In den verschiedenen Regionen der Erde befinden sich viele unterschiedliche Gesteinsarten. Neben Beispielen wie Granit, Basalt und Gneis gibt es auch Sandstein. Etliche Gebäude in Deutschland bestehen tatsächlich aus Sandstein.
Doch woher kommt dieser Gesteinsart? Was für eine Verwendung hat Sandstein? Wie entsteht Sandstein und wie sieht er aus?
Sandstein – Naturstein
Sandstein ist eine natürlich vorkommende Gesteinsart, weshalb der Sandstein zu den Natursteinen zählt. Ausschlaggebend für die Bezeichnung Sandstein ist das Material, aus dem die Gesteinsart besteht - nämlich aus Sand.
Sand beschreibt ein Lockermaterial, das eine Korngröße zwischen 0,063 und 0,2 Millimeter aufweist und überwiegend aus Quarz besteht.
Sand ist also eine Anhäufung vieler kleiner Quarzkörner und anderer Mineralien. Quarz ist ein hartes Mineral und Hauptbestandteil vieler anderer Gesteinsarten.
Mehr zum Thema Gesteinsarten und Sand findest Du in den gleichnamigen Erklärungen!
Sandstein ist zudem ein Sedimentgestein. Sedimente sind Lockermaterialien, die durch das Wasser und den Wind transportiert werden und aufgrund der Schwerkraft zu Boden sinken. Sedimentgesteine sind dementsprechend Gesteine, die aus Sedimenten bestehen.
Die Definition von Sandstein ist ein natürlich vorkommendes Sedimentgestein, das in seiner Zusammensetzung zu mindestens 50 Prozent aus feinem Sand besteht.
In der Abbildung 1 kannst Du einen Sandstein in der Natur erkennen:
Abb. 1 - Sandstein in der Natur
Sandstein – Arten
Es gibt verschiedene Arten von Sandsteinen. Dazu gehören:
- Quarzsandstein
- Arkose
- Grauwacke
- Kalksandstein
Die Arten von Sandstein unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung aus Quarzsand und anderen Mineralien wie Kaolinit, Chlorit, Kalk oder Glimmer.
Quarzsandstein ist die Sandsteinart mit dem höchsten Quarzanteil. Der Quarzanteil im Quarzsandstein liegt bei über 90 Prozent.
Arkose dagegen besitzt einen rund 25-prozentigen Anteil an Kaolinit und erscheint in einem gräulich bis rötlichen Farbton.
Grauwacke unterscheidet sich nur gering von der Arkose. Die Grauwacke besitzt im Gegensatz zur Arkose einen Anteil an Glimmer und Chlorit.
Kalksandstein ist durch seinen Kalkanteil von anderen Sandsteinarten zu unterscheiden. Auch wenn Kalksandstein in der Natur vorkommt, wird er für die Bauindustrie künstlich hergestellt. Die Mischung von Kalksandstein besteht aus Sand, Kalk und Wasser.
Kalkstein zählt nicht zu den Sandsteinen, auch wenn bei sandkorngroßen Kalkkörnern häufig von Kalksand gesprochen wird.
Zudem werden Sandsteine oftmals nach Vorkommen und Abbauort benannt. Bei den meisten dieser Sandsteine handelt es sich um Quarzsandsteine. So gibt es unter anderem:
- Ibbenbürener Sandstein (Baden-Württemberg, Deutschland)
- Elbsandstein (Sachsen, Tschechien)
- Tafelbergsandstein (Südafrika)
- Hawkesbury-Sandstein (New South Wales, Australien)
Sandstein – Entstehung
Sandstein entsteht grundsätzlich durch die Verfestigung von Sand und anderen Mineralien wie Kaolinit, Chlorit, Kalk, Glimmer, Goethit, Hämatit, Pyrit und Limonit.
Der Sand, aus dem Sandstein besteht, entsteht durch physikalische und chemische Verwitterung von Quarz und anderen Mineralien, in Meeren und Flüssen, aber auch auf dem Festland.
Bei der Verwitterung werden Gesteine durch Organismen, Sonnenstrahlen oder Frost zersetzt, wodurch sich die physikalischen, chemischen und mineralogischen Eigenschaften des Gesteins verändern.
Genaueres zu Verwitterung findest Du in der passenden Erklärung dazu. Schau sie Dir gerne im Anschluss an.
Durch Wind und die Strömung der Flüsse werden der Sand und andere Sedimente dann bis auf das Festland transportiert. Dort lagern sie sich ab.
Aufgrund des immer wieder neu antransportierten Materials entsteht so Druck, der auf den darunter liegenden Sand wirkt, wodurch er zusammengepresst und verfestigt wird. Dieser Prozess wird als Diagenese bezeichnet.
Der Prozess der Diagenese wiederholt sich ständig: Neues Sediment presst das darunter liegende Material zusammen, bis dieses wiederum von neuem Sediment zusammengepresst wird. Dadurch kommt es zu vielen Sedimentschichten.
Diese Schichten zeigen sich in der Natur als horizontal verlaufende Rillen im Sandstein.
Durch den Druck der Sedimentschichten wird überschüssiges Wasser aus dem abgelagertem Sediment herausgepresst. Dabei kommt es folglich zur Zementation des Materials. Zementation kann als die Verfestigung oder Verkittung – das Verkleben – von lockerem Sand und anderen Beimengungen von Sedimenten wie Ton oder Geröll verstanden werden. Dabei wird aus dem ursprünglich lockeren Sand mit der Zeit ein festes Gestein.
Der Entstehungsprozess von Sandstein verläuft unterschiedlich schnell und kann mehrere Jahrzehnte oder Jahrmillionen andauern.
Sandstein – Eigenschaften
Generell wird jedes Gestein als Sandstein bezeichnet, dass einen Sandanteil von über 50 Prozent hat. Sprich, wenn die Hälfte des Gesteins aus Sand besteht, dann ist es ein Sandstein.
Bei dem Sand handelt es sich meist um Quarzsand. Neben dem Sandanteil bestehen Sandsteine weiter aus den Mineralien Kaolinit, Chlorit, Kalk, Glimmer, Goethit, Hämatit, Pyrit oder Limonit.
Durch die Schichtung der Sedimente bei der Entstehung von Sandstein kann es zu abgrenzbaren Steinbänken kommen. Zwischen diesen Schichten lassen sich oftmals Fossilen von Pflanzen und Tieren finde, die während der Aufschichtung im Gestein eingeschlossen wurden.
Fossilien sind Überreste von Pflanzen und Tieren, die über Jahrtausende durch den Entzug von Sauerstoff konserviert, also haltbar gemacht wurden.
Solche pflanzlichen und tierischen Überreste können bereits mehrere Millionen Jahre im Sandstein eingeschlossen sein.
Wie so etwas aussehen kann, siehst Du in der folgenden Abbildung:
Abb. 2 - Fossil im Sandstein
Sandstein – Farbe
Sandstein kann in Abhängigkeit von verschiedenen mineralischen und nicht mineralischen Bestandteilen unterschiedliche Farben annehmen. Die Farbe des Sandsteins kann gelb bis braun, über rötlich und grünlich-blau oder grau-schwarz sein.
| Farbe | verantwortliches Mineral |
| beige bis braun | Limonit (Gestein mit Eisenoxiden) |
| grünlich bis bläulich | Glaukonit |
| rot | Eisen, vor allem Eisenoxide |
| dunkelgrau bis schwarz | Goethit, Hämatit, Pyrit |
Tabelle 1 - Farben von Sandstein und die dafür verantwortlichen Mineralien. Quelle: steine-und-minerale.de.2
Sandstein – Härte
Die Härte von Sandstein kann unterschiedlich sein. Manche Sandsteine sind weich und locker, also vorwiegend porös. Andere Sandsteine können dagegen massig und fest sein.
Die Härte von Steinen wird mithilfe der Mohs-Skala bestimmt. Sie geht auf den Mineralogen Friedrich Mohs zurück, der eine Härteskala von 1 bis 10 entwickelte. Der Grad 1 steht für sehr weich und der Grad 10 für sehr hart.
Die Härte von Gesteinen wird dabei mithilfe der Ritzbarkeit bestimmt. Je härter das verwendete Material ist, das zum Bearbeiten des Gesteins verwendet werden muss, desto härter ist das Gestein.
Das Porenvolumen von Sandstein beträgt etwa 25 Prozent.
Das Porenvolumen bezeichnet den mit Luft oder Wasser gefüllten Hohlraum in Böden und Gesteinen.
Im Vergleich zu anderen Gesteinen ist das Porenvolumen von Sandstein sehr hoch. Folglich bleibt die Oberfläche von Sandstein beim Abschleifen rau und grob, bei anderen Gesteinen wäre sie glatt.
Sandstein gehört sowohl zu den Hartgesteinen, als zu Weichgesteinen. Das ist davon abhängig, wie viel Quarz im Sandstein enthalten ist, da Quarz zu den harten Mineralien gehört. Als Hartgestein zählt Sandstein dann, wenn es einen Quarzanteil von über 90 Prozent hat.
Demnach ist Quarzsandstein die einzige Sandsteinart, die ein Hartgestein ist.
Sandstein – Vorkommen
Sandstein ist ein natürlich vorkommender Naturstein und ist auf allen Kontinente der Erde verbreitet. Die Sandsteinablagerungen sind insbesondere an Flüssen, Seen und Stränden zu finden, da hier vermehrt Sedimente wie Sand aus dem Wasser transportiert und abgelagert werden.
Allerdings kommen Sandsteine auch in der Wüste wie der Sahara vor.
Die Sahara zählt zu den weltweit größten Sandwüsten und besteht überwiegend aus Sand und Sandsteinen. Der Sand wird dorthin über den Wind transportiert, da es in der Sandwüste selten Flüsse gibt, die Sedimente mitführen könnten.
Auch in Deutschland ist Sandstein zu finden. Die größten Vorkommen befinden sich in folgenden Regionen:
- Mansfelder Land
- Elbsandsteingebirge
- Harz
- Eifel
- Taunus
- Spessart
- Schwarzwald
- Sauerland
- Hunsrück
- Taunus
- Schwäbische Alb
- Fichtelgebirge
- Oberrhein
- Alpenvorland
Das Elbsandsteingebirge in der Sächsischen Schweiz ist das größte Sandsteingebirge in Europa, das hauptsächlich aus Sandstein besteht und sich vor etwa 8 Millionen Jahren bildete.
Sandstein – Verwendung
Die Verwendung von Sandstein ist vor allem in der Bauindustrie häufig. Der Einsatz von Sandstein in der Bauindustrie ist vielfältig, er wird zum Bau von Gebäuden, als Fliese für den Innen- und Außenbereich, den Bau von Skulpturen oder im Straßenbau für Gehwege verwendet.
Ein berühmtes Sandsteinbauwerk ist die Frauenkirche in Dresden. Diese Sandsteinkirche gilt mit 91,23 Meter als eine der größten Steinbauten der Erde. 1
In der folgenden Abbildung 3 kannst Du die Frauenkirche in Dresden sehen:
Abb. 3 - Die Frauenkirche in Dresden
Weitere Sehenswürdigkeiten, die aus Sandstein bestehen, sind unter anderem das Brandenburger Tor in Berlin, das Kolosseum in Rom und zum großen Teil auch der Kölner Dom.
Früher wurde Sandstein häufiger als Baumaterial genutzt als heute, denn Sandstein konnte vielerorts abgebaut werden und war leicht zu bearbeiten. Heute werden vorwiegend kostengünstigere Materialien wie Ziegel oder Kalksandstein genutzt.
Sandstein – Das Wichtigste
- Sandstein ist ein natürlich vorkommender Sedimentgestein, der in seiner Zusammensetzung zu mindestens 50 Prozent aus feinem Sand besteht. Er besteht zudem aus Glimmer, Calcit, Glaukonit, Hämatit oder Goethit.
- Sandstein entsteht durch die Ablagerung und Zementation von Sand und anderen Mineralien.
- Es gibt Quarzsandstein, Arkose, Grauwacke und Kalksandstein als Sandsteinarten.
- Sandstein kann sowohl weich und porös als auch massig und fest sein.
- Die Verwendung von Sandstein ist häufig in der Bauindustrie vorzufinden.
Nachweise
- frauenkirche-dresden.de: Bauwerksdaten. (21.10.2022)
- steine-und-minerale.de: Sandstein. (21.10.2022)
- t-online.de: Sandstein. (24.10.2022)
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