Kap. 5: Zur Gewinnung und Verarbeitung mineralischer Rohstoffe im Altertum.


A. Zu Begriff und chemischer Klassifikation der 'Minerale'.

Das Wort 'Mineral' ist eine Ableitung aus dem Wort 'Mine', das in der Antike lateinisch 'mina' hieß und von einem ähnlich lautenden keltischen Wort abstammte. Es bedeutete einerseits soviel wie 'Eisenerz', zum anderen aber auch 'Erzgrube'bzw. jeden in die Erde gegrabenen Abbauschacht.

'Mineral' ist ein Begriff der Geologie und der Chemie. Ein Mineral (' lat. 'minerale' = 'Grubenerz') ist ein chemisches Element oder eine Verbindung chemischer Elemente, das in in einem oder mehreren erdgeschichlichen Zeitaltern durch geologische Prozesse gebildet worden ist.

Die Mehrzahl der mehrere Tausend heute gezählter Minerale sind 'anorganischer', einige auch organischer' Art. Die heutige chemisch-wissenschaftliche Klassifikation der 'Minerale' orientiert sich nicht, wie naturkundliche Beschreibungen der Antike, an ihrem Aussehen und ihren Gebrauchseigenschaften, sondern nach der Struktur der 'Atome' und den Atomverbindungen.ihrer 'Elemente'.

Für den technischen Gebrauch sind aber auch heute - wie in der Antike - praktische Fragen, insbesondere nach Fundstellen, Abbaumöglichkeiten, Verarbeitungsmöglichkeiten und handelsbezogenen Produktqualitäten die Hauptsache.


B. Fundstellen mineralischer Rostoffe, ihre Transportwege und Verarbeitungszentren im Imperium Romanum.

Die in der Karte ausgewiesenen antiken Hauptfundstellenstellen der in dieser Zeit verwendeten 'Minerale' im folgenden zusammengefaßt. Neben den in der Antike besonders bekannten Hauptfundstellen gibt es viele weitere, kleinere Fundstellen. Nicht wenige wichtige Fundstellen wurden oft erst in späteren Epochen bekannt oder zum Gegenstand des wirtschaftlichen Interesses (wie z. B. Stein- oder Braunkohle und Erdöl).

Eisen: Bei Trapezunt, im bosnischen Erzgebirge, im Inn-Viertel (Noricum), bei London, an der mittleren Loire, am Oberlauf des Ebro, bei Toldedo, auf Elba.

Kupfer: Auf Zypern (> griech. 'Kupferinsel'), am Unterlauf des Ano, nahe Algier, bei Cardiff, am Oberlauf des Euphrat, im Südwesten Baden-Württembergs (Dekumatland).

Blei: östlich Bordeaux, am Mittellauf der Donau, bei York (Britannia),

Zinn: Im äußersten Nordwesten Spaniens, nördlich Bordeaux, bei Eriwan (Armenia).

Zink: Im Südwesten Baden-Württembergs (Dekumatland), bei Bovai (Bugavium, Gallia Belgica).

Gold. An der nördlichen Ägäis-Küste (bei Philippi), in Dakien nahe der Donau, immwestlichen Kaukasus, in nordwestspanien, im östlichen Irland.

Silber. In Dakien, bei Antiochia am Orontes, im Laureion-Gebirge Attikas (schon in der Antike erschöpft)

Quecksilber. In Serbien, Italien, Algerien und Spanien (Almadén). In Form von Zinnober in Gebieten mit ehemaliger vulkanischer Aktivität häufiger vorkommend..

Marmor. Östlich Kairo im Küstengebirge am Roten Meer, westlich Karthago, bei Antiochia in Kleinasien (Pisidien), bei Milet, bei Sparta.

Granite. magmatische Tiefengesteine in der Nähe aller erdgeschichtlichen Vulkanaktivitäten. Daher überall im Mittelmererraum als Baustoffe verwendet.

Schiefer. Sedimentgesteine vielerlei Art, denen die Spaltbarkeit in Platten gemeinsam ist. Entsprechend weite geologische Verbreitung und häufige menschliche Benutzung als Abdeckungsbaumaterial auch in der Antike.

Kalkstein. Seit der Kreidezeit von Orgnsimen abgelagerte Kalkrelikte, die sich gepreßt in verschiedenen Sedimentschichten befinden und deshalb auch in der Antike überall da bekannt waren und benutzt wirden, wo sie offen an der Erdoberfläche liegen oder lagen.

Ton. Netürliches, wasserhaltiges Kompositmaterial aus Schichtsilikat und anderen, ganz unterschiedlichen organischen und anorganischen Materialien, das im antiken Mittelmeerraum daher entsprechend weit verbreitet war und wegen seiner Form- und Brennbarkeit für sehr viele Alltagsgebrauchszwecke zur Verfügung stand.

Quarz: Die unter 'Quarz' in ihrer Gesamtheit zusammengefaßten 'Kristalle' sind weit verbreitet in magmatischen, in Sandstein- und in Schiefer-Gesteinsschichten und waren daher auch in der Antike gut zugänglich für alle eine besindere Gesteinshärte voraussetzende Gebrauchszwecke.

Diamanten: Eine Sondergruppe besonders harter und farbiger Kristalle, die aber im antiken Mittelmeerraum - wie überhaupt in Europa - nicht vorkamen und deshalb aus Indien importiert wurden.

Erdöl: Seine Fundstätten waren allen antiken Bewohnern erdölnaher Landschaften bekannt, wurden aber nicht im Wirtschaftsverkehr, sondern nur häuslich genutzt.

Stein- und Braunkohle: Ihre Fundstätten waren allen antiken Bewohnern kohlenaher Landschaften bekannt, wurden aber nicht wirtschaftlich, sondern nur häuslich genutzt.

Steinsalz: In Gebieten verschiedener erdgeschichtlicher Meeresverdunstungen auftretende Salzschichten verbreitet, so nördlich der Alpen bei Salzburg, nördlich Toulouse, westlich Cartagena, bei Karthago, im Nildelta

Schwefel: Großes Vorkommen auf Sizilien (Aetna-Region). Seit der Antike Verwendung für medizinische Zwecke..

Quecksilber: in Form von Zinnober bei Almadén nahe Toledo in Spanien. In der Antike wichtig für die Goldgewinnung.


C. Die im Altertum benutzten mineralischen Rohstoffe im einzelnen.

Eisen (ferrum).

Chemische Einordnung: Element Fe (ferrum), 'Eisen-Platin-Gruppe', 'Übergangsmetall'. Im Metallreduktionsprozeß wird aus entmischtem Erzgestein in einer 'Röstung' (Erhitzung) reines Gußeisen gewonnen, das sich dabei von anderen Beimischungen des Erzgesteins (Schlacke) löst.

Stahl (chalybs).

Stahl ist eine Legierung (chemische Verbindung) von Eisen und Kohlestoff (und je nach Zweck weiteren Stoffen). Er wurde, wo die entsprechenden Temparaturen (über 2000 Grad) zu erzielen waren, seit Beginn der Einsezeit aus gußeisernen Schmiedestücken über brennendem Kohlenstoff (Holzkohle) unter Sauerstoffzufuhr (Luft-Gebläse) geschmiedet, etwa um Schwerter oder Panzerungsplatten herzustellen.

Kupfer (cuprum).

Chemische Einordnung: Element Cu (cuprum > Fundort Zypern) 'Kupfergruppe', 'Übergangsmetall'. 'Weiches Metall', das sich gut schmieden läßt. Durch Zugabe von Zinn wurde daraus seit der 'Bronzezeit' die harte, aber deswegen auch bruchanfällige Bronze gemacht werden. Es galt wie Gold und Silber als besonders wertvolles Metall und wurde deshalb ebenfalls für die Herstellung von Münzen verwendet.

Blei (molybdis, plumbum nigrum).

Chemische Einordnung: Element Pb (plumbum), Schwermetall, 'Kohlenstoffgruppe'. Blei ist giftig und schnell schmelzbar. Es kann leicht bearbeitet und deshalb dort eingesetzt werden, wo gerade dies wichtig ist (wie z. B. bei der Herstellung von langen oder paßgenauen Metallrohren und Rohrstücken).

Zinn (plumbum album).

Chemische Einordnung: Element Sn (stannum), Schwermetall , 'Kohlenstoffgruppe'. Das silberweiß glänzende und sehr weiche Metall hat einen niedrigem Schmelzpunkt wird durch Außenoxidation sehr beständig..

Zink (u. a. stagnum).

Chemische Einordnung: Element Zn (Zink), 'Übergangsmetall', Gemeinsame Gruppeneinordnung mit Cadmium und Quecksilber. Das bläulich-weiße, spröde Metall wird seit dem Altertum zum 'Verzinken' von Eisen- und Stahlteilen verwendet.

Bronze (aes, aeneum).

Bronze ist eine Legierung von Kupfer und Zinn. Sie wurde vor Beginn der Eisenzeit zur Herstellung stabiler Metallgegenstände, z. B. Waffen, verwendet. Wo der Zinnanteil zu groß war, besteht Bruchgefahr.

Messing (aurichalcum).

Messing ist eine Legierung von Kupfer und Zink.

Gold (aurum).

Chemische Einordnung: Element Au (aurum), Kupfergruppe, auch: 'Gruppe der Münzmetalle', Schwermetall. Gold gilt als 'Edelmetall' und ist ebenso wie Kupfer ein auffällig 'farbiges Metall'. Seit frühgeschichtlicher Zeit als Wertträger und Tauschmittel angesehen, diente es in der Antike als Münzmetall und Zahlungsmittelt.

Silber (argentum).

Chemische Einordnung: Element Ag (argentum), 'Kupfergruppe', leicht formbares Schwermetall. Wie Gold seit frühgeschichtlicher Zeit als Wertträger und Tauschmittel angesehen, diente es in der Antike der leichteren Herstellung von Schmuckgegenständen, aber auch als Münzmetall und Zahlungsmittelt.

Quecksilber (mercurius, argentum vivum).

Chemische Einordnung: Element Hg (hydrargyrum, von griechisch: hydrargyros 'flüssiges Silber'), Zinkgruppe, flüssig mit starker Kohäsion. Quecksilber spielte deswegen bei der Goldgewinnung eine wichtige Rolle.

Granit (neulateinische Wortbildung von 'granum' ='Korn', u. a. 'saxum').

Granite sind unterschieliche feste, schwere, grobkristalline magmatische Tiefengesteine, die reich an Quarz und Feldspaten sind und auch dunkle Minerale, zum Beispiel Glimmer, enthalten können. Sie eignen sich deswegen als Baumaterial für Denkmäler und munumentale Bauwerke von hoher Festigkeit.

Marmor (marmor).

Gestein, das aus den Mineralen Calcit, Dolomit oder Aragonit besteht (Carbonatgestein) und unter hohem Druck im Erdinneren entstanden und zu seiner Schwere komprimiert worden ist. Entsprechend eignet esr sich als Ausgangsmaterial für schwere Repräsentationsgebäde (wie Tempel), Monimente, Statuen und bauliche Schmuckelemente aller Art.

Schiefer (schistus).

Verwitterungsbeständiges und gut spaltbares Gestein, zum großen Teil aus haltbaren Blattsilikaten (Sericit, Hellglimmer, Chlorit), das durch leichte Gesteinsmetamorphose aufgrund von tektonischem Druck entstanden ist.

Kalk (calx).

Sedimentgsteine, das überwiegend aus Calciumcarbnat besteht. Der Bestandteil Calcium (Ca) ist ein glänzendes, silberweißes Metall. In der Umwelt kommt Calcium nur in gebundener Form als Bestandteil von Mineralien vor. Zu diesen Mineralien gehören z. B. Kalkstein (auch als Calcit, Kalkspat oder Marmor), Kreide und Gips. Außerdem ist Calcium ein wesentlicher Bestandteil der Knochen.

Ton (argilla).

Ton bezeichnet ein natürlich vorkommendes anorganisches Material (Schichtsilikat), das sich überwiegend aus feinkörnigen Mineralen zusammensetzt. Bei entsprechendem Wassergehalt ist Ton formbar. Beim Trocknen oder Brennen härtet Ton aus. Bei den Mineralen des Tons, die ihm Ton seine plastischen Eigenschaften verleihen, handelt es verschiedene organische und anorganische Materialien.

Quarz (u. a. saxum).

Quarz ist ein häufig vorkommendes Siliciumoxid. Sein Bestandteil Silicium ist ein Halbmetall, weist daher sowohl Eigenschaften von Metallen als auch von Nichtmetallen auf. Es glänzt in verschiedenen Farben. Aus ihm wurden verschiedene Formen durchsichtiger Kristalle und Kristallscheiben, u. a. auch 'Glas' (lat. vitrum) hergestellt.

Diamant (diamas).

Diamant ist eine Modifikation des Kohlenstoffs und als natürlich vorkommender Feststoff ein Mineral aus der Mineralklasse der „Elemente“. Seine Kristalle sind transparent, farblos oder durch Beimischungen verschiedener Art grün, gelb, braun, auch orange, blau, rosa, rot oder grau bis schwarz gefärbt. Diamant ist, chemisch betrachtet, der härteste natürliche Stoff. Aus all diesen Gründen haben sich Diamanten in der Altertumsgeschichte durchweg als besonders begehrte Wertträger und Schmuckstoffe entwickelt.

Gips (gypsum).

Gips ist eine zumeist weißlich aussehende kristalline Calciumsulfat-Verbindung, welche - zermahlen und gewässert - formbar und als Mörtel verwendet wurde, um Bauelemente miteinander zu verbinden und Bau-Ornamente zu forrmen.

Erdöl, Erdpech (oleum / pix terrae, bitumen).

Hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen bestehendes Stoffgemisch, das bei Umwandlungsprozessen organischer Stoffe unter tektonischem Druck im Erdinneren enentsteht. In der Antike wurde vom Erdöl nur sein Zerfallsprodukt Bitumen' überörtlich als Klebe- und Baustoff verwendet. Die systematische Erschließung des Rohstoffs Erdöl für umfassende industrielle Zwecke begann erst in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts.

Holz-, Braun- und Stein-Kohle (carbo).

Kohle ist geologisch ein schwarzes oder bräunlich-schwarzes, festes Sedimentgestein, das durch Karbonisierung von Pflanzenresten seit Beginn der geologischen Schichtbildung in verschiedenen Erdzeitaltern entstand. Mehr als 70 Prozent ihres Volumens und mehr als 50 Prozent ihres Gewichtes können aus dem Element Kohlenstoff bestehen. Stein- und Braunkohle wurden in der Antike nur gelegentlich - als Heizmaterial - genutzt, was im Mittelalter auch im nördlicheren Europa so blieb. Wachsende wirtschaftliche Bedeutung bekamen sie erst seit Beginn der Industrialisierung. -

Holzkohle hatte in der Antike für den Alltag die größte Bedeutung. Sie wurde durch Holz-Verkohlung von darauf beruflich spezialisierten Köhlern (carbonarii) gewonnen.

Salz (sal).

Salz (Natriumchlorid) ist ein Mischkristall aus zwei verschiedenen Stoffen, deren Komponenten ähnliche Kristallstrukturen und Gitterabstände aufweisen. Eine chemische Ähnlichkeit der beteiligten Verbindungen oder eine gleiche Wertigkeit ist für die Bildung von Mischkristallen nicht unbedingt nötig.


C. Einige Verfahren wirtschaftlicher Erzeugung, Verarbeitung und Bedarfsanpassung von Mineralen.
Metalloxyde aller Art (wie Gold-, Silber-, Kupfer-, Eisen-Oxide) müssen zunächst von anderen Beimengungen isoliert werden, damit ihre wirtschaftlich nutzbare Verhüttung möglich ist. Bei eiuner Isilierung können sie aber zu reinem Metall tranformiert werden. Natürlich vorkommende Metalloxide sind in einem erdgeschichtlichen Oxidationsprozeß entstandene chemische Verbindungen von Metall-Elementen aller Art mit jeweils 2 Sauerstoffatomen. Aus dem so zustandegekommenen Erzgestein können die reinen Metalle (zurück-)gewonnen werden, indem der Oxidanteil des Erzgesteins während eines sehr starken Erhitzungsprozesses (für Eisen ab 1100°C) an andere Elemente gebunden wird. Für eine solche Neubindung eignet sich Kohlenstoff (C). Bei der Verbrennung von Kohle entsteht (durch Reaktion mit Sauerstoff) Kohlenstoff-Dioxid (CO2). Dieses kann unter hoher Hitzentwicklung in zwei Kohlenstoff-Oxid-Verbindungen (zweimal CO) zerfallen. Werden diese Zerfalls-Verbindungen zugleich (unter hoher Hitze) mit Metalloxiden zusammengebracht, so binden sie erneut eines derer Oxygenium-Atome an sich und legen so das reine Metall frei. Um dieses Prinzip, das aber weiter praktische Schwierigkeiten erfahren kann, geht es in der unten wiedergegebene 'Reaktions'-Tafel.

(Tabelle nach B. Zech, S. 192)

Silikate wurden zumeist zu Gebrauchs- und Kunst-Glas verarbeitet. Quarzgestein wurde zerkleinert, mit sodahaltiger Pflanzenasche vermischt, in einen Krug bei 800 °C geschmolzen. Die abgekühlten Klaumpen wurden dann in einer weiteren Schmelze bei höherer Temperatur in in die gebrauchsangepaßte Form eines schneidbarren Barrens oder in irgendeine andere Form gebracht. Inflüssiger form konnte das Glas durch Beimischen von Metall-Oxiden schwarz, violett, blau, grün, rot, gelb oder weiß gefärbt werden.

Aus Kristallen wurden nicht nur häufig Schmickgegenstände, sindern sie fanden auch als Arbeitsinstrumente für Schneidezwecke Verwendung.

Die verschiedenen Arten von Diamanten ihrer Verwendung, auch als Werkzeuge, beschreibt Plinius der Ältere umfassend in seinem Werk 'Naturalis historia' (Buch XXXVII).

Gold und Silber wurden zumeist zu Schmuck- und Repräsentationsgegenständen (Beispiele: Krone, Ring).

Schmiedbares Eisen (nicht Gußeisen) wurde durch Zugabe von Kohlenstoff bei hoher Anschmelzhitze zu Waffen-Stahl verarbeitet.

Bruchstein aller Art (wie z. B. Granit) wurde zu Baumaterial vorgefertigt..

Aus tonhaltigem Lehm geformt und in Öfen gebrannt wurden zumeist Ton-Produkte für den Alltagsbedarf wie Ziegel, Tontöpfe und Tonlampen.

Marmor wegen seiner makellosen Farbe und Härte sowohl als Baustoff für Repräsentationsgebäude (wie Tempel und Basiliken) als für die künstlerische Herstellung von Statuen und Skulpturen verwendet.

Holz wurde zu Holzkohle, welche beim Verhüttungsprozeß ('Röstung', 'Reduktionsprozeß', s. o.) der dafür geeigneten Metalle Verdenung fand, aber auch beim Betreiben kleiner Kohleöfen in Wohnungen..

Stein- und Braunkohle wurden in der Antike nur gelegentlich als Brennmaterial verwendet, wo es örtlich verfügbar war. Sie waren keine Handelsware.

Aus Kalkstein (Calciumcarbonat) konnten Mörtel und 'Zement' gemacht werden, Stark erhitzt (gebrannt) konnte Calciumcarbonat einerseits zu Kohlenstoffdioxid und andererseits zu Branntkalk (Calciumoxid) gemacht werden. Der 'Branntkalk' konnte dann mit Wasser vermischt zu 'Löschkalk' (Calciumhydroxid) gemacht werden, welcher dann wieder durch Wasserzugabe, Trocknung und Kohlenstoffdioxidaufnahme bei einem Brennprozeß in Calciumcarbonat (Kalkstein) zurückverwandelt werden konnte; allerdings erst, nachdem er zuvor zu beliebigen Zwecken eine menschliche Formung erfahren hatte. Neben dem Ton und dem Gips war Calciumcarbonat in der Antike eines von mehreren bei Bedarf zur Verfügung stehenden steinhart werdenden technischen Bindemittel für Bau- und Formgebungszwecke.

Kalkstein konnte auch anders bearbeitet werden: Fein gemahlen und gebrannt (Calciumsilicat) und danach mit verschiedenen möglichen stabilisierenden Stoffen wie Vulkanasche und Ziegelmehl vermischt kann ein pulverförmiges Material entstehen, das, mit Wasser versetzt ebenfalls als allmählich erstarrendes Bindemittel zwischen Bruchsteinen oder Ziegeln Verwendung fand (Zement).

Bitumen (Erdpech) als Klebe- bzw. Binde-Mittel, konnte im Altertum auch. für den Mauer- und Wegebau (Asphalt) zubereitet und eingesetzt werden.


Literaturhinweise:


Bearbeitungsstand: 20. Dez. 2012.

Autor des WWW-Skripts: Christian Gizewski, Prof. Dr., TU Berlin, Fakultät I, Alte Geschichte, FG Geschichte, Privatadresse: Tietzenweg 98, 12203 Berlin, Tel.:030-8337810, EP: christian.gizewski@.tu-berlin.de