Tuff
Als Tuff (italienisch tufo, vom gleichbedeutenden lateinisch tofus), verdeutlichend auch Tuffstein genannt, bezeichnet man in der Petrografie ein Gestein, das zu mehr als 75 % aus Pyroklasten aller Korngrößen besteht. Bei den Tuffen handelt es sich um vulkanisches Eruptivgestein, das sich verfestigte. Die Farben der weltweit vorkommenden vulkanischen Tuffe reichen von grau über gelblich, bräunlich und rötlich bis kräftig rot. Aufgrund der vulkanischen Gaseinschlüsse ist Tuff häufig sehr porös. Im technischen Sinne handelt es sich nahezu bei allen Typen um Weichgesteine. Daher wurden Tuffe im Bauwesen früher gerne als Mauersteine und Tuffziegel, heute vor allem für Platten an Fassaden verwendet, für Restaurierungsarbeiten wie auch für Steinbildhauerarbeiten.
Aufgrund seiner kulturhistorischen Bedeutung wurde Tuff in Deutschland zum Gestein des Jahres 2011 bestimmt.
Definition
Nach der Empfehlung der IUGS (International Union of Geological Sciences) wird ein Gestein als Tuff oder Aschen-Tuff bezeichnet, wenn es zu 75 % aus vulkanischer Asche (< 0,2 cm) besteht (der Rest kann auch aus gröberen Komponenten bestehen) und insgesamt zu mehr als 75 % aus Pyroklasten besteht (der Rest kann auch aus Komponenten anderer Gesteine bestehen). Allerdings wurde der Begriff Tuff früher allgemein wesentlich umfassender benutzt und bezeichnete ganz einfach verfestigte pyroklastische Ablagerungen aller Korngrößen. Auch in der heutigen Literatur bezeichnet Tuff meist ein Gestein, das nicht nur aus verfestigter vulkanischer Asche besteht, sondern ganz allgemein verfestigte pyroklastische Ablagerungen unterschiedlichster Korngröße. Der Begriff Tuff sollte daher besser jeweils in Verbindung mit Korngrößen- oder genetischen Bezeichnungen verwendet werden.
Liegt der Anteil an Pyroklasten im Gestein lediglich zwischen 25 und 75 % wird das Gestein als Tuffit bezeichnet. Die Empfehlung der IUGS (International Union of Geological Sciences), den Begriff nur für Gesteine zu reservieren, die aus vulkanischer Asche (Korngröße von weniger als 0,2 cm) bestehen, hat sich bisher nicht durchgesetzt.
Kalktuffe entstehen im Gegensatz zu den vulkanischen Tuffen aus Kalkablagerungen.
Untergliederung
Nach Korngrößen
Der Begriff Tuff wird mit Termini kombiniert, die aus der Korngrößeneinteilung der pyroklastischen Gesteine bzw. Sedimente stammen.
- Tuff-Brekzie ist ein pyroklastisches Gestein, das zwischen 25 % und 75 % aus vulkanischen Bomben und Blöcken besteht, der Rest kann Lapilli und/oder vulkanische Asche sein.
- Lapilli-Tuff ist ein pyroklastisches Gestein, das weniger als 25 % vulkanische Bomben und vulkanische Blöcke enthält und mehr als 75 % Lapilli und vulkanische Asche.
- Aschen-Tuff, 75 % der Komponenten müssen aus vulkanischer Asche (< 0,2 cm) bestehen. Häufig findet noch eine weitere Untergliederung in Grober Aschentuff und Feiner Aschentuff statt.
Nach Komponenten
Tuffe (und vor allem Aschentuffe) können auch nach ihren Komponenten genauer untergliedert werden:
- Lithischer Tuff (auch Schlackentuff) besteht überwiegend aus Gesteinsfragmenten,
- vitrischer Tuff besteht überwiegend aus Bims sowie Glasfragmenten und
- Kristalltuff besteht überwiegend aus (Einzel-)Kristallen. Er kommt fast nur als Aschentuff vor.
Manche Autoren verwenden auch direkt sehr spezifische Komponentenbezeichnungen wie Obsidian-Tuff oder Bims(stein)tuff, wobei Bimssteintuff wiederum ein Pleonasmus ist.
Nach der chemisch-mineralogischen Zusammensetzung
Tuffe können auch durch entsprechende Zusätze nach ihrer mineralogisch-chemischen Zusammensetzung bezeichnet werden. Tuffe oder Ignimbrite, die chemisch-mineralogisch einem Rhyolith entsprechen, können dementsprechend als rhyolithische Tuffe oder rhyolithische Ignimbrite bezeichnet werden. Entsprechend können auch Begriffe wie basaltische, andesitische und dazitische Tuffe gebildet werden. Alternativ zu diesem Beispiel kann auch von Tuffen basaltischer, andesitischer oder dazitischer Zusammensetzung gesprochen werden.
Nach Genese
Tuffe aus pyroklastischen Fallablagerungen und Tuffe aus pyroklastischen Fließablagerungen unterscheiden sich oft sehr deutlich voneinander, vor allem in der Dichte, Härte und damit der Bearbeitbarkeit. Dies liegt vor allem an der sehr unterschiedlichen Temperatur. Die Temperatur der pyroklastischen Fließablagerungen ist im Gegensatz zu den pyroklastischen Fallablagerungen oft sehr hoch.
Nach der Ablagerung können die enthaltenen Komponenten zum Teil aufgeschmolzen und bei der Abkühlung regelrecht miteinander „verschweißt“ werden. Verschweißte Tuffe aus pyroklastischen Fließablagerungen werden auch Schmelztuffe oder Ignimbrite (von lat. ignis „Feuer“, imber „Regen“) genannt; Ignimbrit ist daher nur eine spezielle Ausbildung eines Tuffs. Ignimbrite bestehen meist aus sehr kompakten, oft recht dicken Lagen, die einem oder auch mehreren, schnell hintereinanderfolgenden Stromereignissen entsprechen. Mit dem bloßen Auge sind Schmelztuffe bzw. Ignimbrite von Lava oft nur schwer zu unterscheiden.
Einige Autoren bezeichnen alle Ablagerungen aus pyroklastischen Strömen, ob verschmolzen oder normal verfestigt, als Ignimbrite.
Wissenschaftliche Bedeutung
Leichte, bis in viele Kilometer Höhe geschleuderte Aschen werden oft Tausende von Kilometern verdriftet und können zur Ablagerung von Aschentuffen (oder Aschentuffiten) in Gebieten führen, die weit entfernt vom Eruptionszentrum liegen. Tuffe und Tuffite sind in Bohrkernen leicht zu erkennen und eignen sich zur relativen und absoluten Datierung sowie zur Korrelierung von Profilen.
Wirtschaftliche Bedeutung und Naturwerksteine
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Tuff ist im Allgemeinen ein relativ weiches Gestein (Ausnahme: Schmelztuff) und lässt sich daher gut als Naturwerkstein verarbeiten. Aufgrund seiner (durch Gaseinschlüsse hervorgerufenen) dämmenden Eigenschaft wird er gerne als Baumaterial verwendet. Vor allem in der Gegend um Rom und Neapel, wo der sogenannte Peperin schon im Altertum als Baumaterial verwendet wurde, lassen sich auch heute noch viele Gebäude finden, die aus diesem Tuff errichtet wurden.
In Deutschland wurden Tuffe im Bauwesen als Massivbausteine nicht nur lokal verbaut, beispielsweise sind die Tuffe aus der Eifel aufgrund ihrer Nähe zum Rhein entlang der Wasserstraßen verbreitet. Beispiele hierfür sind das Rathaus in Koblenz, der Kölner Dom und zahlreiche Häuser in Koblenz.
So besteht das Gebäude der St.-Nicolai-Kirche im schleswig-holsteinischen Hollingstedt aus Tuff, der aus der Eifel über Rhein, Nordsee, Eider und Treene nach Hollingstedt gebracht wurde. Von dort gelangte der Tuff weiter bis nach Dänemark.
Heute werden Tuffe vor allem im Außenbereich als Fassadenplatten und Fensterbänke, Bossensteine und regional als Tuffziegel verbaut. Sie haben in der Denkmalpflege Bedeutung und sie werden auch von Bildhauern zu Skulpturen bearbeitet. Eine Besonderheit in der Verwendung stellt der Riedener Tuff dar, denn dieser Tuff wurde vor allem im Ofenbau wegen seiner Wärmespeicherung verwendet. Tuffsteinziegel werden auch für qualitativ höherwertige Hochbeete – siehe private Gemüsegärten – verwendet.
Aus einem Tuffvorkommen bei Kruft in der Eifel werden ferner Trassbindemittel und Trassmörtel für die Naturwerksteinverlegung, Restaurierung und weitere Verwendungen im Garten- und Straßenbau hergestellt.
Hier einige Beispiele:
- Weiberner Tuff (Weibern, Eifel)
- Ettringer Tuff (Ettringen, Eifel)
- Riedener Tuff (Rieden, Eifel)
- Tufo giallo (Viterbo, Latium, Italien)
- Great Langdale-Tuff (Cumbria), England
- Rochlitzer Porphyr (Rochlitz, Sachsen)
- Hilbersdorfer Porphyrtuff (Chemnitz, Sachsen)
In Kappadokien entstanden in mächtigen Tufflagen zahlreiche Siedlungen, die in den Tuff getrieben wurden.
Gestein des Jahres
Der Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler e. V. und die Deutsche Gesellschaft für Geowissenschaften haben den Tuff zum Gestein des Jahres 2011 bestimmt.[1] In der Begründung für die Wahl wird dabei besonders hervorgehoben, dass Tuffgesteine nicht nur wissenschaftlich interessant sind. Durch die Verwendung als Zement oder als Werksteine für Gebäude haben und hatten Tuffe eine große Bedeutung für die Architekturgeschichte Deutschlands.
Literatur
- Roger Walter Le Maitre: Igneous rocks: IUGS classification and glossary; recommendations of the International Union of Geological Sciences, Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks. 2. Auflage. Cambridge University Press, New York 2002, ISBN 0-521-66215-X.
- Walter Maresch, Olaf Medenbach: Steinbachs Naturführer. Gesteine. Mosaik-Verlag, München 1996, ISBN 3-576-10699-5, S. 142 ff.
- Roland Vinx: Gesteinsbestimmung im Gelände. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2008, ISBN 978-3-8274-1925-5.
- Hans Pichler, Thomas Pichler: Vulkangebiete der Erde. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2007, ISBN 978-3-8274-1475-5.
- Holger Schaaff: Ein altes Bergwerk und ein Experiment – zur antiken und mittelalterlichen Technik der Tuffsteingewinnung. In: Archäologisches Korrespondenzblatt. 2011, S. 531–542 (uni-heidelberg.de [PDF; 1,4 MB; abgerufen am 30. November 2019]).
