Just Stone Naturstein

Marmor

Marmor Handstück

Marmor ist ein Gestein, das aus den Mineralen Calcit, Dolomit und/oder Aragonit besteht, also ein Carbonatgestein.

Petrographisch (Gesteinskunde) ist es ein metamorphes Gestein, das durch Umwandlung (Metamorphose) von Kalkstein und anderen karbonatreichen Gesteinen entsteht, und zwar im Erdinnern durch Hitze und Druck.

Marmore sind Metamorphite (Umwandlungsgesteine), die mindestens 50 Volumenprozent Calcit, Dolomit und/oder Aragonit enthalten. Viele bestehen aus fast nur einem Karbonatmineral (d. h. sind monomineralisch). Marmore haben unter hohem Druck und/ oder hoher Temperatur eine Metamorphose erfahren. Die Kristallkörner des Calcits sind zumeist mit dem Auge erkennbar. Viele gehören zu den Paragesteinen, d. h. sie sind aus Sedimentiten (Ablagerungsgesteinen) hervorgegangen. Eine Ausnahme bilden Marmore, die eine zweite Metamorphose durchlaufen haben und schon vorher Marmore und damit Metamorphite waren, und solche, die aus der Umwandlung von Karbonatiten (seltenes magmatisches Gestein) entstehen. Vereinzelt kommen auch in Abfolgen karbonatischer Sedimentgesteine metamorphe Bereiche vor. Eine Klassifikation der gesamten Einheit als Marmor, Dolomit oder Kalkstein ist dadurch erschwert.

Keine Marmore im petrographischen Sinne sind die „Agglo-Marmore“ sowie Kunst- und Stuckmarmore, welche von Menschenhand hergestellt werden. Marmore sind natürliche Gesteine und können nicht künstlich hergestellt werden.

Eine Reihe bedeutsamer Gebäude und Kunstwerke besteht aus Marmor. Marmore werden gegenwärtig vornehmlich für Fußboden- und Treppenbeläge, Wandfliesen, Waschbecken und Fassadenplatten verwendet. Die Gewinnung von Marmor, die seit Jahrtausenden betrieben wird, ist heute noch ein mühseliger und aufwändiger Prozess.

Entstehung

Marmor entsteht durch metamorphe Umwandlung von Kalksteinen, Dolomiten und anderen carbonatreichen Gesteinen unter Einfluss von hohem Druck und hoher Temperatur infolge hoher Sedimentsauflast und/oder tektonischer Versenkung (Regionalmetamorphose) oder durch Aufheizung im Kontakt mit Gesteinsschmelze (Kontaktmetamorphose). Sind Dolomite umgewandelt worden, spricht man von einem Dolomitmarmor.

Bei der Kontaktmetamorphose intrudieren granitische oder andere Magmen in die obere Erdkruste. Falls sie die Erdoberfläche nicht erreichen, verbleiben sie in der Erdkruste, kühlen in Magmenkammern über Jahrtausende ab und erstarren zu Granit oder magmatischen Gesteinen ähnlicher Zusammensetzung. Während dieser Phase der Abkühlung können sich karbonatreiche Gesteine in der Umgebung des Granitplutons zu Marmor umwandeln. Bei einer Kontaktmetamorphose herrschen Drücke bis 10 Kilobar und Temperaturen über 400 °C.

Bei der Regionalmetamorphose werden große Mengen an Gestein unter Druck und Hitze ohne Magmenkontakt umgewandelt. Diese Prozesse laufen sehr langsam ab. Dabei können z. B. Marmore mit Richtungsgefüge (spaltrauhe Platten gewinnbar) entstehen. Die bevorzugte Spaltrichtung liegt meist orthogonal zur Richtung der früheren Hauptspannung. Da sich Marmore ab einem bestimmten Druck- und Temperaturniveau duktil verformen, können sie Falten und Fließgefüge zeigen, die bei inhomogener Verteilung der Nebengemengebestandteile als Marmorierung sichtbar sind (z. B. im Saillon-Marmor von Saillon VS, Schweiz). Duktil bedeutet in der Geologie, dass sich Gesteine insbesondere der unteren kontinentalen Erdkruste unter tektonischem Stress (Hitze und Druck) nicht spröde, sondern plastisch deformieren.

Merkmale und Mineralbestand

Ein metamorphes Gestein wird als Marmor bezeichnet, wenn es mindestens 50 Volumenprozent Calcit, Dolomit und/oder Aragonit enthält, wobei der hauptsächlich aus dem Mineral Dolomit (Ca,Mg)CO₃ bestehende Dolomitmarmor eine seltene Variante ist. Noch seltener ist ein Marmor, der sich überwiegend aus dem Hochdruckmineral Aragonit zusammensetzt.

Marmore sind in der Regel mittel- bis großkristallin, die einzelnen Calzit-Kristalle variieren wenig in der Größe und sind oft mit bloßem Auge zu unterscheiden. Es kommen jedoch auch extrem feinkristalline Marmore wie beispielsweise die Sorte Statuario aus Carrara vor, die bei den Bildhauern sehr begehrt ist. Das Merkmal der Kristallinität gilt auch für Marmore, deren Ausgangsgesteine ein Sedimentkorngefüge besaßen, wie die Mehrzahl der Meta-Kalksteine und Meta-Mergelsteine (ein Meta-Gestein ist beispielsweise ein aus einem Sandstein entstandener Sandstein usw.). Aufgrund des kristallinen Gefüges ist der Porenraum des Marmors gering, was zu einer hohen Frostbeständigkeit vieler Marmorsorten führt, sie ist jedoch nicht für alle Sorten zu verallgemeinern. Ein typisches Kennzeichen des Marmors ist das Fehlen von Fossilien. Marmore erkennt man optisch auch daran, dass einzelne Kalkspatkristalle in der Spaltfläche, je nach Richtung des Lichteinfalls, glitzern (siehe Abbildung).

Stoffliche Beimengungen in den Ursprungsgesteinen führen bei vielen Marmoren zu dem typischen Dekor, zur sogenannten Marmorisierung. Marmor kommt in verschiedenen Farben vor – von schwarzgestreift über gelb, grün, rosa bis zu weißem Marmor. Rote bis rötliche Marmore werden durch Hämatit, gelbe bis braune durch Limonit, leicht bläuliche und graublaue durch Graphit, kohlige Substanzen oder Bitumen und grüne Marmore durch Chlorit oder Serpentinminerale eingefärbt. Mehrfarbige Marmore enthalten unterschiedliche Mineralbeimengungen und/oder verschiedene Kristallausbildungen. Einheitlich schwarz gefärbte Marmore gibt es nicht.
Der weiße Marmor, wie er unter anderem bei Carrara in den apuanischen Bergtälern in Italien und im Krastal in Österreich gefunden wird, wird stark nachgefragt. In Deutschland gibt es derzeit lediglich ein „echtes“ Marmorvorkommen, das für Naturwerkstein wirtschaftlich genutzt wird, den Wunsiedler Marmor im Fichtelgebirge. Im Erzgebirge bei Lengefeld und Oberscheibe wird Calcit- und Dolomitmarmor abgebaut, der hauptsächlich als Zuschlagstoff für die Industrie verwendet wird. Durch die hohe Anzahl von Spalten und Klüften können keine ausreichend großen Blöcke gewonnen werden, die sich für die wirtschaftliche Nutzung in der Natursteinfertigung eignen. Eine gewisse Bedeutung als Bildhauermaterial hatte der Crottendorfer Marmor erlangt.

Typische Dolomitmarmore sind die des Raurisertals in Österreich und der Thassos-Marmor von der gleichnamigen griechischen Insel. Eine Besonderheit ist der sogenannte Cipollino (ital. Zwiebel), ein Marmor, dessen Dekor wie eine Zwiebel geschichtet ist.

Die weißen Marmore sind lichtdurchlässig. Durch eine Marmorsorte aus Paros schimmert es bis zu einer Steindicke von etwa 3,5 Zentimeter und durch die aus Carrara bis etwa 1,5 Zentimeter hindurch.

Gewinnung und Verarbeitung von Marmor

Steinbruch

Abbau von Carrara-Marmor

Verarbeitung

Eine Seilsäge formatiert einen Marmor-Rohblock in einem Steinbruch in den Bergen von Carrara

Gewinnung

Eine Schräme mit einem 5 Meter langem Schwert, eine Art Kettensäge, schneidet Marmor-Rohblöcke aus den Steinbruchwänden

Früher wurde Marmor unter Ausnutzung von Klüften mittels Hebestangen und unter Verwendung von Holzkeilen und Wasser gewonnen. Erst später kam es zum Einsatz von Keilen aus Eisen.

Marmor wird seit langem in Europa gewonnen. Auf der griechischen Insel Paros wird etwa seit dem 7. Jahrhundert v. u. Z. und in Carrara seit dem 2. Jahrhundert v. u. Z. Marmor abgebaut. Bis in die Renaissance änderte sich an der Gewinnungstechnik für Marmore wenig. Von der Renaissance bis in die 60er Jahre des vergangenen Jahrhunderts wurde teilweise mit Sprengladungen gearbeitet, die in Bohrlöcher eingebracht wurden. Beim Einsatz von explosiven Sprengmitteln kam es zu hohem Anfall von Gesteinsschutt und das Gestein wurde durch die Sprengwirkung zum Teil erheblich geschädigt.

Technische Neuerungen im großen Stil in der Marmorverarbeitung kamen aus Carrara in Italien. Um 1815 erfand ein italienischer Arbeiter, Giuseppe Perugi, die Steinsäge mit mehreren Sägeblättern, die erste Gattersäge für Naturstein, die von schnelllaufenden Wasserrädern angetrieben wurde. Weiter verbessert haben diese Technologie der Schweizer Carlo Müller, bis 1831 der Franzose Nerier acht Eisengestelle eingeführt hatte, die es ermöglichten, mehrere großformatige 1 cm dünne Marmor-Platten herzustellen (das Verfahren wurde 1867 bei der Weltausstellung im Paris prämiert). Im Jahr 1870 gab es schon 40 Sägereien dieser Art in Carrara, 15 in Massa, 26 in Seravezza. 1895 wurde in Italien in Carrara erstmals Spiraldraht, der von Dieselmotoren angetrieben wurde, zum Heraussägen der Steinblöcke verwendet. Zur Kühlung des Drahtes wurde nicht nur Wasser genutzt, sondern die Stahlseile waren Hunderte von Metern lang und wurden über Umlenkrollen durch die Steinbrüche geführt, damit sie in der Schnittfuge abgekühlt waren. Später wurden die Dieselmotoren durch Elektromotoren ersetzt. Heute wird Marmor nicht mehr mit den sogenannten Lang-Seilsägen mit metallenen Spiraldrähten mit mehreren hundert Metern Länge, sondern mit Kurz-Seilsägen mit mehreren zehn Meter langen sog. Diamantseilen oder mit Schrämen herausgesägt.

Seilsägen führen je nach Bedarf entsprechend lange dicht mit „Hartmetallperlen“ besetzte Stahlseile durch die Marmorschichten im Steinbruch oder durch die Rohblöcke in den Betrieben. In den Hartmetallperlen befinden sich Industriediamanten. Ein ständiger Wasserstrom kühlt die Sägeseile.

Schrämen, vor allem in Italien, schneiden mit Sägeschwertern bis zu einer Länge von 4 bis 5 m, die eine Arbeitstiefe ca. 2 – 2,50 m erreichen, Lösefugen in die marmornen Gesteinsschichten. Es handelt sich bei den Schrämen um fahrbare überdimensionierte Kettensägen, die ohne Wasserkühlung arbeiten. Des Weiteren werden Rohblöcke unter Einsatz von Druckluftbohrhämmern und Steinspaltwerkzeugen weiter nach Bedarf formatiert.

In die Lösefugen, die die Seilsägen und Schrämen herstellen, werden sogenannte Lösekissen aus Stahlblech eingelegt, die entweder mit Wasser- oder mit Luftdruck befüllt werden. In diesem Arbeitsvorgang werden die Blöcke zum weiteren Transport aus der Steinwand geschoben. Im Steinbruch werden die gelösten Blöcke mit gewaltigen Radladern bewegt und anschließend auf Lastkraftwagen zum Weitertransport verladen, sofern die Steinverarbeitung nicht unmittelbar im Steinbruch erfolgt.

Die Marmor-Rohblöcke werden mittels Gattersägen, die zwischen 80 bis 120 Sägeblätter haben, in Tranchen oder Platten gesägt, anschließend werden die Sichtseiten geschliffen und poliert. Die erforderlichen Stein-Formate der Werkstücke werden mit Steinsägen hergestellt.

Verwendung und Haltbarkeit

Verwendung als Stkulptur

Ein Torso aus Marmor entsteht. Für mehr Details bitte ins Bild klicken.

Verwendung als Waschbecken

Waschbecken aus Carrara-Marmor

Bedeutsame historische Bauwerke von höchstem geschichtlichen und künstlerischen Wert, wie z. B. die Akropolis oder der Pergamonaltar sind aus griechischem Marmor. Die Kunstwerke, wie der David in Florenz, die Pietà im Petersdom und Moses in Rom sind aus italienischem Carrara-Marmor, während die Laokoon-Gruppe in den Vatikanischen Museen, die Nike von Samothrake und die Venus von Milo im Louvre in Paris aus griechischem Marmor sind.

Wegen der großen kunsthistorischen Bedeutung wie den sehr speziellen, nicht mit Sandsteinen und anderen Sedimenten vergleichbaren Materialeigenschaften ist die Konservierung von Marmor ein eigenes Forschungsfeld.

Marmore sind heute (2008) im Innenausbau begehrt. Sie finden Verwendung als Boden- und Treppenbeläge sowie als Fliesen. Sie sind begehrte Bildhauermaterialien, vor allem der Carrara-Marmor. Aufgrund ihrer Säureempfindlichkeit (Essig, Wein, Zitrusfrüchte und starke Reinigungsmittel) sind unbehandelte Marmore nicht zur Verwendung in Küchen bzw. als Küchenarbeitsplatten zu empfehlen. Es kann zur Fleckenbildung kommen. Allerdings sind die Fleckschutzbehandlungen aufgrund ihrer Zusammensetzung (Silane, Siloxane) auch nicht unumstritten. Dolomitmarmor zeigt eine wesentlich höhere Resistenz gegenüber Amidosulfonsäure oder Fruchtsäuren als der Kalzitmarmor.

Seit Mitte der 1960er Jahre werden Fassadenplatten aus Naturstein mit einer Dicke von 30 bis 40 mm und einer Luftschicht von mindestens 2 cm vor der dahinterliegenden Wärmedämmung verankert. An einer Reihe befestigter Marmor-Platten an Fassaden sind erhebliche Verbiegungen (sogenannte Schüsselungen) festgestellt worden, die zu statischen Problemen an bekannten marmorverkleideten Gebäuden, wie beispielsweise der Finlandia Hall in Helsinki, dem Grande Arche de la Défense in Paris und dem Aon Center in Chicago führten. Die Verbiegungen resultieren vor allem aus der Feuchtigkeit der Platten an der Vorder- und Rückseite sowie im Tag-Nachtwechsel und Verwitterungsprozessen an den Oberflächen mit Auswirkungen an den Befestigungspunkten.^[9] Die Schüsselung des Marmors hat zu einem kostspieligen Austausch ganzer Fassaden und zu einem Imageproblem geführt, das sich in stark gesunkenen Produktionsraten der Marmorindustrie niederschlug. Es gibt durchaus Unterschiede bei den jeweiligen Marmorsorten, die in Fachplanungen zu berücksichtigen sind. Marmoraußenfassaden, die extrem bewittert werden, erscheinen nördlich der Alpen wenig zweckmäßig.
In Gegensatz zum deutschsprachigen Raum werden in Mittelmeerländern und in Frankreich Marmore und Kalksteine ganz selbstverständlich für Küchenarbeitsplatten, Waschbecken und andere Gebrauchsgegenstände im Wohnbereichen verwendet. Die Akzeptanz von Abnutzungserscheinungen an jedem Material ist eine Frage der Haltung von Personen zu allgegenwärtigen Gebrauchsspuren. Beim Einbau von polierten Marmorfußböden können sich je nach Nutzung relativ schnell matte Laufzonen abzeichnen. Dieses Phänomen gilt für alle polierten Fußböden aus Gesteinen, die aus Karbonatmineralen bestehen. Im Einzelfall kann sich dies bei Graniten ebenfalls einstellen.
Die oft störend empfundene Saugfähigkeit der Marmore und Kalksteine ist eine Frage der Materialauswahl. Sie ist stets von der Porosität des jeweiligen Natursteins abhängig. Es gibt Marmore und Kalksteine, die eine Porosität unter 1 Prozent besitzen. Empfindlich sind alle Marmore gegen sauren Regen und Säuren. Einzelne Granite und Gneise weisen auch eine spezifische Säureempfindlichkeit auf.

Gerundete Marmorsteine werden zur Herstellung von Steinteppichen verwendet.

Weitere Verwendung findet Marmor in feinster Pulverform als Scheuermittel in Zahnpasta und als Füllstoff bzw. Streichfarbe von hochwertigen Papieren oder in Grundierungen der Tafelmalerei, auch als Weißpigment bzw. Weißmineral in Putzen und Wandfarben (siehe auch Calciumcarbonat). Die Belieferung dieser Industriezweige wird durch eigens hierfür ausgewählte Steinbrüche erfüllt.