Tuff
Als Tuff (italienisch tufo, vom gleichbedeutenden lateinisch tofus), verdeutlichend auch Tuffstein genannt, bezeichnet man in der Petrografie ein Gestein, das zu mehr als 75 % aus Pyroklasten aller Korngrößen besteht. Bei den Tuffen handelt es sich um vulkanisches Eruptivgestein, das sich verfestigte. Die Farben der weltweit vorkommenden vulkanischen Tuffe reichen von grau über gelblich, bräunlich und rötlich bis kräftig rot. Aufgrund der vulkanischen Gaseinschlüsse ist Tuff häufig sehr porös. Im technischen Sinne handelt es sich nahezu bei allen Typen um Weichgesteine. Daher wurden Tuffe im Bauwesen früher gerne als Mauersteine und Tuffziegel, heute vor allem für Platten an Fassaden verwendet, für Restaurierungsarbeiten wie auch für Steinbildhauerarbeiten. ⓘ
Aufgrund seiner kulturhistorischen Bedeutung wurde Tuff in Deutschland zum Gestein des Jahres 2011 bestimmt. ⓘ
Tuff ist eine Gesteinsart, die aus vulkanischer Asche besteht, die während eines Vulkanausbruchs aus einem Schlot ausgeworfen wird. Nach dem Auswurf und der Ablagerung wird die Asche zu einem festen Gestein lithifiziert. Gesteine, die mehr als 75 % Asche enthalten, werden als Tuffstein bezeichnet, während Gesteine, die 25 % bis 75 % Asche enthalten, als tuffhaltig bezeichnet werden (z. B. tuffhaltiger Sandstein). ⓘ
Tuffstein ist ein relativ weiches Gestein und wurde daher schon in der Antike für Bauzwecke verwendet. Da er in Italien weit verbreitet ist, wurde er von den Römern häufig für Bauzwecke verwendet. Das Volk der Rapa Nui verwendete ihn zur Herstellung der meisten Moai-Statuen auf der Osterinsel. ⓘ
Tuffstein kann entweder als Eruptiv- oder als Sedimentgestein klassifiziert werden. Er wird in der Regel im Rahmen der magmatischen Petrologie untersucht, obwohl er manchmal auch mit sedimentologischen Begriffen beschrieben wird. ⓘ
Vulkanische Asche
Das Material, das bei einem Vulkanausbruch ausgestoßen wird, kann in drei Arten unterteilt werden:
- Vulkangase, ein Gemisch, das hauptsächlich aus Wasserdampf, Kohlendioxid und einer Schwefelverbindung besteht (je nach Temperatur entweder Schwefeldioxid, SO2, oder Schwefelwasserstoff, H2S)
- Lava, die Bezeichnung für Magma, wenn es austritt und über die Oberfläche fließt
- Tephra, Partikel aus festem Material in allen Formen und Größen, die durch die Luft geschleudert werden ⓘ
Tephra entsteht, wenn Magma im Inneren des Vulkans durch die rasche Ausdehnung heißer vulkanischer Gase gesprengt wird. Magma explodiert in der Regel, wenn das darin gelöste Gas bei abnehmendem Druck an die Oberfläche strömt. Bei diesen heftigen Explosionen entstehen Materialpartikel, die aus dem Vulkan herausfliegen können. Feste Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 2 mm (Sandgröße oder kleiner) werden als vulkanische Asche bezeichnet. ⓘ
Vulkanische Asche wird weiter unterteilt in feine Asche mit einem Durchmesser von weniger als 0,0625 mm und grobe Asche mit einem Durchmesser zwischen 0,0625 mm und 2 mm. Tuff wird dementsprechend in groben Tuff (Grobasche-Tuff) und feinen Tuff (Feinasche-Tuff oder Staubtuff) unterteilt. Konsolidierte Tephra, die hauptsächlich aus gröberen Partikeln besteht, wird nicht als Tuff, sondern als Lapilliston (Partikel mit einem Durchmesser von 2 mm bis 64 mm) oder als Agglomerat oder pyroklastische Brekzie (Partikel mit einem Durchmesser von über 64 mm) bezeichnet. ⓘ
Vulkanische Asche kann in ihrer Zusammensetzung stark variieren, so dass Tuffe weiter nach der Zusammensetzung der Asche, aus der sie entstanden sind, klassifiziert werden. Asche aus Vulkanismus mit hohem Siliziumgehalt, insbesondere in Ascheströmen, besteht hauptsächlich aus Scherben vulkanischen Glases, und Tuff, der überwiegend aus Glasscherben besteht, wird als vitrischer Tuff bezeichnet. Die Glasscherben sind typischerweise entweder unregelmäßig geformt oder etwa dreieckig mit konvexen Seiten. Sie sind die zerbrochenen Wände zahlloser kleiner Blasen, die sich im Magma bildeten, als gelöste Gase schnell aus der Lösung kamen. ⓘ
Tuffe, die sich aus Asche bilden, die überwiegend aus einzelnen Kristallen besteht, werden als Kristalltuffe bezeichnet, während Tuffe, die sich aus Asche bilden, die überwiegend aus pulverisierten Gesteinsfragmenten besteht, als lithische Tuffe bezeichnet werden. ⓘ
Die chemische Zusammensetzung vulkanischer Asche spiegelt die gesamte Bandbreite der vulkanischen Gesteinschemie wider, von rhyolitischer Asche mit hohem Siliziumgehalt bis hin zu basaltischer Asche mit niedrigem Siliziumgehalt, und Tuffe werden ebenfalls als rhyolitisch, andesitisch, basaltisch usw. bezeichnet. ⓘ
Transport und Lithifizierung
Vulkanische Asche bewegt sich am einfachsten in Form von Aschewolken, die Teil einer Eruptionssäule sind, vom Schlot weg. Diese fallen als Fallout-Ablagerungen an die Oberfläche, die typischerweise gut sortiert sind und dazu neigen, eine Decke von gleichmäßiger Dicke über dem Gelände zu bilden. Der Kollaps einer Eruptionssäule führt zu einer spektakuläreren und zerstörerischen Form des Transports in Form von pyroklastischen Strömen und Flutwellen, die typischerweise schlecht sortiert sind und sich in tiefem Gelände ablagern. Schwallablagerungen weisen manchmal die für Hochgeschwindigkeitsströme typischen Sedimentstrukturen auf, wie Dünen und Antidünen. Vulkanasche, die sich bereits an der Oberfläche abgelagert hat, kann als Schlammstrom (Lahar) transportiert werden, wenn sie sich mit Wasser aus Regenfällen oder durch Eruption in ein Gewässer oder Eis vermischt. ⓘ
Ausreichend heiße Vulkanascheteilchen verschweißen nach dem Absetzen an der Oberfläche miteinander und bilden einen geschweißten Tuff. Für die Verschweißung sind Temperaturen von über 600 °C (1.100 °F) erforderlich. Enthält das Gestein verstreute, erbsengroße Fragmente oder Schlacke, spricht man von einem geschweißten Lapilli-Tuff. Geschweißte Tuffe (und geschweißte Lapilli-Tuffe) können aus Fallout stammen oder sich aus Ascheströmen ablagern, wie im Fall von Ignimbriten. Beim Verschweißen haften die Glasscherben und Bimssteinfragmente aneinander (Einschnürung an Punktkontakten), verformen sich und verdichten sich, so dass ein eutaxitisches Gewebe entsteht. Geschweißter Tuff hat in der Regel eine rhyolitische Zusammensetzung, es sind jedoch Beispiele für alle Zusammensetzungen bekannt. ⓘ
Eine Folge von Ascheströmen kann aus mehreren Abkühlungseinheiten bestehen. Diese lassen sich durch den Grad der Verschweißung unterscheiden. Die Basis einer Abkühlungseinheit ist in der Regel aufgrund der Abkühlung durch die darunter liegende kalte Oberfläche nicht verschweißt, und der Grad der Verschweißung und der Sekundärreaktionen von Flüssigkeiten im Strom nimmt zur Mitte des Stroms hin zu. Die Verschweißung nimmt zum oberen Teil der Kühleinheit hin ab, wo die Einheit schneller abkühlt. Die Intensität der Verschweißung kann auch in den Bereichen, in denen die Ablagerung dünner ist, und mit der Entfernung von der Quelle abnehmen. ⓘ
Kältere pyroklastische Ströme sind nicht verschweißt und die von ihnen abgelagerten Ascheschichten sind relativ unverfestigt. Abgekühlte vulkanische Asche kann jedoch schnell lithifiziert werden, da sie in der Regel einen hohen Gehalt an vulkanischem Glas aufweist. Dabei handelt es sich um ein thermodynamisch instabiles Material, das schnell mit Grund- oder Meerwasser reagiert, das Alkalimetalle und Kalzium aus dem Glas auslaugt. Aus den gelösten Stoffen kristallisieren neue Mineralien wie Zeolithe, Tone und Kalzit aus und zementieren den Tuff. ⓘ
Tuffe werden außerdem nach ihrer Ablagerungsumgebung klassifiziert, wie z. B. lakustrischer Tuff, subaerischer Tuff oder submariner Tuff, oder nach dem Mechanismus, durch den die Asche transportiert wurde, wie z. B. Fallout-Tuff oder Aschefluss-Tuff. Überarbeitete Tuffe, die durch Erosion und Wiederablagerung von Ascheablagerungen entstanden sind, werden in der Regel nach dem Transportmittel beschrieben, z. B. als äolischer Tuff oder fluvialer Tuff. ⓘ
Schichten von Fallout-Tuff in Japan
Gesteine aus dem Bishop-Tuff in Kalifornien, links ungeschweißt mit Bimsstein, rechts geschweißt mit Schlacke
Bandelier-Tuff im San Diego Canyon. Das untere Otowi-Member ist eine einzige massive Abkühlungseinheit, während das obere Tshirege-Member aus mehreren Abkühlungseinheiten besteht. ⓘ
Vorkommen
Tuffe können sich überall dort ablagern, wo explosiver Vulkanismus stattfindet, und sind daher in Bezug auf Lage und Alter weit verbreitet. ⓘ
Vulkanismus mit hohem Siliziumgehalt
Rhyolith-Tuffe enthalten bimshaltige, glasartige Fragmente und kleine Schlacken mit Quarz, Alkalifeldspat, Biotit usw. Island, Lipari, Ungarn, das Basin and Range im amerikanischen Südwesten und Neuseeland gehören zu den Gebieten, in denen solche Tuffe besonders häufig vorkommen. In den alten Gesteinen von Wales, Charnwood usw. sind ähnliche Tuffe bekannt, aber in allen Fällen sind sie durch Verkieselung (die sie mit Opal, Chalcedon und Quarz gefüllt hat) und durch Entglasung stark verändert. Das häufige Vorhandensein von abgerundeten, korrodierten Quarzkristallen, wie sie in rhyolitischen Laven vorkommen, trägt dazu bei, ihre wahre Natur zu zeigen. ⓘ
Geschweißte Ignimbriten können sehr voluminös sein, wie z. B. der Lava Creek Tuff, der vor 631.000 Jahren in der Yellowstone Caldera in Wyoming ausbrach. Dieser Tuff hatte ein ursprüngliches Volumen von mindestens 1 000 Kubikkilometern (240 cu mi). Es ist bekannt, dass der Lava-Creek-Tuff mindestens 1000-mal so groß ist wie die Ablagerungen des Ausbruchs des Mount St. Helens im Jahr 1980, und mit einem Volcanic Explosivity Index (VEI) von 8 war er größer als jeder andere bekannte Ausbruch der letzten 10.000 Jahre. Ascheschlamm-Tuffe bedecken 7.000 Quadratkilometer der Nordinsel Neuseelands und etwa 100.000 Quadratkilometer in Nevada. Aschentuffe sind das einzige vulkanische Produkt, dessen Volumen mit dem von Flutbasalten mithalten kann. ⓘ
Der Tioga-Bentonit im Nordosten der Vereinigten Staaten variiert in seiner Zusammensetzung von Kristalltuff bis Tuffschiefer. Er wurde als vom Wind getragene Asche abgelagert, die über dem Meer niederging und sich auf dem Meeresboden absetzte. Er ist devonischen Alters und stammt wahrscheinlich aus einem Schlot in Zentralvirginia, wo der Tuff seine maximale Dicke von etwa 40 Metern erreicht. ⓘ
Alkalischer Vulkanismus
Trachyt-Tuffe enthalten wenig oder gar keinen Quarz, dafür aber viel Sanidin oder Anorthoklas und manchmal Oligoklas-Feldspat, gelegentlich auch Biotit, Augit und Hornblende. Bei der Verwitterung verwandeln sie sich oft in weiche rote oder gelbe Tonsteine, die reich an Kaolin mit sekundärem Quarz sind. Neuere Trachyt-Tuffe finden sich am Rhein (Siebengebirge), auf Ischia und bei Neapel. Trachyt-Karbonatit-Tuffe wurden im Ostafrikanischen Graben gefunden. Alkalische Kristalltuffe wurden aus Rio de Janeiro gemeldet. ⓘ
Zwischenzeitlicher Vulkanismus
Andesitische Tuffe sind außerordentlich häufig. Sie kommen entlang der gesamten Kordilleren- und Andenkette, auf den Westindischen Inseln, in Neuseeland, Japan usw. vor. Im Lake District, in Nordwales, in Lorne, in den Pentland Hills, in den Cheviots und in vielen anderen Gegenden Großbritanniens sind uralte Gesteine ähnlicher Natur reichlich vorhanden. Ihre Farbe ist rot oder braun; ihre Schlackenfragmente sind von allen Größen, von riesigen Blöcken bis hin zu winzigen Staubkörnern. Die Hohlräume sind mit zahlreichen Sekundärmineralien wie Calcit, Chlorit, Quarz, Epidot oder Chalcedon gefüllt; in mikroskopischen Schnitten lässt sich die Natur der ursprünglichen Lava jedoch fast immer anhand der Formen und Eigenschaften der kleinen Kristalle erkennen, die in der zersetzten glasartigen Basis vorkommen. Selbst in den kleinsten Details haben diese alten Tuffe völlige Ähnlichkeit mit den modernen Aschebetten von Cotopaxi, Krakatoa und Mont Pelé. ⓘ
Mafischer Vulkanismus
Mafischer Vulkanismus tritt typischerweise in Form von hawaiianischen Eruptionen auf, die nicht explosiv sind und wenig Asche produzieren. Die Wechselwirkung zwischen basaltischem Magma und Grund- oder Meerwasser führt jedoch zu hydromagmatischen Explosionen, bei denen reichlich Asche anfällt. Dabei bilden sich Aschekegel, die anschließend zu Tuffkegeln zementiert werden können. Diamond Head, Hawaii, ist ein Beispiel für einen Tuffkegel, ebenso wie die Insel Ka'ula. Die glasartige Basaltasche, die bei solchen Eruptionen entsteht, wandelt sich im Zuge der Lithifizierung schnell in Palagonit um. ⓘ
Obwohl bei konventionellem mafischem Vulkanismus nur wenig Asche anfällt, kann sich die entstehende Asche lokal als bedeutende Ablagerungen ansammeln. Ein Beispiel dafür ist die Pahala-Asche auf der Insel Hawaii, die lokal bis zu 15 Meter dick ist. Auch diese Ablagerungen wandeln sich schnell zu Palagonit um und verwittern schließlich zu Laterit. ⓘ
Basaltische Tuffe findet man auch auf Skye, Mull, Antrim und an anderen Orten, an denen vulkanische Gesteine aus dem Paläogen vorkommen; in Schottland, Derbyshire und Irland unter den Karbonschichten und unter den noch älteren Gesteinen des Lake District, des südlichen Hochlands von Schottland und Wales. Sie sind von schwarzer, dunkelgrüner oder roter Farbe, variieren stark in ihrer Grobkörnigkeit, manche sind voller runder, schwammiger Bomben mit einem Durchmesser von einem Meter oder mehr, und da sie oft unter Wasser liegen, können sie Schiefer, Sandstein, Kies und anderes Sedimentmaterial enthalten und sind gelegentlich fossilhaltig. Basaltische Tuffe jüngeren Datums findet man in Island, auf den Färöer-Inseln, Jan Mayen, Sizilien, den Hawaii-Inseln, Samoa, usw. Im verwitterten Zustand sind sie mit Kalzit, Chlorit, Serpentin und, insbesondere wenn die Laven Nephelin oder Leuzit enthalten, häufig mit Zeolithen wie Analcit, Prehnit, Natrolith, Scolecit, Chabazit, Heulandit usw. gefüllt. ⓘ
Ultramafischer Vulkanismus
Ultramafische Tuffe sind äußerst selten; ihr Merkmal ist der hohe Anteil an Olivin oder Serpentin und das Fehlen oder der Mangel an Feldspat und Quarz. ⓘ
Kimberlite
Zu den Vorkommen von ultramafischem Tuff gehören die Oberflächenablagerungen von Kimberlit auf Maaren in den Diamantenfeldern des südlichen Afrikas und anderer Regionen. Die Hauptvariante des Kimberlits ist eine dunkelblaugrüne, serpentinreiche Brekzie (Blaugrund), die nach gründlicher Oxidation und Verwitterung zu einer mürben braunen oder gelben Masse (dem "Gelbgrund") wird. Diese Brekzien wurden als Gas-Feststoff-Gemische abgelagert und sind in der Regel in Diatremen erhalten und abgebaut, die intrusive röhrenartige Strukturen bilden. In der Tiefe gehen einige Kimberlit-Brekzien in Wurzelzonen von Strossen aus unzerklüftetem Gestein über. An der Oberfläche können ultramafische Tuffe in Maarvorkommen auftreten. Da Kimberlite die häufigste magmatische Quelle für Diamanten sind, wurden die Übergänge vom Maar über das Diatrem bis hin zu den Wurzelzonen-Dikes eingehend untersucht. Kimberlite mit Diatrem-Fazies werden eher als ultramafische Brekzien denn als Tuff bezeichnet. ⓘ
Komatiite
Komatiit-Tuffe finden sich beispielsweise in den Grünsteingürteln Kanadas und Südafrikas. ⓘ
Faltung und Metamorphose
Im Laufe der Zeit können Tuffsteinablagerungen auch von anderen Veränderungen als der Verwitterung betroffen sein. Manchmal sind sie an Faltungen beteiligt und werden abgeschert und gespalten. Viele der grünen Schiefer des englischen Lake District sind fein gespaltene Aschen. Auch im Charnwood Forest sind die Tuffe schiefrig und gespalten. Die grüne Farbe ist auf die starke Entwicklung von Chlorit zurückzuführen. Unter den kristallinen Schiefergesteinen vieler Regionen finden sich grüne Betten oder grüne Schiefer, die aus Quarz, Hornblende, Chlorit oder Biotit, Eisenoxiden, Feldspat usw. bestehen und wahrscheinlich rekristallisierte oder metamorphisierte Tuffe sind. Sie begleiten oft Massen von Epidiorit und Hornblende - Schiefer, die die entsprechenden Laven und Schwellen sind. Bei einigen Chloritschiefern handelt es sich wahrscheinlich auch um umgewandelte Schichten vulkanischer Tuffe. Die "Schalsteine" von Devon und Deutschland enthalten viele gespaltene und teilweise rekristallisierte Aschebetten, von denen einige noch ihre fragmentarische Struktur bewahren, obwohl ihre Lapilli abgeflacht und ausgezogen sind. Ihre Dampfhohlräume sind in der Regel mit Calcit, manchmal aber auch mit Quarz gefüllt. Die am stärksten umgewandelten Formen dieser Gesteine sind plattige, grüne Chloritschiefer, in denen jedoch nur spärlich Strukturen auftreten, die auf ihre ursprüngliche vulkanische Natur hinweisen. Es handelt sich um Zwischenstufen zwischen gespaltenen Tuffen und kristallinen Schiefergesteinen. ⓘ
Bedeutung
Der wirtschaftliche Wert von Tuff liegt in erster Linie in der Verwendung als Baumaterial. In der Antike wurde Tuff wegen seiner relativen Weichheit überall dort, wo er verfügbar war, als Baumaterial verwendet. Tuffstein ist in Italien weit verbreitet und wurde von den Römern für zahlreiche Gebäude und Brücken verwendet. So wurde beispielsweise der gesamte Hafen der Insel Ventotene (der heute noch in Betrieb ist) aus Tuffstein gebaut. Auch die Servianische Mauer, die im vierten Jahrhundert v. Chr. zur Verteidigung der Stadt Rom errichtet wurde, ist fast vollständig aus Tuffstein gebaut. Die Römer schnitten den Tuffstein auch in kleine, rechteckige Steine, die sie zum Bau von Mauern in einem als opus reticulatum bekannten Muster verwendeten. ⓘ
Der Peperino, der in Rom und Neapel häufig als Baustein verwendet wurde, ist ein Trachyt-Tuffstein. Pozzolana ist ebenfalls ein zersetzter Tuffstein, jedoch von basischem Charakter, der ursprünglich in der Nähe von Neapel gewonnen und als Zement verwendet wurde, doch wird dieser Name heute auf eine Reihe von Substanzen angewandt, die nicht immer den gleichen Charakter haben. In der deutschen Eifel wird ein trachytischer, bimssteinhaltiger Tuff namens Trass in großem Umfang als hydraulischer Mörtel verwendet. ⓘ
Tuffstein aus der deutschen Eifel wurde in großem Umfang für den Bau von Bahnhöfen und anderen Gebäuden in Frankfurt, Hamburg und anderen Großstädten verwendet. Ein Beispiel für die Verwendung von Rochlitzer Porphyr ist das im manieristischen Stil gestaltete Portal vor dem Kapelleneingang im Schloss Colditz. Der Handelsname Rochlitzer Porphyr ist die traditionelle Bezeichnung für einen sächsischen Dimensionsstein mit einer über 1.000-jährigen Baugeschichte in Deutschland. Die Steinbrüche befinden sich in der Nähe von Rochlitz. ⓘ
Das Atommülllager Yucca Mountain, ein Endlager des US-Energieministeriums für abgebrannte Kernreaktoren und andere radioaktive Abfälle, liegt in Tuff und Ignimbrit in der Basin and Range Province in Nevada. Im Napa Valley und Sonoma Valley in Kalifornien werden regelmäßig Tuffsteinflächen für die Lagerung von Weinfässern ausgehoben. ⓘ
Tuffstein aus Rano Raraku wurde vom Volk der Rapa Nui auf der Osterinsel für die Herstellung der meisten ihrer berühmten Moai-Statuen verwendet. ⓘ
Ahu Tongariki auf der Osterinsel mit 15 Moai aus dem Tuffstein des Kraters Rano Raraku: Der zweite Moai von rechts hat einen Pukao ("Haarknoten"), der aus roter Schlacke besteht.
Das Portal aus rhyolithischem Tuffstein des "Kirchenhauses" im Schloss Colditz, Sachsen, entworfen von Andreas Walther II (1584) ⓘ
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In Deutschland wurden Tuffe im Bauwesen als Massivbausteine nicht nur lokal verbaut, beispielsweise sind die Tuffe aus der Eifel aufgrund ihrer Nähe zum Rhein entlang der Wasserstraßen verbreitet. Beispiele hierfür sind das Rathaus in Koblenz, der Kölner Dom und zahlreiche Häuser in Koblenz. ⓘ
So besteht das Gebäude der St.-Nicolai-Kirche im schleswig-holsteinischen Hollingstedt aus Tuff, der aus der Eifel über Rhein, Nordsee, Eider und Treene nach Hollingstedt gebracht wurde. Von dort gelangte der Tuff weiter bis nach Dänemark. ⓘ
Heute werden Tuffe vor allem im Außenbereich als Fassadenplatten und Fensterbänke, Bossensteine und regional als Tuffziegel verbaut. Sie haben in der Denkmalpflege Bedeutung und sie werden auch von Bildhauern zu Skulpturen bearbeitet. Eine Besonderheit in der Verwendung stellt der Riedener Tuff dar, denn dieser Tuff wurde vor allem im Ofenbau wegen seiner Wärmespeicherung verwendet. Tuffsteinziegel werden auch für qualitativ höherwertige Hochbeete – siehe private Gemüsegärten – verwendet. ⓘ
Aus einem Tuffvorkommen bei Kruft in der Eifel werden ferner Trassbindemittel und Trassmörtel für die Naturwerksteinverlegung, Restaurierung und weitere Verwendungen im Garten- und Straßenbau hergestellt. ⓘ
Hier einige Beispiele:
- Weiberner Tuff (Weibern, Eifel)
- Ettringer Tuff (Ettringen, Eifel)
- Riedener Tuff (Rieden, Eifel)
- Tufo giallo (Viterbo, Latium, Italien)
- Great Langdale-Tuff (Cumbria), England
- Rochlitzer Porphyr (Rochlitz, Sachsen)
- Hilbersdorfer Porphyrtuff (Chemnitz, Sachsen)
In Kappadokien entstanden in mächtigen Tufflagen zahlreiche Siedlungen, die in den Tuff getrieben wurden. ⓘ
In Armenien
Tuffstein wird in Armenien und in der armenischen Architektur in großem Umfang verwendet. In Armeniens Hauptstadt Eriwan, in Gjumri, der zweitgrößten Stadt Armeniens, und in Ani, der mittelalterlichen Hauptstadt des Landes, die heute in der Türkei liegt, ist Tuffstein die vorherrschende Gesteinsart beim Bau. Ein kleines Dorf in Armenien wurde 1946 in Tufashen (wörtlich "aus Tuffstein gebaut") umbenannt. ⓘ
Armeniens Regierungsgebäude auf dem Platz der Republik in Eriwan, gebaut aus gelbem Tuffstein
Die Kirche des Heiligen Erlösers in Gyumri, hauptsächlich aus schwarzem Tuffstein gebaut
Die Kathedrale von Ani (frühes 11. Jahrhundert) in der mittelalterlichen armenischen Hauptstadt Ani (heutige Türkei) wurde aus Tuffstein erbaut. ⓘ
Tephrochronologie
Tuffe werden geologisch gesehen sofort und oft über ein großes Gebiet hinweg abgelagert. Dies macht sie zu äußerst nützlichen zeitstratigraphischen Markern. Die Verwendung von Tuffen und anderen Tephraablagerungen auf diese Weise wird als Tephrochronologie bezeichnet und ist besonders nützlich für die Chronostratigraphie des Quartärs. Einzelne Tuffsteinschichten können anhand ihrer chemischen Zusammensetzung und der Zusammensetzung der Phenokristalle mit einem "Fingerabdruck" versehen werden. Absolute Altersangaben für Tuffsteinschichten können durch K-Ar-, Ar-Ar- oder Kohlenstoff-14-Datierungen bestimmt werden. Zirkonkörner, die in vielen Tuffen vorkommen, sind sehr haltbar und können sogar die Metamorphose des Wirtstuffs zu Schiefer überstehen, so dass man alten metamorphen Gesteinen absolute Altersangaben zuordnen kann. So lieferte beispielsweise die Datierung von Zirkonen in einem metamorphisierten Tuffbett in der Pilar-Formation einige der ersten Beweise für die Picuris-Orogenese. ⓘ
Etymologie
Das Wort Tuff ist vom italienischen tufo abgeleitet. ⓘ
Untergliederung
Nach der chemisch-mineralogischen Zusammensetzung
Tuffe können auch durch entsprechende Zusätze nach ihrer mineralogisch-chemischen Zusammensetzung bezeichnet werden. Tuffe oder Ignimbrite, die chemisch-mineralogisch einem Rhyolith entsprechen, können dementsprechend als rhyolithische Tuffe oder rhyolithische Ignimbrite bezeichnet werden. Entsprechend können auch Begriffe wie basaltische, andesitische und dazitische Tuffe gebildet werden. Alternativ zu diesem Beispiel kann auch von Tuffen basaltischer, andesitischer oder dazitischer Zusammensetzung gesprochen werden. ⓘ
Nach Genese
Tuffe aus pyroklastischen Fallablagerungen und Tuffe aus pyroklastischen Fließablagerungen unterscheiden sich oft sehr deutlich voneinander, vor allem in der Dichte, Härte und damit der Bearbeitbarkeit. Dies liegt vor allem an der sehr unterschiedlichen Temperatur. Die Temperatur der pyroklastischen Fließablagerungen ist im Gegensatz zu den pyroklastischen Fallablagerungen oft sehr hoch. ⓘ
Nach der Ablagerung können die enthaltenen Komponenten zum Teil aufgeschmolzen und bei der Abkühlung regelrecht miteinander „verschweißt“ werden. Verschweißte Tuffe aus pyroklastischen Fließablagerungen werden auch Schmelztuffe oder Ignimbrite (von lat. ignis „Feuer“, imber „Regen“) genannt; Ignimbrit ist daher nur eine spezielle Ausbildung eines Tuffs. Ignimbrite bestehen meist aus sehr kompakten, oft recht dicken Lagen, die einem oder auch mehreren, schnell hintereinanderfolgenden Stromereignissen entsprechen. Mit dem bloßen Auge sind Schmelztuffe bzw. Ignimbrite von Lava oft nur schwer zu unterscheiden. ⓘ
Einige Autoren bezeichnen alle Ablagerungen aus pyroklastischen Strömen, ob verschmolzen oder normal verfestigt, als Ignimbrite. ⓘ
Wissenschaftliche Bedeutung
Leichte, bis in viele Kilometer Höhe geschleuderte Aschen werden oft Tausende von Kilometern verdriftet und können zur Ablagerung von Aschentuffen (oder Aschentuffiten) in Gebieten führen, die weit entfernt vom Eruptionszentrum liegen. Tuffe und Tuffite sind in Bohrkernen leicht zu erkennen und eignen sich zur relativen und absoluten Datierung sowie zur Korrelierung von Profilen. ⓘ
Gestein des Jahres
Der Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler e. V. und die Deutsche Gesellschaft für Geowissenschaften haben den Tuff zum Gestein des Jahres 2011 bestimmt. In der Begründung für die Wahl wird dabei besonders hervorgehoben, dass Tuffgesteine nicht nur wissenschaftlich interessant sind. Durch die Verwendung als Zement oder als Werksteine für Gebäude haben und hatten Tuffe eine große Bedeutung für die Architekturgeschichte Deutschlands. ⓘ