Stubensandsteinvorkommen bei Warmbronn / Leonberg

[Harald der Strahler]

Vor einiger Zeit war ich bereits im Schwäbischen Wald bei Murrhardt unterwegs und hatte dort im Stubensandstein Bereiche gefunden, deren erhöhte natürliche Radioaktivität auf die Uran-Zerfallsreihe zurückzuführen war. Deshalb wollte ich wissen, ob sich Vergleichbares auch in anderen Stubensandsteingebieten Baden-Württembergs finden lässt.
Ein interessantes Gebiet liegt im Wald östlich von Warmbronn bei Leonberg (Nähe Leonberger Dreieck). Im Mittelkeuper wechseln Sandsteine mit tonig-mergeligen Schichten. Auch innerhalb einzelner Lagen können Korngröße, Tonanteil, Eisenverbindungen und andere Mineralphasen stark variieren. Das kann sich auch auf die natürliche Radioaktivität auswirken.
Während die Ortsdosisleistung im Bereich der Autobahn bei ca. 0,07 µSv/h lag stieg sie im Bereich des Stubensandsteins auf etwa 0,15 bis 0,20 µSv/h an, an manchen Bereichen wo roter und grünblauer Mergel zutage trat konnten auch knapp 0,30 µSv/h gemessen werden. Auffällig waren die starken kleinräumigen Schwankungen der Aktivität.
Die Farben des Mergels hängen wahrscheinlich mit den unterschiedlichen Redoxbedingungen zusammen. Rotbraune Keupersedimente sind häufig durch Fe(III)-Oxide wie Hämatit gefärbt und stehen daher eher für oxidierte Bereiche. Graugrüne oder blaugraue Zonen können dagegen auf reduzierende Bedingungen hinweisen, bei denen Fe(II) vorliegt. Interessant war, dass einige graugrüne Stücke außen oder entlang einzelner Schichten rötliche Überzüge hatten. Die chemische Zusammensetzung kann also schon innerhalb eines einzelnen Gesteinsstücks wechseln. Eine Urananreicherung muss deshalb nicht gleichmäßig in einer ganzen Schicht sitzen, sondern könnte an dünnen Lagen oder gerade an Übergängen zwischen oxidierten und reduzierten Bereichen konzentriert sein.
Allgemein kann man sagen, dass Uran unter oxidierenden Bedingungen als U(VI) vergleichsweise mobil ist und mit dem Grundwasser transportiert werden kann. Trifft dieses Wasser auf ein reduzierendes Milieu, kann U(VI) zu schwer löslichem U(IV) reduziert und im Gestein fixiert werden.
Ich habe von der rotbraunen und der grünblauen Fraktion mit meinem Radiacode 103 Spektren erstellt (siehe Foto). Besonders in der graugrünen Fraktion treten deutlich Linien der U-238-Zerfallsreihe hervor:
•    Pb-214 bei etwa 242 keV
•    Pb-214 bei etwa 295 keV
•    Pb-214 bei etwa 352 keV
•    Bi-214 bei 609 keV
Die rote Fraktion zeigt dieselbe Signatur, aber deutlich schwächer. Größere Mengen an K40 oder Thorium konnte ich aus den Spektren nicht rauslesen.
Dass in der Gegend Uran und seine Zerfallsprodukte eine Rolle spielen zeigt auch der Saubrunnen. Er liegt in einem Seitental des Rohrbachtals nahe eines Kalksintervorkommens.
Am oberen der drei geschlossenen Brunnenschachtdeckel kann man Werte von ungefähr 0,28 bis 0,30 µSv/h messen. Das Gammaspektrum zeigte dort ebenfalls sehr deutlich Pb-214 und Bi-214, also die kurzlebigen Folgeprodukte von Rn-222. Naheliegend ist, dass das Quellwasser Radon enthält, welches im obersten Brunnenschacht ausgast, zerfällt und die Zerfallsprodukte sich unterhalb des Deckels ablagern.
Die entnommene Wasserprobe (1181ml) von der nahen Quelle bestätigte dies.
Messverfahren (nach v. Philipsborn) nach 4 Stunden, mit einem GMC-600+ ergaben sich:
Leerwert: 581 Counts / 10 min
Beaufschlagter Filter: 3706 Counts / 10 min
also 3125 Netto-Counts in zehn Minuten. Damit waren auf dem Filter eindeutig radioaktive Folgeprodukte abgeschieden worden.
Hinweis: Das Kalksintervorkommen ist als Geotop erfasst und als flächenhaftes Naturdenkmal geschützt. Die empfindlichen Sinterflächen sollten nicht betreten oder beschädigt werden. Meine Wasserprobe habe ich aus dem frei abfließenden Wasser entnommen, ohne die Sinterterrassen zu betreten oder zu verändern.