Quarzit

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OrdovizischerQuarzit-Aufschluss imCache County,Utah
Büste desAmenophis III.aus Quarzit

Quarzitesind fein- bis mittelkörnigemetamorphe Gesteine,die mitQuarzgehalten ab 98 Prozent definiert sind. Sie zeichnen sich durch relativ große Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen aus.

Die BezeichnungQuarzitwird in vielen Fällen nicht ganz zutreffend aufSandsteineangewendet, die infolge einerZementationdurchKieselsäure(Verkieselung) ähnlich hart sind wie echter Quarzit. Ein selten verwendeter Name für dieseKieselgesteineistZementquarzit.[1]

Aussehen und Eigenschaften

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Reiner Quarzit besitzt in vielen Fällen eine weißgraue oder weiße Farbe, so etwa der aus Italien stammende Silberquarzit. Gelbe und rote Farben werden durch Beimengungen vonEisenmineralienverursacht. Die häufig vorkommenden gelben Varianten werden durch das oft in den Ursprungsgesteinen vorhandene MineralLimonitverursacht. Durch Verunreinigungen vonMagnetitundPyritist Quarzit manchmal braun oder grau gefärbt, seltener sind Farben wie dunkelgrün oder graublau. Das MineralDumortieritoderKyanitfärbt die Quarzite bläulich bis blau.

Quarzit besteht im Wesentlichen aus miteinander verbundenen,rekristallisiertenQuarzkörnern, die durchDrucklösungan den Korngrenzenversintertsind. Je nachMetamorphosegrad können zum Teil sehr harte und spröde Gesteine entstehen, bei schwach metamorphen Quarziten kann es jedoch durchaus zu geringer Abrieb- und Frostresistenz kommen. Auch könnenSedimentstrukturendes Ursprungsgesteins, wie z. B.RippelmarkenoderSchrägschichtung,erhalten geblieben sein.

Eine seltene Varietät des Quarzits ist der (bedingt durch einen hohen Gehalt anSchichtsilikaten) biegsameItakolumitoderGelenkquarz.

Entstehung

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Quarzit entsteht durchMetamorphosemeistens ausSandstein,aber auchKieselschiefer,RadiolariteoderHornsteinsind als Ausgangsgestein möglich. Durch eine Kombination vonDruck,Temperaturund mechanischer Belastung werden die einzelnen Quarzkörner dabei durch Drucklösung deformiert, und ihrKristallgitterbeginnt, sich neu zu ordnen. Bei dieserRekristallisationwachsen sie über ihre ursprünglichen Korngrenzen hinaus (siehe dasDünnschliff-Bild der ehemaligen Quarzkörner) und bilden eine dicht vernetzte Struktur. Die ursprünglichen Porenräume und das Sedimentgefüge sind, je nach Grad der Metamorphose, fast vollständig verschwunden. Sind im Ursprungsgestein Tonbestandteile enthalten, entstehen Glimmerminerale, wie silbrigerMuskovitoder grünlicherPhengit.Dabei entsteht durch eine ausgerichtete Druckrichtung das lagige Gefüge, das sich aufspalten lässt. Im Ursprungsgestein vorhandene organische Bestandteile (kohlige Anteile) werden unter anderem in Graphit umgewandelt. Die übrigen aus anorganischer Substanz bestehenden Fossilienteile werden „abgebaut “und sind in echten Quarziten nicht mehr vorhanden. Entsprechend geologischer Forschung beginnt die „quarzitische Metamorphose in einer Versenkungstiefe von 600 Metern und bei über 200 °C “.[2]

Neben der Farbe ist die Spaltbarkeit ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal von Quarzitvarianten. Blockquarzit, wie er zum Beispiel in der Nähe von Wasa (Schweden) abgebaut wird, oder der blaueAzul Macaubasaus Brasilien, ist schwer spaltbar. Spaltbare Quarzite entstehen in der Regel durch Regionalmetamorphose:orthogonalzur Druckrichtung bilden sichGlimmer,die hinterher als dünne Trennlagen die Spaltrichtung vorgeben, ein Prozess, wie er ähnlich bei der Bildung vonSchieferabläuft. Die Ablagerungsrichtung ist relevant für die Spaltrichtung und Nutzbarkeit, dieFrostbeständigkeitwird dadurch nicht beeinflusst.

Vorkommen

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Quarzit Masi mit hohem Gehalt anFuchsit(Norwegen)
Dumortierit-QuarzitAzul do Macaubas(Brasilien), 260 cm × 90 cm
Napoleons Sarkophag imInvalidendomaus rotbraunemSchokschinsk-Quarzit

Quarzit ist weltweit verbreitet und in metamorph überprägtenOrogenkomplexenein häufiges Gestein. Vorkommen in Europa sind etwa die zahlreichen Quarzitvorkommen in denAlpenoder zum Beispiel die Quarzitvorkommen in Spanien (Córdoba,Segovia), Bulgarien (Balkangebirge) oder in Skandinavien. Quarzite kommen in vielen der altenKratonevor, so unter anderem etwa am Jebel-Uweinat im Ost-Sahara-Kraton in Ägypten,[3]im São-Francisco-Kraton inBrasilien[4]oder in der Kaniapiskau-Supergroup des Labradorbeckens am Nordostrand des Superior-Kratons in Nordamerika.[5]Quarzite findet man auch gelegentlich alseiszeitlichesGeschiebein Norddeutschland, sie stammen aus metamorphen Serien in Schweden und Norwegen. Die im Natursteinsektor von Deutschland am häufigsten verwendeten Gesteine dieser Gruppe sind der Alta Quarzit ausAlta (Norwegen)und die exklusiven und hochpreisigen blauen Sorten aus dem Bundesstaat Bahia in Brasilien (Azul Do Macaubas,Azul Imperial) sowie aus Skandinavien (Caribbean Blue).

Viele der gemeinhin als Quarzit bezeichneten Gesteine sind keine echten Quarzite, sondern durch Kieselsäure verfestigte Sandsteine. In Deutschland sind solche „Quarzite “oder „Felsquarzite “unter anderem derTaunusquarzitimRheinischen Schiefergebirgezu beiden Seiten desMittelrheintalesimTaunusund imHunsrück.Weitere Vorkommen befinden sich in derEifel,imWesterwaldund östlich davon in derHörre.[6]Des Weiteren ist Quarzitsandstein imWestharzaufgeschlossen; dort ist er leicht rötlich gefärbt und wird alsAcker-Bruchberg-Quarzitbezeichnet. Außerhalb Deutschlands tragen ebenfalls viele verkieselte Sandsteine den Namen Quarzit, so etwa in derBretagne(Armorikanischer Quarzit) oder die „Quarzite “desKambriumsin derMontagne Noire(Mur quartzeux).

Ein nennenswertes Beispiel für europäische Dekorationsgesteine dieser Art ist die SorteSchokschinskaus einer Gewinnungsstelle am Westufer desOnegasees.Dieser Naturstein wurde u. a. für den Sarkophag Napoleons (Invalidendom) und für den oberenPortikusdesLenin-Mausoleumsin Moskau verwendet.

Wirtschaftliche Bedeutung und Verwendung

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Steinwerkzeuge des oberenPaläolithikums,Mutzig,Frankreich

Aufgrund seiner Härte war Quarzit schon in derSteinzeitein recht brauchbarer Ersatz fürFeuerstein.Viele Werkzeugfunde aus dieser Zeit bestehen aus Quarzit, sowohl aus echtem Quarzit als auch aus hartem, verkieseltem Sandstein. DieLübbensteinesind zwei Megalithanlagen aus der Jungsteinzeit, deren Entstehung in die Zeit um 3500 v. Chr. datiert werden kann. Ihr Material sind lokaleBraunkohlenquarzite.

In Ägypten wurde verkieselter Sandstein, aber auch echter Quarzit, vielfach in Architektur und Kunst verwendet. Beispiele dafür sind die Särge derHatschepsutoder desTutenchamun,die aus einem großen Block gehauen wurden, oder dieMemnonkolosseim Tempel desAmenophis III.inLuxor.Die antiken Abbauareale sind bis in die Zeit des Römischen Imperiums genutzt worden. Es handelt sich hauptsächlich um zwei Lokalitäten, amGebel el-Ahmar(östl. Nilufer) nordöstlich von Kairo sowie am Gebel Gulab/Gebel Tingar (westl. Nilufer) bei Assuan. An den genannten Erhebungen sind jeweils mehrere Gewinnungsstellen nachweisbar. Es wurde u. a. mitDoleritwerkzeugengearbeitet.[7]

Quarzit ist heute ein Rohstoff für die quarzverarbeitende Industrie. Für die normale Glasherstellung werden keine Quarzite, sondernGranitgrusverwendet. Fein gemahlen wird Quarzit für die Herstellung optischer Spezialgläser verwendet oder als Füllstoff bei der Herstellung von feuerfestem Material. Besondere Bedeutung besitzt Quarzit heute im Baubereich.

Quarzit als Naturwerkstein

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Insbesondere alsNatursteinfinden viele Quarzite Verwendung. Im Handel existieren zahlreiche Varietäten, die unter eigenen Namen gehandelt werden.

Quarzit im Innenbereich

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Hochdichte Spaltquarzite wieAlta Quarzitfinden in hochbelasteten Bereichen als Bodenbelag ihre Anwendung (zum Beispiel am Flughafen Leipzig), meist in naturrauer Ausbildung, seltener in geschliffener Form. Als Küchenarbeitsplatte kommen Blockquarzite zur Anwendung.

Die Eignung als Dekorbaustoff hängt nicht so stark von der Mineralzusammensetzung ab, sondern eher vom Metamorphosegrad und der Porenradienverteilung.Wasaquarzitin Rot undAzul do Macaubasin Blau sind relativ stabile Gesteine. Rosa Quarzit aus Brasilien wird kaum noch verwendet, da er sich einerseits durch Mörtelwasser irreversibel verfärben kann und durch die ungünstige Porenradienverteilung flüssigen Schmutz sehr leicht aufnimmt. Wie bei jedem Umwandlungsgestein ist die Mineralstruktur inhomogen. Gesteine wieAzul do Macaubaskönnen das MineralSerizitenthalten, das instabil ist. Mit Wasser und CO2bilden sich in diesem und anderen Quarziten weiße Flecken, die nicht mehr entfernbar sind. Nassbereiche sollten deshalb nicht mit diesem Quarzit ausgeführt werden. Einige Varietäten wieAlta QuarzitoderAlbino Yellowaus Brasilien sind dagegen im Bad relativ problemlos zu verwenden.

Quarzit im Außenbereich

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Alta-Quarzit, spaltrau, 23 cm × 15 cm,Alta

Auch hier ist Alta Quarzit ein sehr beständiges Material. Die geringe Porosität führt bei diesem Quarzit dazu, dass sich auch auf derWetterseitekeine Moose festsetzen können. Je nach Porosität können bestimmte Quarzitsorten durchaus durch mikrobiologische Besiedlung, Frostwechsel und Tausalz gesprengt werden.

Chemische Beständigkeit

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Generell sind dieQuarzerelativ stabil, die farbgebenden Komponenten sind meistens der Schwachpunkt im Hinsicht auf die Beständigkeit gegenüber Chemikalien. Gelbliche Quarzite reagieren zum Teil sehr empfindlich aufSalz-oderPhosphorsäure.Flusssäuregreift generell Quarzite an.Amidosulfonsäurekann dagegen bedenkenlos zur Kalkentfernung eingesetzt werden.

Im alkalischen Bereich gilt das fast genauso. Universalgrundreiniger auf Ammoniakbasis, die einen max. pH-Wert von 10,5 erreichen, greifen im Allgemeinen Quarzite nicht an. Hochalkalische Produkte, dieNatron-oderKalilaugeenthalten, schädigen nicht nur die Quarze, sondern auch hier wieder die farbgebenden Mineralien. Haushaltsmittel wie Backofenreiniger enthalten schädigende Hochalkalien. Zu den Hochalkalien gehört auchCalciumhydroxidaus dem Mörtel, das Eisenmineralien aufbrechen kann. Dadurch kann mit dem Transportmittel Wasser freies Eisen an die Oberfläche transportiert werden, das dort mit dem Sauerstoff sichtbareEisenoxidebildet.

Besonderheiten bei der Verlegung

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Ist das Gestein hochdicht, d. h. sehr geringporös, sollte davon ausgegangen werden, dass einHaftanstrichauf den Unterseiten und unter Umständen auch an den Kanten der Platten notwendig ist. Ein Abriss vom Mörtelbett ist bei hochdichten Quarziten nicht selten. Ursache dafür ist die mangelnde mechanische Verzahnung des ausgehärteten Mörtels mit dem Quarzit aufgrund der geringen Porosität. BeiRosa Quarzittreten sehr häufig chemisch bedingte Verfärbungen durch die Verlegemittel auf – dafür ist die Mörtelhaftung sehr gut. Deshalb sollte vor einer Verlegung von Quarziten der Mörtelhersteller kontaktiert werden. In Außenbereichen oder aufFußbodenheizungenist dieWärmeausdehnungein weiterer wichtiger Faktor. Quarzite haben den höchsten Ausdehnungskoeffizienten aller technisch verwendeter Natursteine. Das sollte bei der Bemessung der Dehnungsfugen und der Auswahl der Unterkonstruktion berücksichtigt werden.

Natursteinsorten

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Quarzit-Oberflächen

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Siehe auch

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Literatur

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  • Gerhard H. Eisbacher:Nordamerika.Geologie der Erde, Band 2, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart 1988.ISBN 3-432-96901-5
  • Herbert Fahrenkrog:Naturstein im Alltag,ISBN 978-3-7667-1729-0,Callwey, München 2007.
  • Karlfried Fuchs:Natursteine als aller Welt, entdecken, bestimmen, anwenden.Callwey, München 1997.
  • Rosemarie Klemm,Dietrich Klemm:Steine und Steinbrüche im Alten Ägypten.Berlin, Heidelberg (Springer-Verlag) 1993.
  • Werner Zeil:Südamerika.Geologie der Erde, Band 1, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart 1986.ISBN 3-432-95861-7
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Commons:Quarzit– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

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  1. ↑Quarzit.In:MineralienatlasLexikon.Geolitho Stiftung,abgerufen am 4. August 2018.
  2. ↑Karlfried Fuchs: Natursteine, S. XI (siehe Literatur)
  3. ↑Katharina Wulff:Petrographische Kartierung von granulitfaziellen Gestein im Jebel Uweinat Basement, SW Ägypten.(PDF; 20 KB) Diplomarbeit (Kurzfassung). In:ifg.uni-kiel.de.Institut für Geowissenschaften, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, 2003, archiviert vomOriginalam22. Dezember 2016;abgerufen am 21. Januar 2023.
  4. ↑Vgl. Werner Zeil:Südamerika,S. 34ff (siehe Literatur)
  5. ↑Vgl. Gerhard H. Eisbacher:Nordamerika,S. 34 (siehe Literatur)
  6. ↑Franz-Josef Sehr:Seit 25 Jahren Heimatgedächtnis.Die Obertiefenbacher Heimatstube. In: Kreisausschuss des Landkreises Limburg-Weilburg (Hrsg.):Jahrbuch für den Landkreis Limburg-Weilburg 2023.Limburg 2022,ISBN 978-3-927006-59-1,S.153–157.
  7. ↑Rosemarie Klemm; Dietrich D. Klemm: Steine, S. 283–303 (siehe Literatur)
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