mini|Aufgeschlagene Feuersteinknolle mini|Aufgeschlagene, hohle Feuersteinknolle aus dem Malm, Klettgau
Feuerstein, auch Flint oder Silex, ist ein Kieselgestein und besteht nahezu ausschließlich aus Siliciumdioxid (SiO2). Das Siliciumdioxid liegt hierbei in Form von sehr feinkörnigem (mikrokristallinem) Quarz (Chalcedon) und Mogánit oder in Form von Opal vor. Hinzu kommen akzessorische Minerale, zum Beispiel Hämatit, die dem Gestein eine bestimmte Farbe verleihen können. Bevorzugt werden solche Bildungen als „Feuerstein“ bezeichnet, die diagenetisch in feinkörnigen marinen Kalksteinen entstanden sind. Der Name „Feuerstein“ verweist auf seine historische Bedeutung für das Feuermachen. Die „Feuersteine“, die in modernen Feuerzeugen eingesetzt werden, sind allerdings aus einer Metalllegierung (Cer-Eisen, siehe Auermetall), werden Zündsteine genannt und zerspant. Daneben werden in Feuerzeugen Piezokristalle angeschlagen, um elektrische Funken zu erzeugen.
Als Feuerstein im engeren Sinne gelten jedoch nur diagenetische SiO2-Aggregate, die Ablagerungen des untersten Tertiär (Danium) und der Oberkreide entstammen. Typische Fundplätze sind u. a. die Ostseeküste (Baltischer Feuerstein), die Kreidefelsen von Rügen, die Maastrichter Region und die Burgunder Region. Diagenetische SiO2-Aggregate aus älteren Ablagerungen (in Mitteleuropa insbesondere aus dem Jura, Keuper, Muschelkalk und Zechstein) werden als Hornsteine bezeichnet.
Entstehung und Eigenschaften mini|Aufgesägte, kleine Feuersteinknolle mit deutlich ausgeprägter hellerer Rinde mini|Bänderfeuerstein aus norddeutschem Geschiebe. Die Bänder gehen auf eine rhythmische Einkieselung bei der Entstehung des Feuersteins zurück.Karl Gripp: Erdgeschichte von Schleswig-Holstein. Wachholtz, Neumünster 1964.
Die Entstehung von Feuerstein ist nach wie vor nicht vollständig geklärt. Vermutlich sorgen kieselsäurehaltige Lösungen bei der Diagenese (Kompaktions- und Umwandlungsprozesse während der Gesteinsbildung) für eine Verdrängung von Karbonaten. Relikte von Skeletten von Kieselschwämmen und Kieselalgen (Diatomeen) in Feuersteinknollen belegen den organischen Ursprung. Feuerstein besteht primär aus dem faserigen Chalcedon, ähnlich wie Jaspis (ein kryptokristalliner, jedoch nicht faseriger, sondern körniger Quarz, mit Korngröße kleiner als 1 Mikrometer). Die Feuerstein-Diagenese verläuft in der Regel über Opal-A (amorph), Opal-CT (wie Kreide leicht zu bearbeiten) zu Feuerstein.Serge von Bubnoff: Einführung in die Erdgeschichte. 3. Auflage, Akademie-Verlag, Berlin 1956, S. 21 (PDF auf geokniga.org).
Die Dehydrierung der Kieselsäure erfolgt von innen nach außen, wodurch die Feuersteinknollen oft eine zwiebelartige Struktur aufweisen. Deutlich erkennbar ist oft die poröse helle Außenschicht (die so genannte Rinde oder Cortex). Es handelt sich um die diagenetische Vorstufe zu Feuerstein (SiO2 · nH2O), das sog. Opal-CT. Diese ist leicht zu bearbeiten. Die Umwandlung von Opal-CT zu Feuerstein erfordert Jahrmillionen. Die äußeren Schichten können im geringen Maße Wasser aufnehmen, wodurch eine Verwitterung der Oberfläche begünstigt wird.
Feuerstein hat eine Mohshärte von 6,5 bis 7. Er besitzt eine isotrope oder amorphe Struktur, das heißt, eine Vorzugsorientierung fehlt. Wenn großer Druck langsam ansteigend oder schlagartig auf einen Punkt des Feuersteins ausgeübt wird, wird die kinetische Energie vom Gestein aufgenommen und breitet sich konzentrisch kegelförmig vom Schlagpunkt ausgehend aus.
Bei ausreichend hoher Schlagenergie wird das Gestein durch die sich ausbreitenden Schlagwellen gespalten. Die hierbei entstehende Bruchfront hat meist eine muschelige Form, wie sie auch an zerbrochenem Glas beobachtet werden kann. Im Bereich einer Bruchstelle weist der Feuerstein auch Schlagwellen auf, die Wallner-Linien. Sie entstehen vor allem bei gezielt abgespaltenen Teilen des Steins, die als Abschläge bezeichnet werden.
Frischer Feuerstein hat meistens eine schwarze bis graue Färbung. Durch Verwitterung wird er zunehmend milchiger; außerdem können auch gelbliche bis bräunliche Verfärbungen durch Eisenoxid auftreten. Roter Feuerstein ist eher selten; er findet sich in Mitteleuropa beispielsweise an den Stränden der Düne von Helgoland. Die rote Färbung ist das Ergebnis von Einlagerungen dreiwertiger Eisenverbindungen (zum Beispiel Hämatit). Der rote Feuerstein entstammt untermeerisch anstehendem Kreidegestein des Turons (Oberkreide) in der Umgebung der Insel.Friedrich Schmidt, Christian Späth: Feuerstein-Typen der Oberkreide Helgolands, ihr stratigraphisches Auftreten und ihr Vergleich mit anderen Vorkommen in N.-W. Deutschland. In: Staringia. Nr. 6, 1981, , S. 35–38, (natuurtijdschriften.nl). Auf Helgoland wird der rote Helgoländer Feuerstein als Schmuckstein verarbeitet gefasst und verkauft, als polierte Scheibe, als Ringstein (Cabochon) geschliffen oder kugelförmig als Kette aufgezogen.
Feuerstein ist arm an Begleitmineralien. WETZEL (1968) erwähnt lediglich Quarzkristalle, Calcit, Mangan- oder Eisendendriten und Schwefelkies. KUDIELKA (1973) bezeichnet zwei knapp zentimetergroße Calcitkristalle als Seltenheiten. NEUBAUER (1978) entdeckte in Hohlräumen und Reißklüftchen spanischer Feuersteine nadelförmige Coelestinkristalle von maximal 6,5 mm Länge auf winzigen Quarzkriställchen, nachdem er an der Küste einen Feuerstein mit millimetergroßen Coelestinepimorphosen gefunden hatte. Es wird vermutet, dass dieses eher seltene Mineral aus einer Anhäufung von Radiolarienpanzern entstanden ist, die Strontiumsulfat als Gerüstsubstanz enthielten.
Verbreitung in Europa Feuersteinvorkommen finden sich in zahlreichen jura- und kreidezeitlichen Ablagerungen. Meist liegen die Knollen mit einer Größe von bis zu 30 cm Durchmesser eingebettet in Kreideablagerungen. Es kommen auch Platten mit Dicken bis zu 20 cm vor. Durch spätere Umlagerungsprozesse finden sie sich auch herausgelöst aus ihrem ursprünglichen stratigraphischen Entstehungszusammenhang. So sind Feuersteine in eiszeitlichen Sedimenten als Bestandteil von Grund- und Endmoränen sowie auch innerhalb von Schmelzwasserablagerungen sehr häufig.
Verbreitung in Deutschland Anstehend im Muttergestein kommt der Feuerstein in Deutschland vor allem in der Kreide von Helgoland Düne, Rügen, Lägerdorf (Schleswig-Holstein) und Hemmoor (Niedersachsen) vor. Sekundär umgelagert findet er sich im gesamten nordmitteleuropäischen Verbreitungsgebiet, dort lokal auch extrem angereichert (Feuersteinfelder im Naturschutzgebiet Steinfelder in der Schmalen Heide und Erweiterung). Im südniedersächsischen Bergland findet sich Feuerstein als eiszeitliches Geschiebe bis an den Harzrand und im Leinetal bis etwa Freden, nördlich der so genannten Feuersteinlinie. Außerdem kommt er in weißverwitterter Form in tertiären Sanden des Miozäns des Solling vor und ist als Hornstein aus dem Mittleren Muschelkalk (Göttingen bis Einbeck), Korallenoolith/Heersumer Schichten (Thüster Berg) und Hilssandstein bekannt.
Ursprung dieser sekundären Umlagerung war die Elster-Eiszeit, deren Eismassen bis an den Nordrand der Fahner Höhen vordrangen und große Mengen Gesteinsmaterial aus dem nördlichen Europa mit sich führten. Als das Gletschereis schmolz, blieben die Findlinge und Feuersteine im Geschiebemergel zurück. Die Erosion sowie die nachfolgenden Eiszeiten, Saale- und Weichsel-Eiszeiten, verwischten die ursprünglichen Lagerstätten, die Feuersteinlinie. mini|250px|Schematische Darstellung der jeweils maximalen Gletschervorstöße (Geschiebe) der drei letzten Eiszeiten im norddeutschen Tiefland: rote Linie = Eisrandlage der Weichsel-Kaltzeit; gelbe Linie = Eisrandlage der Saale-Kaltzeit; blaue Linie = Eisrandlage der Elster-Kaltzeit In anderen Gegenden Deutschlands tritt Feuerstein ebenfalls auf, allerdings seltener, wurde aber auch dort gefunden und verwendet.Matthias Leopold, Jörg Völkel: Neolithic flint mines in Arnhofen, southern Germany: a ground‐penetrating radar survey. In: Archaeological Prospection. Bd. 11, Nr. 2, 2004, , S. 57–64, doi:10.1002/arp.222.Tobias L. Kienlin, Paweł Valde-Nowak: Neolithic transhumance in the Black Forest mountains, SW Germany. In: Journal of Field Archaeology. Bd. 29, Nr. 1/2, 2004, , S. 29–44, doi:10.1179/jfa.2004.29.1-2.29. Tonnenschwere Feuersteinblöcke, die wohl im Knollenmergel entstanden sind, finden sich am Flinsberg bei Oberrot, Baden-Württemberg.Gerhard H. Bachmann, Horst Brunner: Nordwürttemberg. Stuttgart, Heilbronn und weitere Umgebung (= Sammlung geologischer Führer. 90). Borntraeger, Stuttgart 1998, ISBN 3-443-15072-1.Dieter B. Seegis, Matthias Goerik: Lakustrine und pedogene Sedimente im Knollenmergel (Mittlerer Keuper, Obertrias) des Mainhardter Waldes (Nordwürttemberg). In: Jahresberichte und Mitteilungen des Oberrheinischen Geologischen Vereins. NF Bd. 74, 1992, S. 251–302, .
Verwendung mini|Scharfkantige Feuersteinabschläge
Wegen seiner großen Härte, seiner in hohem Maße berechenbaren Spaltbarkeit und der äußerst scharfen Schlagkanten war der Feuerstein in der Steinzeit ein wichtiges Rohmaterial, um schneidende Werkzeuge und Waffen herzustellen. Große Bedeutung erlangte er mit der Entdeckung, dass man mit seiner Hilfe Funken erzeugen kann.
Feuerschlagen mini|thumbtime=57|Feuermachen mit Feuerstein, Stahl und Zunder – Freilichtmuseum Roscheider Hof
Entgegen populärer Vorstellungen können durch Aneinanderschlagen zweier Feuersteine keine Funken zum Feueranzünden erzeugt werden. Es entstehen dabei zwar Funken, diese sind aber nicht heiß genug, um ein Feuer entfachen zu können. Stattdessen dient die scharfe Kante des Feuersteins dazu, Funken aus Eisen(II)-disulfid (FeS2) in Form von Pyrit, Markasit oder Stahl herauszuschlagen.
Ein steinzeitliches Schlagfeuerzeug bestand aus einem Feuerstein, leicht brennbarem Pulver bzw. einfach entzündbarer Faser (dem Zunder) und Pyrit bzw. Markasit. Der eigentliche funkenerzeugende Stein ist dabei der Pyrit/Markasit, von dem mittels des Feuersteins kleine Späne abgeschlagen werden, die durch die Aufschlagenergie und die beim Aufschlag entstehende Reibungswärme entzündet werden – die Funken. Feuerstein (Flint) ist als Schlagstein nicht zwingend erforderlich, Gangquarz oder Quarzit sind dafür ebenfalls geeignet.
Mit Hilfe von Feuerstein und Stahl lassen sich ebenfalls Funken schlagen. Der Stahl muss einen vergleichsweise hohen Kohlenstoffanteil (1,5–2 %) aufweisen; dieser findet sich z. B. im Stahl einer Feile (siehe dazu: Feuerstahl). Dabei schabt der Stein, analog zum Vorgang bei Pyrit/Markasit, winzige Späne vom Stahl ab, die sich durch die dabei entstehende Wärme entzünden. Bis zum Aufkommen der Streichhölzer im 19. Jahrhundert waren Stahl und Stein das einzig gängige Feuerzeug. Man versuchte daher, die Glut in den Öfen über Nacht zu erhalten, um sich das mühselige Feuerschlagen zu ersparen. In einem modernen Gas- oder Benzinfeuerzeug wird der Funke mit einem Reibrad aus einem Zündstein geschlagen, wobei die Härte des Reibrads größer ist als die Eisen-Cer-Legierung des Zündsteins.