Original paper

Dimension sandstones of Southwest Germany: occurrence, composition, use and exploration

Werner, Wolfgang; Hoffmann, Benjamin

Abstract

Numerous dimension stone occurrences exist in Southwest Germany. In particular, sandstones of diverse stratigraphic units (Permian-Tertiary) were frequently used for the construction of houses, walls, castles, churches, monasteries etc. The most important sandstone beds are those of the Bunter and the so-called Sandstone Keuper (Lower and Upper Triassic). Dimension sandstones can also be found in the Middle Jurassic and in the Tertiary Molasse Basin in the foreland of the Alpine belt. The use of sandstone in an industrial scale started already in Roman times. More than 1000 sandstone quarries are known in SW-Germany, but only 26 of them are still in operation. About 80 000 tons of workable sandstone were exploited in 2005.Sandstone is especially important for the restoration of the huge number of historical monuments in SW-Germany. But the procurement of domestic dimension stone becomes more and more difficult. The local dimension stone is more expensive than imported material, but frequently the quality of the imported stones is insufficient especially due to the climatic conditions in Central Europe. The closure of local dimension stone quarries results among others in the run out of workable beds and the economic problems of the companies, but also in the variability of modern architectonical conceptions. Most of the quarries are no longer accessible due to weathering, backfilling, the expansion of villages, and other land use.Since the availability of building material, which was used in past centuries, becomes more and more important, the Geological Survey was commissioned to support the exploration for dimension sandstones. Various, often even digital data on the geology, topography, land use, and protection are available to the public and therefore also to those, who are interested in the reopening of abandoned quarries. First projects of temporary reopening and exploitation of historical dimension stone quarries were successfully completed, others are in preparation. Even when these works are complex and time-consuming - they are necessary to maintain cultural heritage.

Kurzfassung

Die geologische Entwicklung in Südwestdeutschland - vor allem die rasche tektonische Hebung und Erosion seit dem höchsten Oberjura - führte dazu, dass im weiteren Umfeld der variszischen Grundgebirgsaufbrüche von Schwarzwald und Odenwald alle in den letzten rund 300 Mio. Jahren gebildeten sedimentären Formationen angeschnitten wurden. Bausandsteinführende Schichten sind im Schichtstufenland besonders in der Trias (Buntsandstein und Sandsteinkeuper), untergeordnet auch im Braunjura zu finden. Tertiäre Kalksandsteine treten im Voralpenland und im südlichen Oberrheingraben auf. Die industrielle Nutzung der Bausandsteinvorkommen begann schon zu römischer Zeit. Über 1000 Sandsteinbrüche sind heute nachweisbar, von denen derzeit aber nur noch 27 in Betrieb sind. In 25 weiteren Steinbrüchen werden andere werksteinfähige Gesteine wie Granit, Muschelkalk, Weißjurakalkstein, Süßwasserkalkstein oder Travertin gewonnen. In Baden-Württemberg wurden z. B. im Jahr 2005 insgesamt rund 150 000 t bearbeitungstaugliche Gesteine gebrochen, wovon rund 80 000 t Sandsteine waren.Die Gründe für die Auflassung von Werksteinbrüchen sind vielfältig - sie reichen von der Erschöpfung der Lagerstätte, der Ausdehnung von Siedlungsflächen sowie von Natur- und Wasserschutzgebieten bis hin zum Wandel in den architektonischen Vorstellungen.Zudem sind wegen der für humide Klimabereiche typischen raschen Verwitterung und Bodenbildung die meisten alten Abbauwände nicht oder nur noch in kleinen Teilen zugänglich. Die Prospektion auf verbliebene Sandsteinlagerstätten und die Wiederinbetriebnahme alter Brüche gestalten sich daher schwierig. Sanierungsmaßnahmen am immensen denkmalgeschützten Baubestand des Landes treffen somit auf eklatante Beschaffungsprobleme. Hinzu kommt, dass einheimisches Material im Vergleich zu importierten Werksteinen teuer geworden ist. Ein Ausweichen auf Sandsteine aus anderen Ländern ist aber nicht nur vom Standpunkt des Denkmalschützers problematisch, auch das Verwitterungsverhalten der Gesteine ist unter den humiden mitteleuropäischen Klimabedingungen oft ungünstig.Die Prospektion auf einheimische Sandsteinvorkommen erhielt in den letzten Jahren durch neue Techniken und die Erkundungsarbeiten zum Rohstoffsicherungskonzept der Landesregierung Baden-Württembergs neue Impulse. Interessenten an einer Wiedereröffnung alter Brüche können auf zahlreiche, meist auch digital verfügbare Informationen zur Landesgeologie, Topographie, Landnutzung und zur Abgrenzung von Schutzgebieten zurückgreifen. Laufende Erkundungsprogramme und Prüfaufträge der Denkmalverwaltung bringen neue Erkenntnisse hinsichtlich der gesteinsphysikalischen Parameter. Erste erfolgreiche, obgleich zeitintensive Arbeiten zur Gewinnung von Austauschmaterial für wichtige Bauwerke aus historisch betriebenen Steinbrüchen haben stattgefunden, weitere sind in Vorbereitung (Lepper 1997, Singewald 1992, Weber et al. 2001).

Keywords

dimension sandstonemesozoictertiaryexploitationexplorationrestoration of historical monumentssouthwest germany