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Pläner: a traditional building stone in Saxo-Bohemian Cretaceous and Münsterland Cretaceous Basin

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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.

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References

  • Arnold H (1964) Zur Feinstratigraphie des schloenbachi-Turons von Gesike, Erwitte und Paderborn Fortschr. Geol Rheinld U Westf 7:487–494

    Google Scholar 

  • 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

    Article  Google Scholar 

  • 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

    Article  Google Scholar 

  • Buurman P, van der Plas L (1971) The genesis of Belgian and Dutch Flints and Cherts. Geol Mijnbouw 50:9–28

    Google Scholar 

  • 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

    Article  Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • DIN 52617 (1977) Bestimmung des Wasseraufnahmekoeffizienten. Beuth, Berlin

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • DIN EN ISO 9277 (ex. DIN 66131) (2002) Bestimmung der spezifischen Oberfläche von Feststoffen durch Gasadsorption nach Brunauer, Emmet und Teller (BET). Beuth, Berlin

    Google Scholar 

  • DIN En 1367-1 (2007) Prüfverfahren für thermische Eigenschaften und Verwitterungsbeständigkeit von Gesteinskörnungen—Teil 1: Bestimmung des Widerstandes gegen Frost-Tau-Wechsel. Beuth, Berlin

    Google Scholar 

  • DIN EN 1367-2 (2007) Prüfverfahren für thermische Eigenschaften und Verwitterungsbeständigkeit von Gesteinskörnungen—Teil 2: Magnesiumsulfat-Verfahren. Beuth, Berlin

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • Geyer OF (1962) Über Schwammgesteine (Spongiolith, Tuberolith, Spiculit und Gaizit). Hermann-Aldinger-Festschrift, Stuttgart, pp 51–59

    Google Scholar 

  • Grumbt E, Lützner H (1983) Saxonische Tektonik und Basaltvulkanismus zwischen Thüringer Wald und Vorderrhein. Z Geol Wiss Berlin 11(8):943–954

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • Horna F (1995) Multitratigraphisch-sedimentologische Untersuchungen an pelagischen Karbonaten-Das Oberkreide-Profil von Hoppenstedt (Subherzynes Becken). Freiberger Forschungsh C 464:73–144

    Google Scholar 

  • Hošek J, Skupin L (1978) Sanierung des Plänermauerwerks der Teinkirche in Prag. Deutsche Kunst Und Denkmalpflege 1(2):107–126

    Google Scholar 

  • 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

    Article  Google Scholar 

  • Kaplan U (2009) Naturbausteine historischer Bauwerke des Münsterlandes und seiner angrenzenden Gebiete. Geol Paläont Westf Münster 73:178

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • 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

    Article  Google Scholar 

  • 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

    Article  Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • Lippolt HJ, Baranyi I, Todt W (1975) Die K/Ar-Alter der postpermischen Vulkanite des nordöstlichen Oberrheingrabens. Aufschluß Sonderbd Heidelberg 27:205–212

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • Mitterer A (2015) Tripellagerstätten—Die Genese von Sedimenten mit authigenen, kristallinem SiO2. Münchner Geowiss Abh München B 21:170

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • 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

    Article  Google Scholar 

  • 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

    Article  Google Scholar 

  • Scholle T, Konta J (1987) Der Goldene Pläner, das häufigste Baugestein im mittelalterlichen. Prag Acta Univ Carolinae Geol Prag 1:5–31

    Google Scholar 

  • Schreiber U (1994) Die tertiären Vulkanite des Westerwaldes im Rahmen der magmato-tektonischen Entwicklung Mitteleuropas. Habil-Schr Univ Bonn I–VI:1–135

    Google Scholar 

  • Seibertz E (2000) Kreidezeitlicher Magmatismus in der Bundesrepublik Deutschland und seine stratigraphischen Daten. Cour Forsch Inst Senkenberg Frankfurt a. M. 226:162–164

    Google Scholar 

  • 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

    Article  Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • Valečka J, Skoček V (1991) Late Cretaceous lithoevents in the Bohemian Crtetaceous Basin, Czechoslovakia. Cretac Res 12:561–577

    Article  Google Scholar 

  • van Voorthuysen JH (1944) Hoornblendediabaasintrusie in het Wealden van Ostnederland. Geol Mijnbouw N S Amsterdam 5:24–26

    Google Scholar 

  • 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

    Google Scholar 

  • Westinga E, Hoetjes PC (1981) The intrasponge fauna of Spheciospongia vesparia (Porifera, Demospongiae) at Curaçao and Bonaire. Mar Biol 62:2–3

    Article  Google Scholar 

  • Williams LA, Paks GA, Crerar DA (1985) Silica diagenesis, I. Solubility controls. Jur Sed Petrol 55:301–311

    Google Scholar 

  • Wilmsen M, Niebuhr B, Hiss M (2005) The Cenomaion of northern Germany: facies analysis of transgressive biosedimentary system. Facies 51:253–271

    Article  Google Scholar 

  • 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

    Article  Google Scholar 

  • Zahalka B (1926) Pražská opuka. Zprávy Veřejné Slučby Tech VIII Nr 18:1–6

    Google Scholar 

  • 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

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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.

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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

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