Sandstein ist ein klastischesSedimentgestein mit einem Anteil von mindestens 50 %Sandkörnern, d. h. von Körnern, die nach der allgemeinen Definition derKorngrößeSand zwischen 0,063 und 2 mm groß sind. Die Sandkörner bestehen aus verschiedenenMineralen, meistens jedoch ausQuarz.

Klastische Sedimentgesteine sind Gesteine, die aus unterschiedlich großen Mineral- und Gesteinsbruchstücken zusammengesetzt sind. Die kleineren dieser Bruchstücke werden alsSedimentkörner, oder kurz:Körner, bezeichnet. Jener Anteil von Körnern in einem Sedimentgestein, der einen Äquivalentdurchmesser innerhalb des Größenspektrums von Sand (0,063–2 mm) besitzt, wird als Sandanteil oderSandfraktion bezeichnet. Alle klastischen Sedimentgesteine, in denen die Sandfraktion den überwiegenden Anteil (> 50 %) der Mineral- und Gesteinsbruchstücke stellt, werden unter dem OberbegriffSandstein zusammengefasst.

Bei einem Sandstein, dessen Sandfraktion zu mindestens 90 % aus Quarz besteht, spricht man von einemQuarzsandstein oder auchSandstein im engeren Sinne. Ab einem Anteil von 25 %Feldspäten spricht man vonArkose, bei einem hohen Anteil an tonigerMatrix und einem Anteil von weniger als 75 % Quarz in der Sandfraktion vonGrauwacke. Die entsprechenden Übergangsformen (Quarzanteil in der Sandfraktion jeweils zwischen 90 und 75 %) heißenSubarkose bzw.Subgrauwacke.

Sandsteine mit einem hohen Anteil an primäremKalziumkarbonat werden auchKalksandsteine genannt. Diese dürfen nicht mit den identisch bezeichneten,künstlich hergestellten Kalksandsteinen verwechselt werden. Ein Gestein, das aus einem Lockersediment hervorgegangen ist, das überwiegend aus sandgroßen Kalkkörnern bestand, wird in der Regel nicht als „Kalksandstein“ bezeichnet, sondern alsKalkstein, wenngleich für das entsprechende Lockermaterial die BezeichnungKalksand oderKarbonatsand geläufig ist.

Überwiegt im Gestein der Anteil an Körnern, die größer als 2 mm sind, handelt es sich um einKonglomerat (bei abgerundeten Körnern = Geröllen) bzw. um eineBrekzie (bei eckigen Körnern = Fragmenten). Im Gegensatz zu Arkosen, Grauwacken und Kalksandsteinen gelten Konglomerate und Brekzien auch im weiteren Sinn nicht als Sandsteine. Die Übergänge von einem grobkörnigen Sandstein zu einem feinkörnigen Konglomerat bzw. einer feinkörnigen Brekzie sind jedoch fließend.

Sandstein entsteht durch die Verkittung (Zementation) von lockeremSand und Beimengungen groberer oder feinerer Sedimentpartikel (Ton, Silt, Gerölle). Er ist, im Gegensatz zu chemischen und biogenen (überwiegend aus Resten von Lebewesen zusammengesetzten) Gesteinen, wieKalkstein oderKohle,klastischen (detritischen) Ursprungs, besteht also aus Kleinsttrümmern verwitterter und abgetragener Gesteine.Quarz kommt in sehr vielenmagmatischen Gesteinen primär vor. Da Quarz zudem relativ resistent gegen chemischeVerwitterung ist, können sich sandkorngroße Quarzpartikel imGesteinskreislauf (exogener Zyklus) stark anreichern, während andere potenziell sandkornbildende Minerale relativ schnell chemisch zerfallen. Deshalb bestehen die meisten Sandsteine überwiegend aus Quarz.

Die wichtigsten Entstehungsräume für Sandsteine sind die küstennahen Flachmeere, dieSchelfe. Der Sand stammt aber meist vom Festland und wird durch Flüsse und Meeresströmungen an seinen endgültigen Ablagerungsort transportiert. In tiefen, küstenfernen Meeresregionen lagern sich hingegen vorwiegend feinkörnige Schlämme ab, aus denen kein Sandstein entstehen kann. Ausnahmen sind die Sandsteineturbiditischer Ablagerungen. Diese gehen aus sandigem Material der Schelfkante hervor, das denKontinentalhang hinabrutscht. Es gibt aber auch zahlreiche Sandsteinvorkommen, die auf dem Festland entstanden sind. Dabei überwiegen die fluvialen, d. h. die von Flüssen abgelagerten, Sandsteine deutlich über die äolischen, also vom Wind abgelagerten.

DasAblagerungsmilieu eines Sandsteins lässt sich u. a. anhand der enthaltenen Sedimentstrukturen bestimmen. Dazu gehören jeweils charakteristische Formen derSchrägschichtung oder aber bestimmteSpurenfossilien. Auch Körperfossilien sind wichtige Indikatoren für den Ablagerungsraum. Für die Unterscheidung fluvialer von äolischen Sandsteinen ist die Korngröße und vor allem die Kornsortierung(texturelle Reife) von Bedeutung: äolische Sandsteine sind immer relativ homogen-feinkörnig. Auch die mineralische Zusammensetzung und die Kornrundung geben Hinweise auf die Entstehung. Ein relativ geringer Quarzanteil (geringe kompositionelle Reife) und geringe Kornrundungsgrade sind typisch für Sandsteine, die in Gebirgsvortiefen oder Vorlandbecken als Teil vonFlysch- bzw.Molasseserien abgelagert wurden, Grauwacken bzw. Arkosen.

Durch den Auflastdruck der jüngeren, überlagernden Ablagerungen sowie durch Ausfällung von Mineralen, die im Meer- oder Grundwasser gelöst sind, oft auch durch die im Sandstein selbst enthaltenen Minerale kommt es zur Verfestigung (Diagenese) des Sandes. Dieser Prozess läuft unterschiedlich schnell ab und dauert zwischen wenigen Jahrzehnten und mehreren Millionen Jahren.

AlsZementation bezeichnet man die natürliche Verfestigung des Sandes durch die Ausfällung von Mineralen in den Hohlräumen zwischen den Sandkörnern(Porenraum). DerZement kann dabei aus verschiedenen Mineralen bestehen:

• Quarzzementierte Sandsteine (quarzitische Sandsteine, „Zementquarzite“) verdanken ihre Verfestigung u. a. derDrucklösung und anschließender Wiederausfällung vonQuarz in Form von Anwachssäumen, die die Sandkörner miteinander verbinden. Früher war für einen entsprechenden Sandstein auch der BegriffKieselsandstein gängig. Quarz ist das häufigste Zementmineral bei Sandsteinen.
• Karbonatisch zementierte Sandsteine enthalten als Bindemittel meistCalcit, seltenerAnkerit oderSiderit. Calcit ist ebenfalls ein sehr häufiges Zementmineral.
• Ferritisch zementierte Sandsteine(Eisensandstein) enthalten als Bindemittel Eisenoxide und -oxidhydrate (Hämatit,Goethit,Limonit).
• Weitere mögliche Zementminerale sind Feldspäte, Tonminerale (Kaolinit,Illit,Chlorit),Zeolith oder auchGips.

Ein hoher Primärgehalt an Tonmineralen oder Glimmern kann die Zementation behindern, da dieser die Porosität verringert und die Durchdringung mit Formationswässern verhindert. Eine noch effektivere Zementationsverhinderung erfolgt durch eine Imprägnation mitErdöl.

Die meisten Sandsteine weisen zumindest innerhalb einer einzelnenBank nur ein einziges Zementmineral auf. Verschiedene Lagen in einer Sandsteinabfolge können aber jeweils durch verschiedene Minerale zementiert sein, z. B. bedingt durch Korngrößenunterschiede. So sind grobkörnigere großporigere Sandsteine eher karbonatisch zementiert und feinkörnigere eher quarzitisch. Mehrere Zementgenerationen aus verschiedenen Mineralen innerhalb einer Bank bilden die Ausnahme und finden sich nur in größeren Poren. Die jüngere Zementgeneration wird dabei von der älteren umschlossen.

Sandstein ist ein auf der Erdoberfläche sehr weit verbreitetes Gestein, kommt auf allen Kontinenten vor und ist aus nahezu allen Zeitaltern der Erdgeschichte überliefert. Er tritt in verschiedenen geologischen Zusammenhängen auf, z. B. im Deckgebirge der schwach subsidenten kontinentalen Tafeln oder in (ehemals) stärker subsidenten epikontinentalen Sedimentbecken. Die meisten dieser Sandsteine entstanden unter Meeresbedeckung. Dazu gehören in Deutschland die Sandsteine desElbsandsteingebirges sowie desZittauer Gebirges. In Mittel- und Süddeutschland weit verbreitet sind diefluviatilen Sandsteine desBuntsandsteins. Sandsteine im Untergrund der Norddeutschen Tiefebene und der Nordsee sind wichtige Speichergesteine für Erdöl und Erdgas. Im Alpengebiet treten Sandsteine unter anderem in derMolassezone und derGrauwackenzone auf. Generell ist der Anteil an Sandsteinen in den geologisch jungenalpidischen Faltengebirgen aber eher gering, was darauf zurückzuführen ist, dass diese aus breiten tropischen Schelfen mit vorwiegend karbonatischer Sedimentation hervorgegangen sind. Auch in den geologisch sehr alten kontinentalenSchilden finden sich nur wenige Sandsteine, da sich diese Regionen in ständiger Hebung befinden und deshalb dort heute fast ausschließlich Gesteine vorkommen, die tief in der Erdkruste entstanden oder einst dorthin versenkt und dadurch stark verändert worden sind.

• Natürliche Aufschlüsse und Erosionsformen von bzw. in Sandsteinabfolgen
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  Tyssaer Wände: Schlucht in denkreidezeitlichen Sandsteinen desElbsandsteingebirges
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  Teufelstisch: Sandsteine desBuntsandsteins (Trias) desPfälzerwaldes
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  Schlucht inkambrischem rotem Sandstein der Umm-Ishrin-Formation inPetra,Jordanien
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  Bungle Bungle: Bienenkorbartig verwitterndedevonische Sandsteine im australischenPurnululu-Nationalpark
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  Tafoni in rotem „Karoo“-Sandstein (Permokarbon) beiTwyfelfontein inNamibia
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  Antelope Canyon: enge Schlucht imjurassischenNavajo Sandstone inArizona

Auf Grund des Vorherrschens von Quarz entstehen in Mitteleuropa aus Sandstein im Allgemeinen nährstoffarmeBöden, die außerdem zur Versauerung neigen. Je nach Wasserangebot und Entwicklungstiefe des Bodens findet manRanker,Braunerden oderPodsole. Meist werden diese Böden forstwirtschaftlich genutzt (zum Beispiel imThüringer Holzland).

Ausnahmen bilden hingegen Sandsteine mit einem hohen Karbonat- oder Tonanteil sowie Sandsteinabfolgen, in die kalkige oder tonige Schichten eingelagert sind. Die Böden auf diesen Gesteinen sind dann meist nährstoffreicher und können auch landwirtschaftlich genutzt werden. Ein Beispiel sind Sandsteine desKeupers (Obere Trias) in Süddeutschland.

Sandstein ist ein verbreitetesBaumaterial und wurde oft zumPflastern, fürSkulpturen und vor allem fürFassaden verwendet. Das Stadtbild prägende Sandsteinbauten findet man beispielsweise inBern,Breslau,Dresden,Düsseldorf,Hamburg,Nürnberg oder inPrag. Auch dasFreiburger Münster ist, wie viele andere Sakralbauten, größtenteils aus Sandstein erbaut. In Dresden und weiteren Elbstädten verwendete man fürdekorative Fassadenbereiche und Skulpturen einen „weichen“ Sandstein, denCottaer Sandstein, und für tragende bzw. anders belastbare Architekturteile (beispielsweise in der Sockelzone) einen quarzitisch gebundenen Sandstein, denPostaer Sandstein.

Die Farbe von Sandstein kann, genauso wie die vonSand, variieren, übliche Farben sind grau (ohne Beimengungen – wie zum BeispielRuhrsandstein ausHohensyburg), gelb (durch enthaltenesLimonit –Ibbenbürener Sandstein), braun, rot (durchHämatit – wie bei rotemWesersandstein) und weiß (wie bei grau, nur ist dieOberflächenreflexion eine andere – BeispielRackwitzer Sandstein). Grün ist unter anderem der früher südlich des westfälischenSoest abgebauteGrünsandstein; der heute beiAnröchte abgebauteglaukonithaltige Kalkstein fällt hingegen etwas dunkler aus als der seit demMittelalter verwendete Grünsandstein.

Grundsätzlich lassen sichbruchfrische Sandsteine handwerklich leichter als länger gelagerte bearbeiten. Gemeinsam ist allen Sandsteinen die fehlendeTausalzbeständigkeit. DieFrostfestigkeit ist je nach Sorte unterschiedlich. Bedingt durch die Polarität derAblagerungsrichtung lassen sich „im Lager“ (parallel zurSchichtung) und „gegen das Lager“ (orthogonal zur Schichtung) geschnittene Sandsteine unterscheiden. Die dabei entstehendenTexturen an den Sichtflächen können sehr unterschiedlich ausfallen.

• Verwendungsbeispiele bedeutsamer Sandsteinsorten
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  DieNürnberger Burg (Detailaufnahme) ausWorzeldorfer Sandstein
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  Baumwollbörse in Bremen ausWeißem Mainsandstein
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  Neue Börse (Kaliningrad) ausObernkirchner Sandstein
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  Welfenschloss (Hannover) ausVelpker Sandstein
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  Die Sempergalerie imDresdner Zwinger aus Sorten desElbsandsteins
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  DerBerliner Dom mit schlesischem Sandstein der SortenFriedersdorf undWünschelburger Sandstein
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  DasBundeshaus inBern mit einer größtenteils ausBerner Sandstein geschaffenen Fassade
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  Fassadenverkleidung amBahnhof Metz aus gelbem Vogesensandstein
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  Rötlicher Vogesensandstein amStraßburger Münster

Trockenmauern, errichtet aus Sandstein-Lesesteinen oder aus Sandstein, der einemSteinbruch der näheren Umgebung entstammt, sind heute bedeutendeBiotope für zahlreichesukkulentePflanzen und wichtige Rückzugsräume fürInsekten. In dem unverfugten Mauerwerk finden nicht nurSpinnen undKäfer Unterschlupf, sondern auch größere Tiere wieEidechsen undBlindschleichen. Insbesondere inWeinbaugebieten prägen Trockenmauern aus Sandstein dasLandschaftsbild derFlussläufeSüddeutschlands sowie derEinzugsgebiete vonRhein undMain.

Rote Sandsteine erhalten ihre Färbung durch ihrenEisengehalt. Das Eindringen hydrothermaler Fluide und Konzentrationsprozesse führen zur Anreicherung des Eisens in Klüften oder Knollen.

Spätestens ab der frühenNeuzeit wurden solche Erze ausgebeutet und meist auch in nahegelegenenEisenhütten weiterverarbeitet. InNothweiler in derPfalz gibt es ein Schaubergwerk, denSt.-Anna-Stollen, wo Besucher sich über die Materie informieren können.

• Liste von Sandsteinsorten
• Liste der Gesteine

• Wolf von Engelhardt,Hans Füchtbauer,German Müller:Sediment-Petrologie. Band 2: Hans Füchtbauer (Hrsg.):Sedimente und Sedimentgesteine. 4., gänzlich neubearbeitete Auflage. Schweizerbart, Stuttgart 1988,ISBN 3-510-65138-3.
• Reinhard Feldrapp:Faszination Sandstein. Die Sandstein-Triennale das Kronacher Kunstvereines. Angles, Kronach 2003,ISBN 3-922162-55-X.

Wiktionary: Sandstein – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Commons: Sandstein – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

• Literatur von und über Sandstein im Katalog derDeutschen Nationalbibliothek
• Mineralienatlas:Sandstein
• Sandsteinvorkommen in Deutschland
• Baumberger Sandsteinmuseum
• Sandschätze im Nürnberger Reichswald
• Petrographie des Sandsteins

• Sandstein