Schwarzschiefer

Schwarzschiefer sind pelitische (tonige) Absatzgesteine, so genannte Sedimentite, maritimen Ursprungs. Es handelt sich nicht um echte Schiefer, sondern ihre Spaltflächen entsprechen den Sedimentationsschichten.

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Zusammensetzung

Typisch für Schwarzschiefer ist dessen Gehalt an Kohlenstoff, der dem Gestein seine Farbe verleiht. Neben Tonmineralen als Grundbaustoff enthält Schwarzschiefer häufig auch Quarz bzw. Kieselsäuregel, Feldspate und Glimmerarten, alle sehr fein verteilt, häufig auch Pyrit, Markasit, Phosphorit, und zahlreiche Metalle wie Eisen und andere Schwermetalle.

Entstehung

Schwarzschiefer entstehen 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 führt einerseits zum unvollständigen Zersetzen toter Organismen und deren Inkohlung im schlammigen Ton des Meeresbodens, was dem späteren Schiefer die typische Schwärze verleiht. 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 Schwarzschiefer bildet sich aus den schichtigen, schiefrigen Tonlagen durch schwache Regionalmetamorphose bei geringem Druck über lange Zeiträume.

Schwarzschiefer sind oft fossilienführend. Fossilien sind untypisch für echte Schiefer, weil diese entsprechend ihrer Definition durch Gesteinsmetamorphose veränderte Sedimente sind, ihre Spaltflächen durch hohen Druck entstehen und die ursprünglich vorhandenen Fossilien dabei verloren gehen. Dagegen steht Schwarzschiefer im Übergangsbereich vom Schieferton zum Tonschiefer und ist nur geringfügig metamorph geprägt, seine Spaltflächen sind die Sedimentschichtflächen. Man spricht nur deshalb auch in diesem Fall von Schiefer, weil Schwarzschiefer die für Schiefer typische gute Spaltbarkeit aufweist.

Alter

Schwarzschiefer sind oft recht alt und stammen aus dem Paläozoikum, dem Erdaltertum, von Kambrium über Ordovizium, Silur, Devon und Karbon bis zum Perm. Schwarzschiefer stammen aber auch aus dem Jura. Auch heute gibt es Orte, wo sich Faulschlamm ablagert, aus dem sich einmal Schwarzschiefer bilden könnte, zum Beispiel im Schwarzen Meer. Das Schwarze Meer (griechisch: Pontos Euxeinos) ist namensgebend für den geologischen Ausdruck euxinisch mit dem man sauerstoffarmes Milieu bezeichnet.

Einteilung

Nach Fossilienführung

• Der Burgess-Schiefer aus dem Kambrium Kanadas (British Columbia) ist berühmt für den guten Erhaltungszustand und Reichtum seiner Fossilien. Mit seiner Entdeckung eröffnete sich den Paläontologen die ferne Welt der ersten komplexen Ökosysteme, er gilt als das Fenster zum Kambrium.
• Die Alaunschiefer Skandinaviens des mittleren und oberen Kambrium Skandinaviens, in die Kalkknollen (Orsten) eingelagert sind.
• Graptolithenschiefer stammen aus dem Ordovizium und Silur und enthalten deren typische Leitfossilien, die Graptolithen (siehe Bild).
• Bundenbacher Schieferaus dem Devon des Hunsrücks.
• Posidonienschiefer, zum Beispiel Holzmadener Schiefer (Lias ε).

Nach wirtschaftlicher Nutzung

• Kupferschiefer enthalten Kupferkies (Chalcopyrit) in abbauwürdigen Mengen.
• Auch der Rohstoff für Kernkraftwerke und Atombomben, das Uran, wurde aus tiefen Schwarzschiefer-Schichten und dem darunter liegenden Lederschiefer vor allem in Ostthüringen gewonnen. Die rekultivierten Abbaugebiete im Raum Gera und Ronneburg bilden im Jahr 2007 die Kulisse der Bundesgartenschau.
• Aus phyrithaltigem Alaunschiefer gewann man in historischen Alaunwerken Alaune und Vitriole, später auch Schwefelsäure, im 18. Jahrhundert Vitriolöl genannt.
• Ölschiefer und Bitumenschiefer dienten hier und da auch als Energiequelle. Ein Beispiel dafür ist der estnische Kuckersit (ordovizischer Ölschiefer).

Literatur

L. Bauer, F. Tvrz: Der Kosmos-Mineralienführer, Gondrom Verlag, Bindlach, 1993, ISBN 3-8112-1115-3

Chris Pellant: Steine und Mineralien, 4. Auflage, Urania Verlag 2002, ISBN 3-332-00998-2

Rudolf Jubelt, Peter Schreiter: Gesteinsbestimmungsbuch, 8. Auflage, VEB Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1987, ISBN 3-342-00239-5

Siehe auch

• Erdöl
• Ölschiefer, Asphalt
• Posidonienschiefer
• Pyrit
• Schwarzes Meer