritannien in verschiedenen Vorkommen in Schottland, Frankreich (Autun, Sévérac-le-Château), Schweiz (Meride), Schweden (Kvarntorp).

Ölschiefer
Ölschiefer

Ölschiefer am Cliff von Kimmeridge Bay, Isle of Purbeck, Dorset, England

David Squire
Kerogenschiefer
Kerogenschiefer

Kerogenschiefer (Tasmanit) aus dem Unteren Perm;
Quamby, Nord-Tasmanien, Australien;
7 cm

James St. John
Ölschiefer
Ölschiefer

laminierte Lagen; Wallgau, Oberbayern, Bayern, Deutschland. Breite etwa 10 cm

Alfred01

In den USA befindet sich die mit großem Abstand größte Ölschieferlagerstätte der Welt; die eozäne Green-River-Formation, die sich über Teile der Bundesstaaten in Utah, Colorado und Wyoming erstreckt. Der Amerikanische Geologische Dienst (USGS) gibt die vermutete Menge an Schieferöl in der Green-River-Formation mit rund 4,29 Billionen Barrel an, wobei davon auf das Greater Green River Basin 1,44 Billionen Barrel, auf das Uinta-Basin 1,32 Billionen Barrel sowie auf die größte Lagerstätte, das Piceance Basin, 1,53 Billionen Barrel entfallen. Die tatsächlich förderbare Menge Schieferöl in der Green-River-Formation kann derzeit nicht abgeschätzt werden, da nach Angaben des USGS bisher noch keine Methode entwickelt wurde, das Öl aus der Green-River-Formation kostendeckend zu fördern.

Größere Vorkommen von Ölschiefer werden derzeitig in Brasilien, China, Canada, Israel, Jordanien, Libyen, Marokko, Syrien und Thailand erkundet und abgebaut. 2010 wurde bekannt, dass in Anatolien (Türkei) ein größeres Ölschiefer-Vorkommen entdeckt wurde. In Südamerika, insbesondere in Patagonien (Argentinien) wurde in der Vaca Muerta-Formation ein großes Vorkommen von Ölschiefer erbohrt, welches zu den größten Lagerstätten zählt, die in den letzten drei Jahrzehnten entdeckt wurde. (Quelle: wikipedia)



Kuckersit

Kuckersit oder Kukersit (nach dem Dorf Kukruse, dt. Kuckers) ist ein rotbraunes Sedimentgestein aus dem Ordovizium von Estland und Nordwest-Russland, das aufgrund seines hohen Ölgehalts brennbar ist und zu den Ölschiefern gerechnet wird.

Kuckersit ist ein schiefriges, überwiegend feinkörniges Gestein von hell- bis dunkelbrauner Farbe. An manchen Stellen sind unregelmäßige schwarze Linsen von bituminösem Material erkennbar. Das Gestein ist reich an Öl, der Ölgehalt kann bis zu 46 % des Gesteins ausmachen und ist damit weltweit einer der höchsten Ölgehalte in Ölschiefern. Neben organischen Stoffen kommen Silikate und Alumosilikate vor sowie ein für einen Ölschiefer hoher Kalkgehalt.

Im Ordovizium waren weite Teile des Kontinentalbereichs überflutet. In Mittel- und Nordeuropa entstanden Kalkablagerungen in flachen Meeren, so auch im Baltikum. Im Gebiet des heutigen Kuckersits wurden große Menge von Blaualgen der Art Gloeocapsomorpha prisca? im Flachmeer abgelagert, es bildete sich eine marine Gyttja. Aufgrund von Vergleichen mit gleichartigen modernen Ablagerungen wird eine Tiefe von nicht mehr als vier Metern für den Meeresbereich angenommen, in dem der Kuckersit entstand.

Kuckersit kommt flächenhaft verbreitet an der Ostspitze des Finnischen Meerbusens als vielfach wiederholte Einschaltung in Kalksteinen der Kõrgekallas- und Viivikonna-Formation des Mittleren Ordoviziums von Estland und Russland vor. In diesen 20 bis 30 m mächtigen Kalksteinfolgen wurden bis zu 50 Einzelschichten von Kuckersit und Kuckersit-ähnlichen Gesteinen gezählt, die wenige Zentimeter bis maximal zwei bis drei Meter Mächtigkeit aufweisen. Über dem im unteren Teil dieser Abfolge in Estland und Russland aufgeschlossenen Hauptvorkommen, das den größten Teil der Abbautätigkeiten auf sich zieht, existiert im oberen Teil der Abfolge das so genannte Tapa-Lager, welches vor allem südlich von Tapa in Estland vorkommt.

Das Gestein ist über mehr als 90 Kilometer von Tallinn bis Sankt Petersburg aufgeschlossen, alleine in Estland beträgt die Fläche seines Verbreitungsgebietes mehr als 50.000 km2hochgestellter Text. Die Gesteinsschichten fallen flach nach Südwesten ein und sind durch Bohrungen bis etwa 60 Kilometer südlich der Küste nachgewiesen. Die Gesamtvorräte in Estland werden je nach Quelle auf etwa 6 bis 21 Milliarden Tonnen geschätzt.

Der Ölschiefer war den Bewohnern am Finnischen Meerbusen schon lange bekannt und wurde von ihnen als Brennstoff verwendet. Die erste große Anlage zur Gewinnung von Öl aus Kuckersit wurde 1924 in Kohtla-Järve in Betrieb genommen. Bis 1940 wurden vor allem Diesel und Schmierstoffe erzeugt sowie Holzschutzmittel und Bitumen aus Schieferöl. Zu dieser Zeit wurden fast 10 % der estnischen Exporterlöse aus Schieferöl erzielt. Heute deckt Kuckersit 62 % des Ölbedarfs von Estland und ist vor allem im Bereich der Energieversorgung von Bedeutung. Ende der 1990er Jahre bestanden noch sechs Bergwerke bis 80 m Tiefe und vier Tagebaue. Größere Vorkommen sind vor allem noch westlich von Kohtla-Järve nachgewiesen, die jedoch noch nicht abgebaut wurden (Stand 1999). In Russland ist Kuckersit ebenfalls abgebaut worden, jedoch nicht in so großem Ausmaß wie in Estland. Auch heute bestehen noch Abbaustellen zwischen St. Petersburg und der estnischen Grenze.

Kuckersit
Kuckersit

Ölschiefer-Varietät Kuckersit von Estland (ordovizisch)

Mark A. Wilson
Ölschiefer-Bergbau
Ölschiefer-Bergbau

Ölschiefer-Bergbau in Põhja-Kiviõli nahe Kohtla-Järve, Estland

Mark A. Wilson


Ölschieferlagerstätte Grube Messel

Der Messeler Ölschiefer bildete sich im Eozän vor rund 47 Ma. Eine Forschungsbohrung im Herbst des Jahres 2001 ergab, dass sich im Explosionstrichter eines Vulkanausbruches ein bis zu 300 Meter tiefer See, ein Maar, bildete, das durch Sedimentation wieder aufgefüllt wurde.

Der Ölschiefer wurde in einer Stärke von bis zu 150 Metern abgelagert. Das lässt auf eine Zeitspanne von rund 1,5 Millionen Jahren schließen, während der dieser See bestanden haben muss. Die sehr große Tiefe im Verhältnis zur kleinen Oberfläche erlaubte einen Wasseraustausch durch Konvektion nur in den oberen Wasserschichten, was in der Tiefe zu Sauerstoffmangel führte. In dem subtropischen bis tropischen See konservierten sich deshalb in tiefer gelegenen Wasserschichten und im Schlamm des Sees tote Tiere und Pflanzen, die auf den Grund sanken und versteinerten.

In der Grube Messel wurde von 1859 bis 1970 bituminöser Tonstein, Eisenerz und Braunkohle abgebaut und der Tonstein zur Gewinnung von Erdölprodukten verschwelt. Umgangssprachlich werden diese Sedimente auch als Ölschiefer bezeichnet. Die Grube gehörte ab 1923 zu der A. Riebeck'sche Montanwerke AG. Für die Förderung der Bergbauprodukte aus der Grube und der festen Produkte der Verschwelung auf Halden bestanden verschiedene Bahnsysteme.

Ölschiefer-Lagerstätte Grube Messel
Ölschiefer-Lagerstätte Grube Messel

Die aufgelassene Grube Messel im Jahr 2006

Fritz Geller-Grimm
Ölschiefer
Ölschiefer

Ölschiefer der Lagerstätte Grube Messel

Fritz Geller-Grimm
Ölschiefer
Ölschiefer

Ölschiefer mit Fossil aus der Grube Messel bei Darmstadt

fafner


Schwarzschiefer

Schwarzschiefer sind pelitische (tonige) kohlenstoffreiche Sedimentgesteine marinen Ursprungs, welche euxinisch (in einem sauerstoffarmen bis sauerstofffreien Milieu) gebildet wurden. Schwarzschiefer wird auch als Schwarzpelit bezeichnet.

Schwarzschiefer sind undeformierte (tektonisch unbeanspruchte) > Tonsteine, die entlang der ursprünglichen Schichtflächen spalten. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, wird die Verwendung der diesbezüglich neutraleren Bezeichnungen Schwarztonsteine oder Schwarzpelite empfohlen. (wikipedia) Schwarzschiefer (engl. black shales) sind pelitische, feingeschichtete, durch organische Restbestände (Bitumen) und Sulfide dunkel gefärbte (biogen-chemische) Sedimente, welche außergewöhnlich reich an organischer Substanz (C-Gehalt >5%) sowie an in der Regel feinverteilten Eisensulfiden, vorwiegend Pyrit, sind. Die Bildung der Schwarzschiefer beruht auf sogenannten ozeanischen anoxischen Ereignissen (OAE). Dabei enthalten die Tiefenwässer der Ozeane im Vergleich zu den heute vorherrschenden Bedingungen nur sehr wenig bis gar keinen gelösten Sauerstoff (anaerobes Milieur).

Ein OAE findet immer dann statt, wenn die Weltozeane unterhalb der Oberflächenschicht vollständig an Sauerstoff verarmen. Selbst wenn ein derartiges Ereignis in den letzten Jahrmillionen nicht stattfand, so finden sich in Sedimenten der weiter zurückliegenden geologischen Vergangenheit eindeutige Hinweise auf mehrere solcher Vorfälle.

Schwarzschiefer bilden sich meist in abgeschnürten Sedimentbecken, die durch wenig Wasserbewegung und -austausch sowie anaerobes Milieu gekennzeichnet sind (euxinisch). Bei einer schlechten Durchmischung und eingeschränktem Austausch des Bodenwassers, wie es bei weitgehend isolierten Sedimentbecken vorkommen kann, entsteht ein sauerstofffreies und reduzierendes Milieu. Auch hier bildet sich Faulschlamm, der nach seiner Verfestigung als Schwarzschiefer bezeichnet wird. Solche Bedingungen existieren am Boden des Schwarzen Meeres und in tieferen Bereichen der Ostsee. Für die dunkle Färbung sorgen fein verteilter Kohlenstoff und Eisensulfide, vor allem Pyrit. Zudem können die Schwarzschiefer mit wertvollen Metallen, beispielsweise Kupfer, Uran und Vanadium, angereichert sein.

Frühe Schwarzschiefer sind aus dem Frühen Kambrium (vor ca. 600 Ma) bekannt; darunter die Schwarzschiefer-Sequenz auf der chinesischen Yangtse-Plattform mit einem gemischtes Sedimentspektrum aus Phosphorit-, Baryt- sowie Mo-, Ni-, Au-, PGE-Sulfid-Mineralisation aufweisen (LEHMANN, B., 2009)

Schwarzschiefer (black shale)
Schwarzschiefer (black shale)

Kerogen-haltiger, sedimentärer Schwarzschiefer;
Kimmeridge (155-150 Ma, Oberes Jura);
Mine d' Orbagnoux, Seyssel, Ain, Frankreich

Ji-Elle
Schwarzschiefer (black shale)
Schwarzschiefer (black shale)

Schwarzschiefer in der Sanbasekikyo-Schlucht, Gunma-Ken, Honshu, Japan

Senkawa

Bestimmte Epochen der Erdgeschichte, in denen sich häufig Schwarzschiefer gebildet haben, sind oft mit vermehrtem Massenaussterben korreliert (z.B. im Oberdevon (ca. 550 Ma). Auch die Kreide war eine Zeit häufiger Schwarzschiefer . Besonders traten diese Ereignisse in Phasen der Erdgeschichte auf, in denen die Meere sehr warm und die Temperaturgradienten gering waren. Grund hierfür ist die fehlende Tiefenwasserbildung in diesen Zeiten. Dadurch kam es zu Sauerstoffmangel in mittleren und größeren Meerestiefen. In diesen Bereichen lagert sich nun organisches Material ab, denn die Lebewesen, welche dies beeinflussen und den Kohlenstoff abbauen würden können ohne den fehlenden Sauerstoff nicht überleben. Ohne Durchmischung durch Organismen oder Strömungen lagern sich die Sedimente ungestört ab und bilden feine Schichtungen. Zusammen mit dem hohen Gehalt an organischem Material bildet sich dann der Schwarzschiefer. (Quelle: Tw. zitiert Carl von Ossietzky Universität, Oldenburg) Ein Sonderfall ist der "Anoxic Overturn": In Zeiten fallender Meeresspiegel, aber noch hoher Temperaturen, kann es in weiträumigen Flachmeeren zu einer so starken Eindampfung des flachen Wassers kommen, dass durch den enorm gestiegenen Salzgehalt bedingt diese Wassermassen so schwer werden, dass sie irgendwann von den Schelfen herabfließen, die Sauerstoffminimum-Zone (OMZ) und diese sauerstoffarmen Wassermassen auf die Schelfe hochdrücken. Der Effekt ist der gleiche wie oben beschrieben.

Bei einer schlechten Durchmischung und eingeschränktem Austausch des Bodenwassers, wie es bei weitgehend isolierten Sedimentbecken vorkommen kann, entsteht ein sauerstofffreies und reduzierendes Milieu. Auch hier bildet sich Faulschlamm, der nach seiner Verfestigung als Schwarzschiefer bezeichnet wird. Solche Bedingungen existieren am Boden des Schwarzen Meeres und in tieferen Bereichen der Ostsee. Für die dunkle Färbung sorgen fein verteilter Kohlenstoff und Eisensulfide, vor allem Pyrit. Zudem können die Schwarzschiefer mit wertvollen Metallen, beispielsweise Kupfer, Uran und Vanadium, angereichert sein.

Die devonischen Schwarzschiefer der deutschen Mittelgebirge, die lokal sehr gut erhaltene, pyritisierte Fossilien enthalten, werden in grossem Stil zu Dachschiefer verarbeitet Ein Beispiel ist die durch ihren Reichtum an außergewöhnlich gut erhaltenen Fossilien aus dem Eozän weltbekannte Grube Messel in der Nähe von Darmstadt. Der Mangel an gelöstem Sauerstoff am Gewässergrund und fehlende Strömung sorgten dafür, dass die Körper toter Tiere während der Einbettung in das Sediment nicht durch die Wühltätigkeit der Bodenbewohner (Benthos) in ihrer Einbettungsposition gestört wurden.

Weitere Beispiele für bedeutende Vorkommen von Schwarzschiefer sind die devonischen Schwarzschiefer der deutschen Mittelgebirge (Dachschiefer der Eifel) und der für seine einzigartigen Fossilien bekannte Posidonienschiefer aus dem deutschen Unterjura.



Alaunschiefer

Alaunschiefer oder Vitriolschiefer ist ein mit Pyrit und Kohle durchsetzter Tonschiefer. Wegen seiner Färbung wird Alaunschiefer bei den Schwarzschiefern eingeordnet. Alaunschiefer entsteht durch die Verwitterung von Pyrit-haltigem Schiefer, wobei durch Oxidation Schwefelsäure und Limonit entstehen. Durch die Verwitterung, resp. durch die Reaktion der Säure mit dem Schiefer bildete sich Alaun, ein Salzgemisch aus Kalium- und Aluminiumsulfat. Alaunschiefer bildete sich besonders im Silur, Devon und Kulm. Lagerstätten von zuweilen beträchtlichem Umfang gab es in Skandinavien, bei Saalfeld (Feengrotten) und Ronneburg (Uranlagerstätte) in Thüringen. In der an silurische Schiefer, Kalksteine und Diabase gebundenen Lagerstätte Ronneburg wurde aus Ockerkalk Farberde und aus Alaunschiefer Alaun und Vitriol gewonnen. Weitere bedeutende Vorkommen in Gräfenthal, im Fichtelgebirge sowie in Schlesien

Alaun wurde ursprünglich aus Alunit gewonnen, nach 1500 wurde die Gewinnung aus Alaunschiefer entwickelt. Aus pyrithaltigem Alaunschiefer gewann man in historischen Alaunwerken Alaune und Vitriole, später auch Schwefelsäure, im 18. Jahrhundert Vitriolöl genannt. Nach 1800 lösten chemische Gewinnungsmethoden Alunit und Alaunschiefer als Quelle für Alaune ab.

In manchen Schiefern bilden sich bei der Verwitterung auch Sulfate des Kupfers oder des Zinks, die so genannten Vitriole. (Quelle: wikipedia)das Alaun(e) wurde(n) früher in großem Umfang u.a. in Gerbereien und bei der Papierherstellung verwendet wurde.

Alaunschiefer
Alaunschiefer

Udda Gäden, Öland, Kalmar, Schweden.

Doc Diether


Tonschiefer

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. 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. 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. 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.

Deutsche Vorkommen: Eifel, Frankenwald, Harz, Hunsrück, Rheinisches und Thüringer Schiefergebirge. Traditioneller Schieferbergbau in England (Wales, Cornwall), Frankreich (Massiv Central) und Spanien (Galizien).

Tonschiefer
Tonschiefer

Charakteristischer Tonschiefer

Der Messer
Tonschiefer
Tonschiefer

Tonschiefer, tw. metamorph überprägt; Fundort. Insel Phuket, Thailand

Collector


Durch Metamorphose entstandene Schiefer

Geologisch handelt es sich bei diesen Schiefern (engl. schist) um metamorphe Gesteine, 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 metamorphogener (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.



Phyllite (Quarzphyllit, Serizitphyllit)

Phyllit (von altgriechisch φύλλον phýllon „Blatt“), Phyllitschiefer, Tonglimmerschiefer oder Urtonschiefer ist ein feinkristalliner, dünnschiefriger, meist blättriger Metapelit mit einem Serizit-Anteil von mehr als 50 %, der neben Glimmer auch Quarz, Feldspat, Chlorite, Augit, Turmaline und Eisenoxide als Mineralphasen enthalten kann.

Als niedriggradig metamorphes Gestein der Grünschiefer-Fazies ist Phyllit durch Regionalmetamorphose aus Tonschiefer hervorgegangen. Gegenüber dem Tonschiefer, der trotz metamorpher Überprägung noch zu den Sedimentiten zählt, zeichnet sich Phyllit durch die Abwesenheit von ursprünglichen Tonmineralen aus. Der Serizit-(Muskovit)-Anteil erzeugt auf den Schieferflächen einen seidenartigen Glanz. Die Farbe reicht von Dunkelgrau bis Grauschwarz, auch Grünlichgrau und Violettgrau kommen vor.

Oft sind neben einer Hauptschieferung, der so genannten S1-Foliation, die auf das erste Deformationsereignis zurückzuführen ist, weitere Schieferungen als Folgen späterer tektonischer Ereignisse als Flächengefüge im Phyllit überliefert. Die S1-Foliation ist in diesem Fall meist verfaltet. Die Lage der Schichtung (SS) des ursprünglichen Tonsteins kann bei Phylliten nur gelegentlich anhand auffälliger Material- und Farbwechsel bestimmt werden.

Im Rahmen der Regionalmetamorphose wandelt sich Phyllit bei höheren Drücken und Temperaturen (im Druck-Temperatur-Feld der Amphibolit-Fazies) in Glimmerschiefer um, wenn sich die gesteinsbildenden Minerale des Phyllits durch Kristallwachstum soweit vergrößern, dass sie mit der Lupe oder mit bloßem Auge erkennbar sind.

Phyllite kommen in vielen Gebieten der Erde vor, in denen Tonsteine und andere feinkörnige Ausgangsgesteine verformt und erhitzt wurden. So werden große Teile des Sächsischen und Thüringischen Schiefergebirges aus Phylliten aufgebaut.

Phyllit mit Quarz, wie er in Südfinnland gefunden wird, findet seit dem 16. Jahrhundert als Schleifstein Verwendung.

Phyllit
Phyllit

Phylit mit Ottrelith;
Leeds, Quebec, Canada

Roger Weller, Cochise College , Arizona
Phyllit
Phyllit

Phyllit aus dem Steinbruch Hormersdorf im Westerzgebirge; 15x20 cm

Chadmull


Glimmerschiefer

Bei der Regionalmetamorphose geraten Gesteine durch Versenkung, etwa durch Faltung oder Subduktion an Kontinentalrändern, unter hohen Druck- und/oder Temperatur, die die Umwandlung der Minerale gleichermaßen bestimmen. Typische Gesteine sind Gneise, Amphibolite und Glimmerschiefer.

Glimmerschiefer ist ein Sammelbegriff für geschieferte Metamorphite. Vom Gneis unterscheiden sie sich durch das Zurücktreten von Feldspat und das häufige Auftreten bestimmter, bezeichnender Minerale. Ausgangsgestein sind vor allem tonreiche Gesteine, also Tonsteine oder tonige Sandsteine, sie gehören damit zur Gruppe der Metapelite oder Metapsammite.

Glimmerschiefer sind mittel- bis grobkörnige Gesteine mit meist gut sichtbarem metamorphem, parallel ausgerichtetem Gefüge (metamorphe Paralleltextur). Der Anteil an Schichtsilikaten (vor allem Muskovit und Biotit, untergeordnet auch Paragonit) liegt über 50 %, der Feldspatanteil unter 20 %. An weiteren Gemengteile können neben Quarz unter anderem Granat, Staurolith, Turmalin und Disthen vorkommen. Die Mineralkörner sind zumeist mit bloßem Auge oder zumindest mit der Lupe erkennbar, sie können in manchen Fällen mehrere Zentimeter lang werden

Die Farbe der Glimmerschiefer ist hell- bis dunkelgrau, durch Verwitterung können sie jedoch auch bräunlich oder rötlich erscheinen. Die Dichte liegt zwischen 2,60 und 3,05 g/cm³.

Je nach Auftreten der weiteren Gemengeteile werden die Arten von Glimmerschiefer unterschieden, so etwa Quarz-Glimmerschiefer, Granat-Glimmerschiefer, Staurolith-Glimmerschiefer und andere. Von Phylliten unterscheiden sich Glimmerschiefer durch die Größe der Minerale, die im Falle des Phyllits nur unter dem Mikroskop erkennbar sind.

Glimmerschiefer ist geradezu der Inbegriff für Schiefergesteine. Gefüge grobschuppiger als beim Phyllit mit deutlicher Paralleltextur. Frische Bruchflächen haben einen auffälligen Glanz. Die Glimmerteilchen sind größer als 0,2 mm und daher mit bloßem Auge zu erkennen. Spaltet gewöhnlich im mm- oder cm-Bereich. Abwechselnde Lagen von Glimmer- und Quarz-/Feldspat-reichen Partien sind ausgeprägt. Überwiegt Muskovit, so scheint die Farbe silbern-grau, Biotit führt zu braunen bis schwarzen Farbtönen. Porphyroblastisches Wachstum von einzelnen Mineralien (Staurolith, Chloritoid, Granat, Disthen, Andalusit, Hornblende) bewirken Knotenbildungen.

Glimmerschiefer
Glimmerschiefer

Glimmerschiefer mit Almandin;
Point Rothsay Garnet Mountain, 12 km NW Wrangell, SE Petersburg, Alaska, USA

James St. John
Biotitschiefer
Biotitschiefer

Fundort unbekannt

James St John
Fuchsitschiefer
Fuchsitschiefer

Fundort unbekannt

James St John
Graphitschiefer
Graphitschiefer

Fundort unbekannt

James St John
Glimmerschiefer
Glimmerschiefer

Roter Glimmerschiefer;
Estran e Brétignolles, Vendee, Frankreich

Arlette 1
Muskovitschiefer
Muskovitschiefer

Fundort unbekannt

James St John
Glimmerschiefer
Glimmerschiefer

Glimmerschiefer mit Staurolith und Almandin
Glucholazy, Gory Opawskie, Slask Opolski, Polen.

Piotr Sosnowski
Quarz-Sericit-Schiefer
Quarz-Sericit-Schiefer

Montgomery County, Pennsylvania, USA

Roger Weller, Cochise College , Arizona

Glimmerschiefer sind weltweit dort verbreitet, wo die Druck- und Temperaturbedingungen für ihre Bildung ausreichen. Aus diesem Grund findet man sie häufig im Bereich der Kratone oder den Innenzonen von Gebirgen.

In den Alpen ist Glimmerschiefer ein häufiges Gestein, so etwa in den Österreichischen Zentralalpen oder im Wallis. In Deutschland gibt es Vorkommen im Erzgebirge, im Bayerischen Wald am Osser, im Vorspessart (bei Aschaffenburg) und im Taunus. Andere europäische Vorkommen liegen etwa in Spanien (Sierra Nevada), in Frankreich (Zentralmassiv, Bretagne...) oder großflächig an der Oberfläche anstehend in Norwegen, Schweden und Schottland. Außerhalb Europas treten sie zum Beispiel in vielen Gebirgen auf, so etwa in den Anden oder im Himalaya, und bilden große Gebiete etwa im Brasilianischen und Kanadischen Schild.

Fuchsitschiefer ist eine ungewöhnliche, Varietät von Glimmerschiefer wird von Fuchsit, einem chromhaltigen Muskovit-Glimmer (K(Al,Cr)2AlSi3O10(OH,F)2 dominiert und glitzert und funkelt (Glitter) durch Reflektion der Kristalle in starkem Licht.

Graphitschiefer ist eine schieferige, durch Graphit dominierte Varietät von Glimmerschiefer , welche durch intermediäre oder höhergradige Metamorphose sedimentärer Kohle oder Kohlenstoffverbindungen gebildet wurde. Das Gestein ist silbergrau, sehr weich (H=1). Graphitschiefer besteht wesentlich aus Graphit, kann aber auch, vorkommensbedingt, Pyrit enthalten.



Kontaktschiefer (Fleckschiefer, Knotenschiefer, Fruchtschiefer, Garbenschiefer)

Die Kontaktmetamorphose ist die temperaturbetonte Metamorphose. Kontaktmetamorphe Gesteine finden sich vor allem im Umfeld magmatischer Intrusionen. Das heiße Magma heizt das umgebende Gestein auf und führt so dessen Metamorphose herbei. Der Bereich der Metamorphose heißt Kontakthof. Ein typisches Merkmal kontaktmetamorpher Gesteine sind die durch Mineralreaktionen hervorgerufene Knotenbildung sowie häufig das Fehlen einer Schieferung. Bei der Kontaktmetamorphose können Hornfelse, Frucht- und Knotenschiefer entstehen.

Durch Einwirkung meist granitischer Magmen auf Tongesteine erfolgt eine Aufheizung, die zur Kontaktmetamorphose, d.h. zur Umwandlung der Tonminerale in Glimmer und Andalusit (wasserfreies Aluminiumsilikat) führt. Um die Tiefengesteinsmassive bilden sich Höfe von Kontaktgesteinen die, vom Magmenkörper ausgehend, als Hornfelse, Garbenschiefer, Fruchtschiefer (Fleckschiefer), Knotenschiefer über andalusitfreie Serizitschiefer bis zum unveränderten Tongestein variieren. Fruchtschiefer bestehen im allgemeinen aus einem feinförnigen Gemenge von Serizit, Chlorit und Biotit. Als Einsprenglinge (Porphyroblasten) treten je nach Metamorphosegrad Chlorit, Biotit, Cordierit und Andalusit (Var. Chiastolith) auf.

Die Farbe der Kontaktschiefer ist grau bis grünlichgrau. Garben-, Knoten-, Frucht- oder Fleckschiefer wurden im Unterschied zu den Hornfelsen nicht vollständig überprägt, sie zeigen also noch Gefüge und Mineralbestand des Ausgangsgesteins. Allerdings kam es zur Bildung von Porphyroblasten, die die namensgebenden Knötchen (z.B. Granat, Cordierit, Andalusit), Flecken (z.B. Biotit) oder Garben (z.B. Amphibole, meist Aktinolith) bilden. Im Unterschied zu Porphyroblasten, die während der Regionalmetamorphose gesprosst sind, überwachsen kontaktmetamorph gebildete Porphyroblasten die Schieferung, d.h. die Schieferung fließt nicht um sie herum. (Quelle: FU Berlin)

Deutsche Vorkommen im Kontaktbereich magmatischer Gesteine gibt es im Harz, Erzgebirge, Odenwald, Vogtland u.a.O..

Fruchtschiefer
Fruchtschiefer

#371, Schlema, Erzgebirge, Chemnitz, Sachsen. B:6cm.

Doc Diether
Fruchtschiefer
Fruchtschiefer

Fruchtschiefer mit charakteristischen Cordierit-Porphyroblasten infolge der Kontaktmetamorphose;
Theuma, Vogtland, Sachsen

Chadmull
Garbenschiefer
Garbenschiefer

Garbenschiefer mit stengelförmigen Andalusiten;
Skiddaw Kontaktaureole, Lake District, England

Gunnar Ries
Garbenschiefer (Chiastolithschiefer)
Garbenschiefer (Chiastolithschiefer)

Fundort: Gefrees in Oberfranken

G. Backhaus

Garbenschiefer
sind gekennzeichnet durch mehrere zentimetergrosse, divergentstrahlige Blasten von Hornblende.

Knotenschiefer
entstehen bei Temperaturen um 400°C; ihre dunkle Farbe wird durch Graphit verursacht. Knotenschiefer ist charakterisiert durch bis zentimetergroße Knötchen und knotenartige Glimmerlagen infolge einer Kornvergrößerung bei der Metamorphose. Die Knoten bestehen aus Eisenmineralen, kohligen Substanzen und Glimmer, mit steigendem Metamorphosegrad treten zunehmend Minerale wie Andalusit hinzu.

Fruchtschiefer
entstehen schon bei recht geringen Drücken (niedrigmetamorphe Gesteine) und bei Temperaturen um ca. 500°C. Bei dieser Temperatur entwickelt sich Cordierit bis zur Getreidekorngröße, was sich namensprägend auswirkte. Zum Mineralbestand gehören Cordierit, Muskovit, Kalifeldspat, Quarz, Biotit und Hornblende.

Fleckschiefer
sind gekennzeichnet durch Fleckenbildung durch Bitumen oder Kohlenstoff.



Hornblendeschiefer

Hornblendeschiefer (Hornblendefels, Amphibolit, Amphibolitschiefer, Syenitschiefer z. T.), diejenigen kristallinen Schiefer, welche vorzugsweise aus Hornblende bestehen. Nur in seltenen Fällen fehlen andre Mineralien. Meist treten noch Feldspat und Quarz, in manchen Fällen auch Granat, Augit, Zoisit, untergeordnet, aber selten fehlend, Titanit, Magnetit, Apatit u.a. auf. Die Hornblende ist selten äußerlich kristallographisch begrenzt, meist stengelig oder faserig und vielfach parallel gelagert. Die Hornblende verleiht dem Gestein seine dunkelgrüne bis schwarze Farbe. Ist Feldspat vorhanden, so wird er sich in den meisten Fällen dem unbewaffneten Auge durch seine hellgraue oder weiße Farbe zu erkennen geben. Im feinkörnigen und frischen Zustand sind Quarz und farbloser Feldspat oft nicht unterscheidbar. Als Umwandlungsprodukte der Hornblende erscheinen oft Chlorit oder auch Epidot. Die Epidosite und Epidotschiefer sind sehr eng mit den Hornblendeschiefern verwandt und teilweise aus ihnen hervorgegangen. Sie enthalten neben vorwaltendem Epidot noch Hornblende, Chlorit und Quarz.

Das Korn der Hornblendeschiefer ist meistens ein mittleres bis feines, seltener ein grobes oder dichtes. Die Schieferung wird durch die parallele Lage der Hornblendefasern oder -prismen erzeugt. Parallel dieser Längsrichtung spaltet das Gestein in der Regel ziemlich leicht; senkrecht dazu ist es schwer zu zertrümmern. Ist die Lagerung der Hornblendeindividuen eine regellose und ihre innere Struktur eine faserige, dann erlangen die Gesteine eine sehr große Zähigkeit, und nur sehr schwer lassen sie sich sprengen und bearbeiten. In diesem Falle bilden sie in der Regel auch dicke plumpe Lagen. Feinkörnige und schieferige Hornblendeschiefer sind dagegen meist dünnschichtig.

Reine Hornblendeschiefer verwittern oft sehr schwer und bilden Risse und Klippen. Als Umwandlungsprodukte der Hornblende selbst erscheint Epidot oder Chlorit oder bei den tonerdearmen der Serpentin. Die Hornblendeschiefer treten mit Glimmerschiefer und Phyllit zumeist in den oberen Abteilungen der archäischen Schiefer auf, seltener im Gneis; in den echten Sedimentärformationen sind sie unbekannt.

Hornblendeschiefer
Hornblendeschiefer

Hornblendeschiefer

Bräunlich
Hornblendeschiefer
Hornblendeschiefer

Hornblendeschiefer (Amphibol-porphyroblastischer) Garbenschiefer

Bräunlich


Grünschiefer (Aktinolithschiefer, Chloritschiefer, Epidotschiefer, Prasinit)

Grünschiefer ist eine Sammelbezeichnung für feinkörnige, grünliche Schiefer. Der Name geht auf das meist deutliche schiefrige Gefüge der Gesteine zurück und die oft vorhandene, typische grünlich Färbung. Vertreter sind: Amphibol-, Chlorit-, Epidotschiefer und Prasinit. Die grünliche Farbe wird vor allem durch Epidot, Aktinolith (ein Amphibol) und Minerale der Chloritgruppe hervorgerufen, die aber nicht immer vorherrschend sind, so dass nicht jeder Grünschiefer auch wirklich deutlich grünlich gefärbt ist. Grünschiefer sind die kennzeichnenden Gesteine der so genannten Grünschiefer-Fazies.

Grünschiefer sind typische regionalmetamorphe Gesteine, welche bei mittelhohen Temperaturen und eher niedrigen Drücken mittleren entstehen, die vor allem aus basischen magmatischen Ausgangsmaterialien entstehen. Ausgangsgestein für Grünschiefer sind Basalte und Gesteine mit basaltähnlicher Zusammensetzung. Diese Gesteine unterliegen einer Metamorphose bei etwa 300 – 400 °C und 1 – 8 Kilobar. Die speziellen Metamorphosebedingungen führen zur Ausbildung einer Vergesellschaftung von Mineralen, deren Auftreten zur Bestimmung der metamorphen Fazies dienen kann.

Wie bei allen metamorphen Fazies ist die Ausbildung der kennzeichnenden Minerale abhängig von der Zusammensetzung des Ausgangsgesteins. Typisch für die Grünschiefer aus basaltischen Ausgangsgesteinen (Metabasiten) sind die Bestandteile Epidot sowie Chlorit und die in wechselnden Anteilen vorhandenen Minerale Aktinolit, Albit und Quarz. In Metagrauwacken treten vor allem Albit, Quarz, Epidot, Muskovit und in wechselnden Anteilen Stilpnomelan. Die typische Ti-Phase der Grünschieferfazies ist das Mineral Titanit.

In Metapeliten ist die Zusammensetzung sehr vielfältig. Muskovit, Chlorit, Albit und Quarz ist etwa eine typische Mineralvergesellschaftung in Metapeliten. Andere führen zusätzlich Chloritoid, und in wechselnden Anteilen Paragonit oder Biotit und Mangan-Granat (Spessartin). Wichtige mitteleuropäische Vorkommen sind die Ophiolithzonen Zermatt-Saas-Fee und im Aostatal.

Prasinit

Prasinit ist ein feinkörniges Gestein der Grünschieferfazies, das durch die Umwandlung von mafischen Gesteinen (Basalten) bei mittleren Drücken und Temperaturen entsteht. Der Name Prasinit ist äquivalent zur Bezeichnung Grünschiefer und häufig in der älteren Literatur des deutschen Sprachraums anzutreffen.

Prasinit hat ein eher gebändertes, kaum geschiefertes Aussehen. Kennzeichnende Hauptgemengteile sind Epidot, Aktinolith, Chlorit und Albit; dazu kommt als weiterer Hauptgemengteil einerseits Chlorit (Chloritprasinite), anderseits mitunter Hornblende (Hornblendeprasinite). Prasinit hat ein mehr oder weniger giftgrünes bis gelblichdunkelgrünes, plattiges Aussehen.

Bekannte europäische Vorkommen sind Zillertal (Österreich), Tessin, Wallis (Schweiz), bei Bastia auf Korsika und in Oberitalien. Der Naturwerkstein aus dem Walliser Vorkommen (Val d’Hérens) wurde unter dem Handelsnamen Vert d'Evolène bekannt. Des Weiteren wird ein Prasinit, der mit dem Namen Prasino in den Handel kommt, in Gemlik bei Bursa in der Türkei abgebaut.

Grünschiefer (Aktinolithschiefer)
Grünschiefer (Aktinolithschiefer)

Ohne Fundortangabe

James St John
Chloritschiefer
Chloritschiefer

Chloritschiefer mit Magnetit;
Wissahickon Formation, Glenarm, Maryland, USA;
8,2 cm

James St John
Epidotschiefer
Epidotschiefer

Ely Greenstone (2.6 bis 2.8 Mrd Jahre alt), Minnesota , USA

James St John


Talkschiefer

Talkschiefer ist eine Variante des Grünschiefers, mit dem Hauptgemengteil Talk (vom arab. talq und mittelalterl. talcus). Dieses wasserhaltige Magnesium-Hydrosilikat ist ein metamorph-metasomatisches Umwandlungsprodukt magnesiumreicher Mineralien wie Olivin, Pyroxen oder Amphibol. Nebengemengteile sind Magnesit, Magnetit, Calcit, Dolomit und Quarz. Die Farbe ist weißgrau, grün, gelblich, silberweiß, die Oberfläche fühlt sich fettig an (daher Speckstein).

Eine dichte Talkschiefervarietät mit geringen Beimengungen wird als Steatit bezeichnet

Talkschiefer mit Aktinolith
Talkschiefer mit Aktinolith

Habachtal, Tauern, Salzburg, Österreich;
11x7 cm

kraukl
Talkschiefer
Talkschiefer

St. Lawrence County, New York, USA

Roger Weller, Cochise College , Arizona

Als Steatit wird eine dichte Talkschiefervarietät mit geringen Beimengungen bezeichnet (auch als Speck-, Seifen-, Topf- oder Lavetzstein bezeichnet). Steatit ist sehr weich und läßt sich leicht mechanisch bearbeiten. Die wichtigsten Vorkommen sind oft mit Serpentin assoziiert; sonst auch in Epidotschiefer oder Talkschiefer übergehend

Vorkommen bei Zöblitz im Erzgebirge, Göpfersgrün bei Wunsiedel im Fichtelgebirge, in Kärnten, im Zillertal in Österreich, Graubünden in der Schweiz, Piemonte in Italien, Transvaal in Südafrika.

Talk aus reinen Talkschiefer-Sorten wird in der Glas-, Farben- und Papierindustrie verwendet, dient als Schmiermittel und als Grundstoff für Kosmetika, in der Industriekeramik und seit Jahrtausenden zur Herstellung von Kleinskulpturen.



Tremolithschiefer

Tremolithschiefer ist ein monomineralisches, metamorphes blättriges Gestein, welches fastgänzlich aus Tremolihtkristallen besteht. Tremolith ((Ca2Mg5Si8O22(OH)2) ist ein weißes bis graues Mineral der Amphibolgruppe, welches kleine nadelige Kristalle bildet. In der Lagerstätte Balmat (Adirindacks Lowlands, New York, siehe nebenstehendes Bild) kommt Tremolithschiefer stets assoziiert mit Talkschiefer und Talk-Tremolithschiefer vor. Balmat liegt im Mesoproterozoischen Oberen Marmor der Grenville-Serie

Tremolitschiefer
Tremolitschiefer

Balmat, New York, USA;
7,5 cm

James St John


Blauschiefer (Glaukophanschiefer)

Blauschiefer (Glaukophanschiefer) sind die Hochdruckäquivalente der Grünschiefer. Blau bezieht sich nicht so sehr auf die Farbe des Gesteins, sondern eher auf die charakteristische bläuliche Farbe der Hochdruckamphibole (z.B. Glaukophan, Richterit), die typischerweise im Gestein präsent sind. Ein weiteres häufig anwesendes Mineral ist Lawsonit, ab und an kommen auch Hochdruckpyroxene vor (Jadeit). Blauschiefer führen in der Regel keinen Biotit. (FU Berlin)

Blauschiefer oder sind oft bläulich gefärbte Gesteine, die eine Metamorphose bei relativ niedrigen Temperaturen und hohen Drücken erlitten haben. Solche Bedingungen finden sich hauptsächlich in Subduktionszonen. Die bläuliche Farbe wird durch das Mineral Glaukophan, einen Amphibol hervorgerufen, der aber nicht immer vorhanden ist, so dass nicht jeder Blauschiefer auch wirklich bläulich gefärbt ist. Die Blauschiefer sind so kennzeichnend für Gesteine, die eine Metamorphose erlitten haben, dass nach ihnen eine metamorphe Fazies benannt ist, die so genannte Blauschiefer-Fazies.

Ausgangsgestein für Blauschiefer sind Basalte und Gesteine mit basaltähnlicher Zusammensetzung. Diese Gesteine unterliegen einer Metamorphose bei etwa 200 – 400 °C und 6 – 12 Kilobar. Die speziellen Metamorphosebedingungen führen zur Ausbildung einer Vergesellschaftung von Mineralen, deren Auftreten zur Bestimmung der metamorphen Fazies dienen kann.

Die namensgebenden blauen Amphibole sind über einen weiten Druck-Temperatur-Bereich stabil, der bis in das Feld der Grünschiefer-Fazies reichen kann. Das Vorkommen dieser Minerale ist demnach kein sicheres Anzeichen der Blauschiefer-Fazies. Treten sie jedoch mit dem ebenfalls bläulichen Lawsonit, mit Aragonit und/oder jadeitischem Pyroxen auf, ist dies ein sicheres Anzeichen für die Blauschiefer-Fazies. Weitere Besonderheiten sind das Fehlen von Biotit, Andalusit und Sillimanit und von Feldspäten außer Albit. Wie bei allen metamorphen Fazies ist die Ausbildung der kennzeichnenden Minerale abhängig von der Zusammensetzung des Ausgangsgesteins. In Metabasiten bilden sich neben Glaukophan und Lawsonit die Minerale Chlorit, Titanit, Epidot, Phengit, Paragonit und Omphazit. In Metagrauwacken herrschen Quarz und Jadeit vor neben Lawsonit, Phengit, Glaukophan und Chlorit. Typisch für Karbonatgesteine (Marmor) ist das Auftreten von Aragonit, während in Metapeliten Phengit, Paragonit, Carpholit, Chlorit und Quarz kennzeichnend sind.

Blauschiefer
Blauschiefer

Blauschiefer (Glaukophanschiefer);
Jenner, California, USA;
3,4 cm;
Jenner ist bekannt für seine Glaukophanschieder und Ekglogite.

James St John
Blauschiefer
Blauschiefer

Blauschiefer (Glaukophanschiefer) mit Glaukophan und Fuchsit;
Ile de Groix, Groix, Morbihan, Bretagne, France;
8x6 cm

Didier Descouens


Schiefer in situ

Tonschiefer
Tonschiefer

Verwitterter Tonschiefer;
Cerbères, Alberes-Massiv, Pyrenées Orientales, Roussillon, Fankreich

Peter Seroka
Tonschiefer
Tonschiefer

Massive Tonschieferpakete;
, Port de la Selva, Alberes-Massiv, Provinz Girona, Alt-Empordá, Catalunya, Spanien

Peter Seroka
Glimmerschiefer
Glimmerschiefer

Glimmerschiefer; charakteristisches granathaltiges Gestein am Col (Puig) de Costabona, Pyrenäen, Provinz Girona, CAtalunya, Spanien.

Peter Seroka
Glimmerschiefer
Glimmerschiefer

Schieferung in einem Glimmerschiefer;
Banyuls, Alberes-Massiv, Pyrenées Orientales, Roussillon, Fankreich

Peter Seroka
Glimmerschiefer
Glimmerschiefer

Charakteristische Chevronfalten in Glimmerschiefer; Port de la Selva, Alberes Massiv, Girona, Spanien. Chevron-Falten sind auffallend spitzwinklige, symmetrische Knickfalten mit eckigen Faltenschei...

Peter Seroka
Phyllit
Phyllit

Fließfalten eines Phyllits;
Llanca, Alberes-Massiv, Provinz Girona, Alt-Empordá, Catalunya, Spanien. Fließfalten entstehen durch unregelmäßige Faltungen in hochbeweglichen Medien, wobei Verfält...

Peter Seroka
Metamorpher Schiefer
Metamorpher Schiefer

Seljestad, Hardanger, Hordaland, Norwegen

Gerda Wimmer
Schiefergebirge
Schiefergebirge

Ostgipfel des Pico de Ocejón in NE-Guadalajara, Spanien

Seudito
Phyllit
Phyllit

Stark gefaltete Phyllite;
Ordovizische Ben Lidi Grit-Formation, Teil der S-Highland-Gruppe, Dalradia Supergruppe, unterhalb des Ben Lomond, England.

Mikenorton
Tonschiefer
Tonschiefer

Gefaltete Tonschiefer im Barranco del Bacarizal, Col du Portalet, Nationalpark Hohe Pyrenäen, Laruns, Frankreich

Peter Seroka
gefalteter Tonschiefer
gefalteter Tonschiefer

Einsicht in das variszische Harzgrundgebirge unterhalb vom Walbecker Schlossberg

Kupperdroll
Schiefer (Tonschiefer)
Schiefer (Tonschiefer)

Tonschiefer vor der Küste von Cornwall

Si Griffith


Bergbau

Schieferbergbau
Schieferbergbau

Schiefergrube Lehesten im Thüringer Wald;
DeutschesBundesarchiv; Bild: 183-R99806

Deutsches Bundesarchiv
Schiefer - Untertagegrube
Schiefer - Untertagegrube

Mundloch des Dachschieferbergwerk Grube Nordstern & Marcellus in Sauerthal, Rhein-Lahn-Kreis; Erste Betriebszeit 1861-1866. Wiederinbetriebnahme 1920. Endgültige Stilllegung 1953.

Haffitt
Schieferbergbau
Schieferbergbau

Schiefergrube in Bacharach, Rheinland-Pfalz;
Dachschieferbergbau von 1889 bis 1965 Dachscheiferabbau

Haffitt
Schieferbergbau
Schieferbergbau

Schieferabbau in Galizien, Spanien

Stefanie Lindener
Schieferbergbau
Schieferbergbau

Schieferabbau in Maenofferen Blaenau Ffestiniog, Nord-Wales

GFDL
Schieferbergbau
Schieferbergbau

Schiefersteinbruch Penrhyn (slate quarry)
Bethesda, Wales zwischen 1890 und 1905 USLibray of CongressPD

US Library of Congress


Verwendung

Schieferdächer in Monschau
Schieferdächer in Monschau

Schieferdächer in Monschau, Eifel

Turélio at de.wikipedia
Schieferdorf Majaelrayo
Schieferdorf Majaelrayo

Schieferdorf (arquitectura negra), Majaelrayo, Guadalajara, Spanien

Miguel303xm
Schieferarchitektur
Schieferarchitektur

Schieferdächer in Laguiole, Departement Aveyron, Frankreich

France Bea
Schieferdorf Haut Martelange
Schieferdorf Haut Martelange

Eingang des Dorfes Haut-Martelange, Luxemburg

ThiDo73
Schieferarchitektur
Schieferarchitektur

Chateau de Pontivy, Dept. Morbihan, Bretagne, Frankreich.

Mairie de Pontivy
Schieferarchitektur
Schieferarchitektur

Mit Schiefer gedeckte Häuser in Goslar, Harz

Ramessos


Literatur

  • Best, M.G., 1982; Igneous and Metamorphic Petrology. W.H. Freemann & Company, San Francisco, ISBN 0-7167-1335-7, S. 341ff.
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