Abstract
Sandy-marly siltstones, sandy-silty marlstones, silicified marlstones and marly silicites are the characteristic cyclically deposited sediments in large areas of the Bohemian–Saxonian and Münsterland Cretaceous Basins. In the German-speaking area, these typical sedimentary rocks are called Pläner. In the Czech Republic they are called opuka, in Poland/Lithuania opoka and in France/Wallonia gaize. They can be easily quarried as managable dimensional stones, which can be formatted with little effort and were therefore the preferred material for use as a masonry stone. In the Middle Ages, Pläner was therefore the dominant stone used for exterior architecture. Harder Pläner was used as floor slabs and for paving. In Prague, a local Pläner is exposed with beds reaching a thickness of 1.3 m. This local variety is called the Golden Pläner/zlatá opuka, where it was also used for high-quality sculptural work. The Golden Pläner is therefore a stone with a wide variety of uses. Prague also owes its title as the "Golden City" to this rock. The Golden Pläner is well studied. Its mineral composition, important petrophysical characteristics and weathering behavior have been published in several geoscientific papers. Publications dealing with the other Pläner stones of the Czech Republic, those in Saxony or exposed in the Münsterland are still lacking. The aim of this paper is to illustrate the similarities and differences of the Pläner stones used as a building material from the Cretaceous basins considered here. Four different types of Pläners can be classified based on their primary facies and early diagenetic characteristics, but also the limestones that are called Pläners, which occur within the Pläner sequences and the residuals of these Pläners are considered. The high proportion of very fine-grained constituents requires the combination of several analytical and observational methods such as optical microscopy, microanalysis, powder X-ray diffraction and textural analysis of pore space by mercury porosimetry. To be able to classify the weathering resistance, and thus the possibility of using Pläners as a natural stone, the structural parameters of compressive strength, porosity, water absorption, freeze–thaw resistance and hygric dilatation were also determined.
Similar content being viewed by others
Availability of data and materials
Freely available.
Availability of code
Not Applicable
References
Arnold H (1964) Zur Feinstratigraphie des schloenbachi-Turons von Gesike, Erwitte und Paderborn Fortschr. Geol Rheinld U Westf 7:487–494
Beck R (1914) Geologischer Führer durch das Dresdner Elbtalgebiet zwischen Meissen und Tetschen, vol 2. umgearb. u. vergröss. Aufl., Gebr. Borntraeger; Berlin
Berensmeier M, Dölling B, Frijia G, Wilmsen M (2018) Facies analysis of proximal Upper Cretaceous deposits from the southwestern Münsterland Cretaceous Basin (northwest Germany). Cretaceous Res 87:241–260
Brunauer S, Emmett PH, Teller E (1938) Adsorption of gases in multimolecular layers. J Am Chem Soc 60(2):309–319. https://doi.org/10.1021/ja01269a023
Buurman P, van der Plas L (1971) The genesis of Belgian and Dutch Flints and Cherts. Geol Mijnbouw 50:9–28
Čech S, Uličný D (2021) The Turonian-Coniacian stage boundary in an expanded siliciclastic succession: Integrated stratigraphy in deltaic through offshore facies, Bohemian Cretaceous Basin. Cretaceous Res 117:104576
Dillmann W, Negendank JFW (1982) Ein Lapilli-Tuffschlot südlich Trier, das südlichste Vorkommen kretazisch-känozoischen Vulkanismus in Eifel und Hunsrück. Mainzer Geowiss Mitt 11:29–32
DIN 52617 (1977) Bestimmung des Wasseraufnahmekoeffizienten. Beuth, Berlin
DIN 66133 (1983) Messung der Intrusion und Extrusion von Quecksilber in porösen Materialien. In: Bestimmung des Porenvolumens, Porenverteilung, Oberfläche und Hysterese; Bestimmung der Hg-Dichte nach DIN 51065. Beuth, Berlin
DIN CEN/TS 12390-9 (2006) Prüfung von Festbeton—Teil 9: Frost—und Frost-Tausalz-Widerstand—Abwitterung. Beuth, Berlin
DIN EN ISO 9277 (ex. DIN 66131) (2002) Bestimmung der spezifischen Oberfläche von Feststoffen durch Gasadsorption nach Brunauer, Emmet und Teller (BET). Beuth, Berlin
DIN En 1367-1 (2007) Prüfverfahren für thermische Eigenschaften und Verwitterungsbeständigkeit von Gesteinskörnungen—Teil 1: Bestimmung des Widerstandes gegen Frost-Tau-Wechsel. Beuth, Berlin
DIN EN 1367-2 (2007) Prüfverfahren für thermische Eigenschaften und Verwitterungsbeständigkeit von Gesteinskörnungen—Teil 2: Magnesiumsulfat-Verfahren. Beuth, Berlin
Ebert H, Grahmann R, Pietzsch K (1934) Erläuterungen zur Geologischen Karte von Sachsen (im Maßstab 1 : 25 000) Nr. 66 - Blatt Dresden. III. Auflage, Leipzig, pp 65–94
Gai S (2006) Vom militärischen Stützpunkt zum Bischofsitz. Die Paderborner Pfalzanlagen als Beispiel baulicher Kontinuität. Mitteilungen Der DGAMN: Kontinuität Und Diskontinuität Im Archäologischen Befund 17:26–36
Geyer OF (1962) Über Schwammgesteine (Spongiolith, Tuberolith, Spiculit und Gaizit). Hermann-Aldinger-Festschrift, Stuttgart, pp 51–59
Grumbt E, Lützner H (1983) Saxonische Tektonik und Basaltvulkanismus zwischen Thüringer Wald und Vorderrhein. Z Geol Wiss Berlin 11(8):943–954
Hausmann F (1824) Untersuchungen über die Formen der leblosen Natur. Göttingen.
Henning KH, Störr M (1986) Electron micrographs (TEM, SEM) of clays and clay minerals. Berlin: Akad.-Verl. Berln, p 350 (Schriftenr. geol. Wiss., 25)
Hiss M (1989) Erläuterungen zu Blatt 4417. Büren Geol Kt Nordrh Westf. 1:25000, Erl. 4417, 152 S.
Holländer K (2001) Peter Parlers Kathedrale. Naturstein 56(5):88–91
Horn P, Lippolt HJ, Todt W (1972) Kalium-Argon-Altersbestimmungen an tertiären Vulkaniten des Oberrheingrabens I Gesamtgesteinsalter. Ecl Geol Helvet Basel 65(1):131–156
Horna F (1995) Multitratigraphisch-sedimentologische Untersuchungen an pelagischen Karbonaten-Das Oberkreide-Profil von Hoppenstedt (Subherzynes Becken). Freiberger Forschungsh C 464:73–144
Hošek J, Skupin L (1978) Sanierung des Plänermauerwerks der Teinkirche in Prag. Deutsche Kunst Und Denkmalpflege 1(2):107–126
Jurkowska A, Świerczewska-Gładysz E, Bąk M, Kowalik S (2019) The role of biogenic silica in the formation of Upper Cretaceous pelagic carbonates and its palaeoecological implications. Cretac Res 93:170–187
Kaplan U (2009) Naturbausteine historischer Bauwerke des Münsterlandes und seiner angrenzenden Gebiete. Geol Paläont Westf Münster 73:178
Kaplan U (2012) Der mittelalterliche Steinbruch des Bischofs Meinwerk und das Unterconiacium (Oberkreide) bei Paderborn (südöstliches Münsterländer Kreidebecken) mit Anmerkungen zum historischen Gebrauch regionaler Naturbausteine. Geol Paläont Westf 83:51
Katzer F (1902) Geologoie von Böhmen—Geognostischer Aufbau und die geologische Entwicklung des Landes mit besonderer Berücksichtigung der Erzvorkommen und der verwendbaren Minerale und Gesteine. 2. Aufl., 1489 S., Verlag von L. Taussing Prag
Klein V, Müller V, Valečka J (1979) Lithofacielle und paläogeographische Entwicklung des Böhmischen Kreidebeckens. Aspekte Der Kreide Eur IUGS Ser A 6:435–446
Koch R, Zimmerle W (1996) Sedimentological-geochemical and biostratigraphic correlation of Aptian/Albian Black Schales (N-Germany-Slovenia-Greece-Turkey). In: Reitner J, Neuweiler F, Gunkel F (eds) Globale und regionale Steurezngsfaktoren Teil II. Cretaceous Sedimentation. Göttinger Arbeiten zur Geologie und Paläontologie Sb, vol 3, pp 51–59
Konta J (1994) Weathering of stones in buildings and statues of Prague´s historical city core. In: (Guide to a theme walk crossing the Vltava east to west.) Edited by Czech and Slovak National Clay Group, XIIIth Conference on Clay Mineralogy and Petrology, pp 15; Prague
Laschet C (1984) On the origin of cherts. Facies 10:257–289
Lee C-TA, Jiang H, Ronay E, Minisini D, Stiles J, Neal M (2018) Volcanic ash as a driver of enhanced organic carbon burial in the Cretaceous. Sci Rep 8:4197. https://doi.org/10.1038/s41598-018-22576-3
Lehr R (2008) Die Pläner des Nordböhmisch-Sächsischen Kreidebeckens und ihre Bedeutung als Naturwerkstein. In: Dissertation, Naturwissenschaftliche Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Liebau A (1980) Palöbatymetrie und Ökofaktoren: flachmeerzonierungen. N Jb Geol Paläont Abh Stuttgart 160(2):173–216
Lippolt HJ, Baranyi I, Todt W (1975) Die K/Ar-Alter der postpermischen Vulkanite des nordöstlichen Oberrheingrabens. Aufschluß Sonderbd Heidelberg 27:205–212
Lippolt HJ (1983) Distribution of vulcanic activity in space and time. In: Fuchs K, Gehlen KV, Mälzer H, Murawski H, Semmel A (Hrsg.) Plateau uplift—a case history, Heidelberg, pp 112–120
Meylan A (1988) Spongivory in Hawksbill turtles: a diet of glass. Sci New Ser 239:393–395
Mitterer A (2015) Tripellagerstätten—Die Genese von Sedimenten mit authigenen, kristallinem SiO2. Münchner Geowiss Abh München B 21:170
Murphy W-F, Winkler K-W, Kleinberg R-L (1986) Acustic relaxation in sedimentory rocks: dependence on grain contacts and fluid saturation. Geophys Res Lett 1:805–808
Niebuhr B, Hiss M, Kaplan U, Tröger K-A, Voigt S, Voigt T, Wiese F, Wilmsen M (2007) Lithostratigraphie der norddeutschen Oberkreide. Beitrag zur Stratigraphie von Deutschland. Schriftenreihe Der DGG 55:136
Pieper R (2000) Dalheim Pfarrort—Kloster—Staatsdomäne. Münster, p 287
Pračák J (1994) Krida. In: Klomĺnskỳ J (ed) Geological atlas of the Czech Republic—stratigraphy. Czech Geological Survey
Přikryl R, Péikrylova J, Racek M, Weishauptova Z, Kreislova K (2017) Decay mechanism of indoor porous opuka stone: a case study from the main altar located in the St. Vitus Cathedral, Prague (Czech Republic). Environ Earth Sci 76:290
Přikryl R, Racek M; Péikrylova J, Weishauptova Z (2018) Understanding nature and properties of “opuka” stone, extraordinary natural stone of medieval Central Europe. Geophysical Research Abstracts Vol. 20.
Reich V, von Rad U (1979) Silica diagenesis in the Atlantic Ozean: diagenetik potential transformations. In: Talvani M et al (Hrsg.) Deep drilling results in the Atlantic Ocean Am Geophys Union, pp 315–340
Reuss A E (1846) Die Versteinerungen der Böhmischen Kreideformation. In: Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung Stuttgart, p 128
Richter O (1882) Der Ursprung des Wortes "Pläner". In: Sitzbericht der Naturwissenschaftlichen Gesellschaft ISIS, S. 13, Abhandlung der Naturwissenschaftlichen Gesellschaft, Dresden
Schneider S, Jäger M, Kroh A, Mitterer A, Niebuhr B, Vodrážka R, Wilmsen M, Wood CJ, Zágoršek K (2013) Silicified sea life—Macrofauna and palaeoecology of the Neuburg Kieselerde Member (Cenomanian to Lower Turonian Wellheim Formation, Bavaria, southern Germany). Acta Geol Polonica Warszawa 63(4):555–610
Scholle T, Konta J (1987) Der Goldene Pläner, das häufigste Baugestein im mittelalterlichen. Prag Acta Univ Carolinae Geol Prag 1:5–31
Schreiber U (1994) Die tertiären Vulkanite des Westerwaldes im Rahmen der magmato-tektonischen Entwicklung Mitteleuropas. Habil-Schr Univ Bonn I–VI:1–135
Seibertz E (2000) Kreidezeitlicher Magmatismus in der Bundesrepublik Deutschland und seine stratigraphischen Daten. Cour Forsch Inst Senkenberg Frankfurt a. M. 226:162–164
Seibertz E, Vortisch W (1979) Zur Stratigraphie, Petrologie und Genese einer Bentonit-Lage aus dem oberen Mittel-Turon (Oberkreide) des südöstlichen Münsterlandes. Geol Rdsch 68:649–679
Sidova K, Prikryl R, Weishauptova Z, Racek M (2015) Petrographic and porosimetric study of opuka stones from different construction phases of the medieval Church of the Beheading of St. John the Baptist in Dolní Chabry (Prague, Czech Republic). In: Geophysical Research Abstracts, vol 17
Siedel H, Lange J-M, Heinz F (2009) Bau- und Dekorationsgesteine in Dresden Miniaturen zur Geologie Sachsen. Senkenberg—Naturhistorische Sammlungen in Dresden Museum für Geologie, vol 1. Auflage
Skupin K (1982) Erläuterungen zu Blatt 4218 Paderborn. In: Geol Kt Nordrh Westf 1:25000, Erl. 4418, p 140 S
Sokolowski St. (ed) (1976) Geology of Poland. Vol. I: stratigraphy part 2 Mesozoic, Warszawa, p 885
Spehr R (2006) Archäologie im Dresdener Schloss. In: Die Ausgrabungen 1982–1990. Veröffentlichungen des Landesamtes für Archäologie mit Landesmuseum für Vorgeschichte, Dresden, vol 50, p 212
Šramek J (2002) Stone of a Gothic Pieta from Toruò (Poland). https://www.sci.muni.cz/~vavra/scripta/scripta.htm
Šramek J (2004) Stone of gothic pieta from Magdeburg (Germany). Geosci Res Rep 37:162–163
Störr M (1967) Lithologisch-petrologische Untersuchungen am nichtkarbonatischem Anteil der Gesteine des Ober-Albs und der Oberkreide in NE-Mecklenburg (Bohrung Usedom 1/60 und Bohrung Gingst 1/60) unter besonderer Berücksichtigung der Tonminerale. In: Dissertation, Ernst-Moritz-Arndt-Univerität Greifswald
Tröger KA (1956) Über die Kreideablagerungen des Plauenschen Grundes (sediment- petrographische und biostratonomisch—paläontologische Untersuchungen). In: Jahrbuch des Staatlichen Museums für Mineralogie und Geologie zu Dresden, pp 22–124
Tröger K-A (2003) The Cretaceous of the Elbe valley in Saxony (Germany)—a review. In: Carnets de Géologie/Notebooks on Geology, pp 1–14
Tröger KA, Voigt T (1995) Event- und Sequenzstratigraphie in der Sächsischen Kreide. Berliner Geowiss Abh E 16:255–267
Tröger KA, Voigt T (2000) Sachsen. In: Stratigraphische Kommission Deutschland (Hrsg.) Stratigrapie von Deutschland III—Die Kreide der Bundesrepublik Deutschland. Cour Forsch Inst Senkenberg, Frankfurt a.M., vol 226, pp 123–132
Tröger KA, Voigt T, Wejda M, Pilot J, Starke R, Kleeberg R, Klemm W (1996) Multistratigraphic Investigations of Cenomanian to Coniacian sequences using a W-E profile between Münsterland and Saxony—part Saxony. In: Reitner J, Neuweiler F, Gunkel F (eds) Global and regional controls on biogenic sedimentation, II cretaceous sedimentation. Göttinger Arbeiten zur Geologie und Paläontologie, Sb, vol 3, pp 139–145
Uhlig A (1940) Die cenoman-turone Übergangszone in der Gegend von Dresden. Mitt Reichsst Bodenforsch Zweigst Freiberg 21:5–74
Valečka J, Skoček V (1991) Late Cretaceous lithoevents in the Bohemian Crtetaceous Basin, Czechoslovakia. Cretac Res 12:561–577
van Voorthuysen JH (1944) Hoornblendediabaasintrusie in het Wealden van Ostnederland. Geol Mijnbouw N S Amsterdam 5:24–26
Voigt T, Voigt S, Tröger K-A (1994) Fazies-Entwicklung einer ertrunkenen Felsküste—die obercenomane Monzonitklippe westlich von Dresden. Freiberger Forschungshefte Leipzig, Reihe C C 452:23–24
Westinga E, Hoetjes PC (1981) The intrasponge fauna of Spheciospongia vesparia (Porifera, Demospongiae) at Curaçao and Bonaire. Mar Biol 62:2–3
Williams LA, Paks GA, Crerar DA (1985) Silica diagenesis, I. Solubility controls. Jur Sed Petrol 55:301–311
Wilmsen M, Niebuhr B, Hiss M (2005) The Cenomaion of northern Germany: facies analysis of transgressive biosedimentary system. Facies 51:253–271
Wilmsen M, Uličný D, Košťák M (2014) Cretaceous basins of Central Europe: deciphering effects of global and regional processes—a short introduction. Zeitschr Der Deutschen Gesellschaft Für Geowissenschaften 165(4):495–499. https://doi.org/10.1127/1860-1804/2014/0088
Zahalka B (1926) Pražská opuka. Zprávy Veřejné Slučby Tech VIII Nr 18:1–6
Zimmerle W (1989) Vestiges of vulcanic activity in cretaceous sediments of Europe. In: Wiedmann J (ed) Cretaceous of the Western Tethys. Proceedings 3 rd International Cretaceous Symposium, Tübingen 1987, Stuttgart, pp 951–987
Funding
Self-funded or supported by funders who make no claims.
Author information
Authors and Affiliations
Contributions
Not Applicable.
Corresponding author
Ethics declarations
Conflicts of interest
Not applicable.
Ethics approval
I agree.
Consent to participate
I agree
Consent to publication
I agree
Additional information
Publisher's Note
Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.
This article is part of a Topical Collection in Environmental Earth Sciences on “Building Stones and Geomaterials through History and Environments—from Quarry to Heritage. Insights of the Conditioning Factors”, guest edited by Siegfried Siegesmund, Luís Manuel Oliveira Sousa, and Rubén Alfonso López-Doncel.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Lehr, R. Pläner: a traditional building stone in Saxo-Bohemian Cretaceous and Münsterland Cretaceous Basin. Environ Earth Sci 81, 219 (2022). https://doi.org/10.1007/s12665-022-10218-x
Received:
Accepted:
Published:
DOI: https://doi.org/10.1007/s12665-022-10218-x