Gips im Landkreis Nordhausen - Hans-Jürgen Reinhardt - E-Book

Gips im Landkreis Nordhausen E-Book

Hans-Jürgen Reinhardt

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Beschreibung

Der Südrand des Harzes im Landkreis Nordhausen ist durch sanfte bewaldete Hügel geprägt. Es handelt sich um eine Gipskarstlandschaft, die im Verlauf der erdgeschichtlichen Entwicklung über Jahrmillionen entstand. Die Geschichte des Gipses im Landkreis Nordhausen hat eine mehr als 150-jährige Tradition. Sie wird von der Entstehung, über die Lagerstätten, den Abbau, die Verarbeitung und den Anwendungen zusammenfassend behandelt. Besonderes Augenmerk wird auf die Herausbildung der Gipsindustrie in der Gründerzeit, die Anwendungsmöglichkeiten von Gips und Anhydrit sowie die aktuelle Situation der Gipsindustrie gelegt. Die Grundzüge der Rekultivierung und Renaturierung von stillgelegten Gipsabbaugebieten werden auch kurz dargestellt, weil sie von großer Bedeutung für die Wiederherstellung einer natürlichen, nutzbaren Landschaft sind.

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Seitenzahl: 65

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Bild auf dem Cover:

Blick vom Karstwanderweg auf den Gipsabbau im Kohnstein, 2020 (Foto: Hans-Jürgen Reinhardt)

Inhaltsverzeichnis

Allgemeines

Gips und seine Erscheinungsformen

Entstehung der Gipsvorkommen

Die Gipskarstlandschaft und ihre Charakteristika

Lagerstätten im Landkreis Nordhausen

Gipsabbau

Technologien der Gipsverarbeitung

7.1. Allgemeines

7.2. Brennen von Gips

7.3. Zerkleinern von Rohgips und Mahlen von gebranntem Gips

7.4. Gipsfabriken

7.5. Gesamtprozess aus heutiger Sicht

Gipsanwendungen

8.1. Frühzeit

8.2. Mittelalter (5. bis 15. Jahrhundert)

8.3. Ende 16. Jahrhundert bis 18. Jahrhundert (Renaissance, Barock)

8.4. Neunzehntes Jahrhundert

8.5. Neuzeit

Gipsindustrie im Landkreis Nordhausen

9.1. Überblick

9.2. Kohnstein

9.3. Ellrich

9.4. Alter Stolberg

9.5. Ilfeld

9.6. Krimderode

Rekultivierung und Renaturierung

10.1. Allgemeines

10.2. Rekultivierung

10.3. Renaturierung

Zusammenfassung

Verzeichnis der Bilder

Literaturverzeichnis

1. Allgemeines

Das südliche Harzvorland ist durch eine einzigartige Karstlandschaft mit besonderen Tier- und Pflanzenarten (siehe Bild 1) gekennzeichnet. Sie entstand vor allem dadurch, dass Gips sehr gut wasserlöslich ist. Die typischen Karsterscheinungen, wie z. B. Erdfälle, Dolinen, Höhlen und Bachschwinden bildeten sich heraus.

Die Entstehung dieser Landschaft hat vor etwa 250 Mio. Jahren begonnen. Geologisch ist sie durch den Zechstein, der Schichten von Gips und Kalkgestein enthält, geprägt.

Bild 1: Blick von den Hörninger Sattelköpfen in den Harz1

Der Zechsteingürtel des Südharzes, in Bild 2 graublau gekennzeichnet, erstreckt sich von Osterode bis Sangerhausen, über nahezu 100 km. Die Breite liegt zwischen 1 km und 7 km.

Der Gips im Landkreis Nordhausen ist vor allem durch seine Mächtigkeit, Reinheit sowie die einfachen Abbaumöglichkeiten über Tage und den geringen Abraum für die Gipsunternehmen von großer wirtschaftlicher Bedeutung.

Früher wurde der Gips hauptsächlich in kleinen Tagebauen von vielen Firmen gewonnen und meistens vor Ort verarbeitet. Heute wird er in großflächigen Tagebauen von wenigen Firmen abgebaut, wobei die Verarbeitung des abgebauten Gipses meistens nicht im Landkreis Nordhausen stattfindet.

Bild 2: Ausdehnung des Zechsteingürtels2 (graublaues Gebiet)

Schon in der Antike und seit über 2000 Jahren im Südharz wird Gips als Baustoff und für das Kunstgewerbe verwendet. Heute findet Gips in der Form des Dihydrats nicht nur breite Anwendung in der Baustoffindustrie, sondern auch in der Keramikindustrie, Medizin und Kosmetik. Gipsanhydrit wird hauptsächlich zur Herstellung von Estrich, als Füllstoff in der Zementindustrie und bei der Herstellung von Düngemitteln eingesetzt. Auf Grund des zunehmend industriellen Gipsabbaus in wachsenden Mengen verschärft sich der Konflikt zwischen dem Schutz der einzigartigen Karstlandschaft und den Interessen der Gipsunternehmen.

1 Gipskarst-Hörninger Kuppen (Foto: Pressestelle Stadt Nordhausen), https://www.nordhausen.de/tourismus/objekt_lang.php?ObjNr=5581, abgerufen am 03.08.2020

2. Gips3 und seine Erscheinungsformen

Gips ist ein Mineral, das zu der Mineralklasse Sulfate gehört. Man spricht auch von Gipsspat und Calciumsulfat. Die chemische Formel lautet: Ca (SO4) 2 H2O. Es kristallisiert meist in tafelige, prismatische bis nadelige Kristalle, aber auch körnige bis massige Aggregate können entstehen. Gips ist in der Regel farblos oder weiß. Durch Beimengungen kann es auch eine andere Farbe annehmen. Es ist ein sehr weiches Material, die Mohshärte liegt bei 1,5 bis 2. Die Dichte beträgt 2,2 bis 2,4 g/cm3.

Die wasserfreie Form des Gipses (CaSO4) wird Anhydrit genannt, welcher durch Entwässerung des Gipses im Laufe der Erdgeschichte entstand. Der Anhydrit ist härter und schwerer als Gips. Die Mohshärte4 beträgt 3 bis 3,5 und die Dichte liegt bei etwa 3 g/cm3. Wirkt Feuchtigkeit ständig auf Anhydrit ein, so nimmt er Wasser auf und wird zu Gips (siehe Bild 3). Durch die Einlagerung von Kristallwasser kann das Volumen bis zu 50 % zunehmen.

Bild 3: Gipsstein, Steigerthal 2020 (Foto: H.-J. Reinhardt)

Es wird zwischen folgenden Modifikationen des Gipses unterschieden:

Gipsstein oder Dihydrat: CaSO

4

2H

2

O

Bassanit oder Halbhydrat: CaSO

4

½ H

2

O

Man kann ein α-Halbhydrat und ein β-Halbhydrat erzeugen.

Diese Halbhydrate haben unterschiedliche kristalline Formen.

Das führt dazu, dass das α-Halbhydrat für härtere Gipse und β-Halbhydrat für weichere Gipse eingesetzt wird.

Auch beim Anhydrit (CaSO4) gibt es verschiedene Arten:

Anhydrit III (entsteht bei 300° C aus Halbhydrat)

Anhydrit II

s

(schwerlöslich)

Anhydrit II

u

(unlöslich)

Anhydrit I (Hochtemperaturmodifikation, entsteht bei 1180°C).

Bild 4: Alabasterknolle, Rüdigsdorf 2020 (Foto: H.-J. Reinhardt)

Gips wurde in unterschiedlichen Kristallformen bzw. Modifikationen gefunden. Eine besondere Modifikation sind die Alabasterknollen, die aus reinem Gips bestehen. Bild 4 zeigt eine Alabasterknolle, wie sie in Rüdigsdorf zu sehen ist. Alabaster ist die mikrokristalline Varietät des Gipses. Die Farbe ist meistens weiß, kann auch gelb, braun, rosa oder grau sein. Der Glanz ist glasartig bis seidig. Die Transparenz bewegt sich zwischen undurchsichtig und durchscheinend. Auf Grund der besonderen Eigenschaften wurde Alabaster vor allem für künstlerische Arbeiten verwendet.

Bild 5: Selenit aus Lubin, Polen5

Eine weitere Varietät ist das Marienglas. Es wird auch als Frauenglas, Selenit (siehe Bild 5) oder Spiegelglas bezeichnet. Es handelt sich um ein wasserhaltiges Calciumsulfat (CaSO4 2 H2O), welches auf Grund seiner großen Reinheit durchsichtig ist. Weiterhin lassen sich die durchsichtigen Kristalle leicht in dünne Blättchen spalten. Marienglas wurde im Alten Stolberg in der Nähe von Stempeda am Spatenberg gewonnen. Im Mittelalter verwendete man es als Fensterglas und für Schmuck. Die können Kristalle auch des verzwillingt Gipses sein. Ein Beispiel ist der Schwalbenschwanzzwilling6, der bei Nordhausen gefunden worden ist.

Es gibt auch rosettenartig verwachsene Kristalle, die Sandrose, Gipsrose oder Wüstenrose genannt werden.

2 Thüringer Landesamt für Umwelt, Bergbau und Naturschutz, Naturräumliche Gliederung, Landkreis Nordhausen, https://www.tlug-jena.de/uw_raum/umweltregional/ndh/maps/62041_12.jpg, abgerufen am 03.08.2020

3 CHEMIE.DE, Eigenschaften von Gips, https://www.chemie.de/lexikon/Gips.html,abgerufen am 03.08.2020

4 Wikipedia, Anhydrit, https://de.wikipedia.org/wiki/Anhydrit, abgerufen am 03.08.2020

5 Wikimedia, Foto von Elade 53, 2010, Selenit aus Lubin, Polen, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10665441, abgerufen am 03.08.2020

6 Wikipedia, Varietäten und Modifikationen, https://de.wikipedia.org/wiki/Gips, abgerufen am 03.08.2020

3. Entstehung der Gipsvorkommen

Im Unterkarbon, vor etwa 350 Mio. Jahren, entstand durch die Kollision der nordamerikanisch-eurasischen Kontinentalplatte Laurussia mit dem Kontinent Gondwana, der Afrika, Südamerika, Australien und Antarktika beinhaltete, der Superkontinent Pangaea (siehe Bild 6). Im Ergebnis der Kollision wurden die Gesteine des Silurs, Devons und Unterkarbons zu einem Faltengebirge zusammengeschoben und angehoben. So entstand der Harz als ein variszisches Gebirge. Es besteht im Süden hauptsächlich aus Grauwacken, Tonschiefern und Diabasen. Im Oberkarbon kam es zu einer Verwitterung der Gesteine und Abtragung des Gebirges.

Bild 6: Rekonstruktion der globalen plattentektonischen Entwicklung mit Blick auf Mitteleuropa im Devon und Karbon7

Im Oberen Perm, vor etwa 258 bis 250 Mio. Jahren, überflutete das Zechsteinmeer den Harz (siehe Bild 7). Es soll eine Fläche von etwa 1 Mio. Quadratkilometer gehabt haben.8 Durch das aride Klima und die eingeschränkte Verbindung zum Weltmeer kam es zu mehreren Eindampfungen des Zechsteinmeeres. Dabei wurden in der Reihenfolge ihrer Löslichkeit Karbonate, Sulfate und Chloride abgelagert. Zu der Ausfällung des Gipses kommt es bei einer 5 - 10-fachen Konzentration im Meerwasser.

Bild 7: Ausdehnung des Zechsteinmeeres vor etwa 255 Mio. Jahren9

Diese Ablagerungen erfolgten in mehreren Zyklen, meistens geht man von 4 Zyklen aus. Diese Ausfällungszyklen bekamen folgende Namen: Werra-Serie (Zechstein 1), Stassfurt-Serie (Zechstein 2), Leine-Serie (Zechstein 3) und Aller-Serie (Zechstein 4). Bild 8 zeigt die Salzabscheidungsfolge zu Beginn der Zechstein-Entwicklung (Werra- und Stassfurt-Folge). In den nachfolgenden Perioden der Erdgeschichte überlagerten Sand-, Ton- und Kalksteine die Sedimente der Zechsteinzeit. In 300 m – 500 m Tiefe wurde das Kristallwasser durch den starken Druck auf den Gips ausgetrieben. Es entstand im Verlauf von Jahrmillionen aus Gips Anhydrit. Im jüngeren Mesozoikum fanden eine Hebung und Südwärtskippung des Harzes statt. Dadurch konnten Trias- und Juraschichten abgetragen werden und der Anhydrit kam wieder an die Oberfläche. Durch die Einwirkung von Niederschlägen und Oberflächenwässern wandelte sich der Anhydrit wieder in Gips um. Es entstand eine Gipsschicht, die im Hangbereich10 etwa 25 m stark ist.

Bild 8: Vereinfachte schematische Darstellung der Salzabscheidefolge11