Ungewöhnlicher Brauneisenstein

[Angler]

Hallo liebe Gemeinde,

habe hier eine – wie ich meine – ungewöhnliche „Kiesgalle“. Normalerweise sind unsere brandenburgischen Gallen mehrschalig und enthalten einen gelblich ockerfarbenen „Puder“.
Diese hier hat nur eine Schale, die mit 3mm Dicke ungewöhnlich stark ist. Einschalige Gallen kommen aber schon mal vor, allerdings hatte ich noch nie eine in Händen, welche nach dem Aufschneiden statt des gelblichen Puders, eine hellgraue, homogene Masse enthielt.
Die Masse reagiert heftig mit Salzsäure, also Kalk bzw. sehr kalkreich.

Da im Netz die mineralische Zusammensetzung von Brauneisenstein sehr unterschiedlich angegeben wird und kaum bzw. gar nicht zwischen der „Rinde oder Schale“ und dem „Einschluss oder Kern“ unterschieden wird, hoffe ich, dass mich hier unsere Experten wiedermal entscheidend weiterhelfen helfen werden. Wenn ich es richtig verstehe, dann sollte es sich hier eher um einen Braueisenstein (Brauneisenkonkretion, Limonitsandstein, Limonitkonkretion) handeln, weil sogen. Toneisensteine kaum in großen Mengen im Brandenburger Kiesgruben vorkommen sollten. Allerdings müsste doch dann, der Kern aus Limonit bestehen und nicht aus Kalk, oder?

Noch eine letzte Frage: „Gehe ich recht in der Annahme, dass der Gallenkern, sobald er an die Oberfläche gelangt und durch das Reißen der Schale Luftzufuhr erfährt, eine chemische „Metamorphose“ durchmacht?“

Der Stein war in seinem Fundzustand vollkommen geschlossen und hatte auch keine Risse. Er stammt aus einer Kiesgrube bei Berlin, ist ca. 30 x 30 x 25mm groß und wiegt 24g (im abgebildeten. Zustand). Die Farbe des Kerns war nach dem Durchschneiden gleichmäßig hellgrau, die Masse etwas schmierig und nicht hart. Der Stein liegt etwa seit 10 Tagen aufgeschnitten und seitdem verfärbt sich der Kern von außen nach innen bräunlich, mit seinem Trocknungsprozess, wie ich vermute. Das Scan Bild gibt die tatsächliche Farbe z.Z. recht gut wieder.     
Die tiefdunkelbraune Farbe der „Schale“ geben die Fotos gut wieder.

MfG
Michael

[Angler]

Hier noch zwei Fotos.

[Angler]

Hallo liebe Gemeinde,

habe ich was falsch gemacht? Steht dieser Beitrag vielleicht im falschen Forum? Kann doch nicht sein, dass keiner der Experten dazu eine Meinung hat oder sind meine Fragen so blöd, dass sich eine Antwort dazu verbietet?

Klitzekleiner Hinweis wäre nett und ich höre sofort auf zu nerven.

MfG
Michael

[Conny3]

Hallo,

das ist eine Limonitknolle. Kommt häufig in Geschieben vor. Evtl. weiß es jemand noch genauer. Siehe unter Limonitknolle nach.

Gruß Conny

[Angler]

Hallo Conny,
ja, dass weis ich doch. Du hast den Eingangsbeitrag nicht gelesen, oder? Die Frage ist, wie in den Brauneisenstein oder von mir aus Limoniteisenstein Kalk hineinkommt?  Wenn ich jetzt alles richtig verstanden habe, dann besteht die "Schale" aus Limonit (FeO(OH)·nH2O).
Dadrin müsste dann doch "gelber Puder"(Eisenocker = Eisen(III)-oxidhydrate) eine sogen. Variante von Limonit sein. Ist aber nicht.

Das ist eben das ungewöhnliche oder kann Kalk bzw. ein Kalkgemisch sich zu Limonit "umwandeln". das ist die Frage Conny.

MfG
Michael

[harzgeist]

Ich würde das eher als ein früher Stadium der gewöhnlichen Gallen (mit dem Pulver drin) interpretieren. Kalk ist sicherlich in der Lage Eisen aus seinen (sauren) Lösungen als Eisenhydroxid (=Limonit) zu fällen. Dabei geht der Kalk in Lösung. Gleichzeitig schützt die Limonitschicht den Kalk, so dass der Vorgang verlangsamt wird. Wenn schließlich der gesamte Kalk gelöst ist, bleibt innen ein Hohlraum um die feste Hülle, nur ganz so weit kam es eben nicht bei dieser Galle.

Thomas

[Uwe Kolitsch]

Es gibt auch solche Knollen, in denen der Kern lose ist und Geräusche beim Schütteln macht.

[Angler]

Hallo Thomas,
interessante Überlegung, aber ich glaube wir haben uns beide durch die falsche Bezeichnung Limoniteisenstein hinter die Fichte führen lassen , denn keine Limonit-Variante enthält Kalk (CaCO3) bzw. dessen mögliche Umwandlungsprodukte.
Uwes Hinweis auf die Klappersteine hat mich - wie ich denke - auf die richtige Spur gebracht. So habe ich im Netz eine Seite gefunden, auf der verschiedene Arten von Brauneisenstein dokumentiert sind.

Vielleicht gibt es gar keine Umwandlung in den Gallen, sondern es gibt einfach nur unterschiedliche "Arten" der Brauneisensteine?

In den Niederlanden werden gelegentlich Gallen (Brauneisenstein) gefunden, die Siderit (FeCO3) = Eisenkalk als Kern enthalten (Farbe weiß bis grau).   
Da wissenschaftlich die Entstehung von Brauneisensteinen noch nicht endgültig geklärt ist, besteht doch auch die Möglichkeit, dass es unterschiedliche Entstehungsprozesse mit unterschiedlichen Beteiligten (Mineralen) geben könnte.

Dann dürfte als Oberbegriff für diese Steine nur Brauneisenstein erlaubt sein, denn Limoniteisenstein, würde nur für eine bestimmte Art der Knollen zutreffen. Für diese hier nicht, denn nur die Schale besteht aus Limonit, der Kern wahrscheinlich aus Siderit und ist dann nur für den Fundort ungewöhnlich.

Was denkt Ihr???

MfG
Michael

[harzgeist]

Ich denke nicht, dass der Kern deiner Galle aus Siderit besteht, der reagiert nur mit warmer Salzsäure und auch dann nicht sehr heftig.
Natürlich sind Kalk und Limonit zwei verschiedene Dinge, aber gelöstes Eisen (z.B. als Eisensulfat) reagiert chemisch mit dem Kalk, wobei außer dem Limonit auch Gips und Kohlendioxid entstehen, die beide mit dem (Grund)wasser fortgeführt werden. Diese Reaktion wird auch technisch genutzt, um z.B. eisenhaltige Grubenabwässer umweltverträglich aufzubereiten.
Übrigens ist Limonit kein klar definiertes Mineral, sondern ein mehr oder weniger verunreinigtes Gemisch mit FeOOH als Hauptbestandteil. Deshalb gibt es sehr wohl "kalkhaltigen Limonit", der ist z.B. in großem Stil bei Kamsdorf abgebaut worden.

Thomas

[Angler]

Hallo Thomas,

"Natürlich sind Kalk und Limonit zwei verschiedene Dinge, aber gelöstes Eisen (z. B. als Eisensulfat) reagiert chemisch mit dem Kalk, wobei außer dem Limonit auch Gips und Kohlendioxid entstehen, die beide mit dem (Grund)wasser fortgeführt werden."

Ja, O.K. aber wie soll das aus einer geschlossenen Galle gehen? Hier kann vielleicht noch ein Gas entweichen, aber kein Mineral wie Gips!

"Übrigens ist Limonit kein klar definiertes Mineral, sondern ein mehr oder weniger verunreinigtes Gemisch mit FeOOH als Hauptbestandteil."

Genau, darüber habe ich auch gelesen und gerade die Mineralogen, welche diese Eigenschaft hervorheben, sind gegen eine Generalisierung von Gallenmaterial und der verallgemeinernden Bezeichnung Limonitgallen.
Aber so richtig glaube ich auch nicht an Siderit. Da ich vor vielen Jahren mit meinem kleinen Sohn oft im Rüdersdorfer Muschelkalk unterwegs war, musste ich viele Kalkproben mitnehmen. Wenn wir dann zu Hause mit dem Material gebastelt haben, war der Kalk nicht sehr hart, etwas schmierig und wurde fast beim Zusehen an der Schnittstelle heller. So ähnlich war die Schnittstelle des Kernes dieser Galle.

Nur ein Unterschied war ganz deutlich, der Gallenkern verfärbt sich mit zunehmender Austrocknung in Richtung braun bzw. ocker.

Genau werden wir es wohl nur wissen können, wenn man den Kern chemisch analysiert. Die Theorie der chemischen Umwandlung in einer geschlossenen Galle kann ich nicht mehr folgen. Unter den vielen geschlossenen Gallen, die ich im Laufe meines Lebens aufgeschlagen habe, hätte ich doch "Vorstufen" des "Endstadiums" finden müssen, oder?

Sorry, Thomas aber Deine Vermutung einer "Junior-Galle" kann ich nicht folgen. Mag sein, dass dieser Gallenkern kein Siderit ist, vielleicht ist der Kern sogar fast reiner Kalk mit geringsten Spuren von Eisen? Vielleicht ist die Salzsäure bei 23°C Zimmertemperatur warm, oder die schäumende Reaktion für mich heftig aber für Dich nicht?
Alle Gallen stammen aus der selben Kiesgrube, waren immer "typische Kiesgallen" (Limonitknollen) mit Mehrfachschalungen und viel gelblichen "Puder" (Eisenkalk), nur diese hier nicht.
Und vergiss bitte nicht, dass im Netz auch Gallen dokumentiert sind, die Silizium bzw. Sand enthielten. Stützt das nicht die Theorie, dass keine einheitliche Entstehung und mineralisch/chemische - Grundstruktur der Gallen gibt, sondern nur "Ähnliche"?

Dein Hinweis bezüglich Kamsdorf finde ich sehr interessant, hatte ich noch nie gehört. Weist Du vielleicht, wie hoch der Kalkanteil dort im Limonit war (so ungefähr)?

MfG
Michael


 

[heli]

Zuerst mal zur Verfärbung: Wird vermutlich durch Oxydation entstehen.

Und sieh mal hier unter dem Portrait Konkretionen. Da wirst du unterschiedlichste Arten finden und verschiedene Entstehungswege.
Und ..  ein klassischer Weg der Entstehung ist die Ausfällung aus wässrigen sauren Lösungen durch Kalk. 

[Harzsammler]

Dein Hinweis bezüglich Kamsdorf finde ich sehr interessant, hatte ich noch nie gehört. Weist Du vielleicht, wie hoch der Kalkanteil dort im Limonit war (so ungefähr)?
MfG
Michael

... in Kamsdorf wurde eisenschüssiger Dolomit aus dem Perm abgebaut, durch metasomatische Vorgänge ist das Eisen dort in den Dolomit reingekommen, hilft hier bei dieser Knolle nicht weiter.

Wenn der Fundort dieser Galle eine Kiesgrube war, dann ist dieses doch ein klassischer Geschiebefund, so dass über die eigentliche Herkunft und die Bildungsbedingungen am Ursprungsort nur vage spekuliert werden kann.

Dennoch, bei Deiner Galle vermute ich als Mutter`gestein´ einen kalkhaltigen Ton, bzw. einen kalkgebundenen sehr feinen Sandstein -> Limonitbildung durch Fällung oder Entmischung -> Limonit umschließt den kalkhaltigen Kern der sich weiter entmischte -> fertig.
Wer schon mal Limonitkonkretionen im anstehenden Sandstein sehen durfte, der konnte sicher auch sehr oft einen hellen Bereich um diese herum erkennen. Das sind die Entmischungszonen aus denen die Konkretion das Eisen bezog und was außen geht, das geht auch innen.

Grüße,
Michael

[Angler]

Hallo Michael,
ja, wer bin ich Dir zu widersprechen . Und wer, Deiner trefflichen Beschreibung des Aufbaus der "Limonitknollen" folgt und dabei die Struktur der "Schale" einer aufgeschlagenen Brandenburger "Kiesgalle" vor Augen hat, möchte schon aus rein optischen Gründen, Dir vorbehaltlos zustimmen.

Allein die Chemie spricht - nach meinem Dafürhalten - dagegen. Laut Mineralienatlas-Lexikon besteht Limonit aus Goethit und Lepidokrokit. Unter Berücksichtigung, dass für die Bildung von Goethit das Element Stickstoff vorhanden sein muss und für Lepidokrokit Natrium, sind doch nur noch die Elemente Eisen, Sauerstoff und Wasserstoff beteiligt.
Das diese in entsprechender Zusammensetzung mit Hilfe von Kalk - der wohl ähnlich einem Katalysator wirkt, wenn ich das richtig verstehe -  von außen den Aufbau der Limonitschale ermöglichen und befördern, steht außerhalb jeglicher Diskussion.

Wenn aber, die Limonitbildung auch innerhalb einer bereits geschlossenen Limonitschale funktionieren soll, dann müssen im eingeschlossenen Kern, im "Kalkbrei" auch Stickstoff und Natrium enthalten sein, sowie ausreichend Wasser, um chemische Reaktionen auszulösen, die zur Bildung von Goethit und Lepidokrokit führen. Das allein, ist schon eine gewagte These, wie ich finde.

Auch, wenn Du und Thomas recht haben, bleibt immer noch ein Phänomen, für das ich bisher noch keine Erklärung gelesen habe. Wo bleibt das Element Kalzium?

Kalk besteht doch aus Kalzium, Kohlenstoff und Sauerstoff. Gut der Sauerstoff wird dringen benötigt und vielleicht wird bei der Spaltung der Kohlenmonoxid-Molekühle der Kohlenstoff gasförmig und „verduftet“ einfach (was so einfach eigentlich auch nicht geht). Dann bleibt immer noch Kalzium übrig, was sich in keiner chemischen Formel für die Bildungsbestandteile von Limonit findet, also im Innern der Gallen noch vorhanden sein müsste, wenn diese auch nach innen "Schalen" bilden.

Die einzigste Erklärung hierfür erscheint mir zu sein, dass die Limonitschalen von innen nach außen wachsen, weil das die Abwesenheit von Kalzium in den "ausgewachsenen" Gallen erklären würde.

Es gibt allerdings noch eine letzte Möglichkeit. Der Kalk in meiner alten Birne, wehrt sich durch wirksame Blockaden etlicher meiner Hirnwindungen so heftig gegen die Negierung seiner mineralen Brüder in den Gallen, dass mir einfach die Lösung nicht einfallen kann.

Werde heute am Abend ein paar Mal, mit dem Kopf voraus, gegen die Wohnzimmerwand laufen. Vielleicht lösen die Erschütterungen ja den Kalk, welcher dann hoffentlich alsbald zu rieseln beginnt und die Erklärung fällt mir, wie die sprichwörtlichen Schuppen aus den Haaren.

MfG
Michael

       

[Harzsammler]

Allein die Chemie spricht - nach meinem Dafürhalten - dagegen. Laut Mineralienatlas-Lexikon besteht Limonit aus Goethit und Lepidokrokit. Unter Berücksichtigung, dass für die Bildung von Goethit das Element Stickstoff vorhanden sein muss und für Lepidokrokit Natrium, sind doch nur noch die Elemente Eisen, Sauerstoff und Wasserstoff beteiligt.
Das diese in entsprechender Zusammensetzung mit Hilfe von Kalk - der wohl ähnlich einem Katalysator wirkt, wenn ich das richtig verstehe -  von außen den Aufbau der Limonitschale ermöglichen und befördern, steht außerhalb jeglicher Diskussion.

Wenn aber, die Limonitbildung auch innerhalb einer bereits geschlossenen Limonitschale funktionieren soll, dann müssen im eingeschlossenen Kern, im "Kalkbrei" auch Stickstoff und Natrium enthalten sein, sowie ausreichend Wasser, um chemische Reaktionen auszulösen, die zur Bildung von Goethit und Lepidokrokit führen. Das allein, ist schon eine gewagte These, wie ich finde.

Auch, wenn Du und Thomas recht haben, bleibt immer noch ein Phänomen, für das ich bisher noch keine Erklärung gelesen habe. Wo bleibt das Element Kalzium?
   

... da geht was durcheinander - aus welcher Quelle stammt das denn? Stickstoff für Goethit, Natrium für Lepidokrokit, Calcium? Kohlenmonixid?
Ist mir zuviel...

Grüße,
Michael

[Angler]

Hallo Michael,
finde blöder Weise, jetzt auf die Schnelle die Seite nicht mehr. Hatte vorhin eine Seite auf der die chemische Bildung von Goethit und Lepidokrokit mit chemischen Formeln dargestellt war. Sobald ich sie habe gebe ich Dir den Link.

Kohlenmonoxid ist ein Schreibfeheler. Muss heißen Kohlentrioxid Co3. Kalk ist chemisch CaCO3, besteht also aus den Elementen Kalzium, Kohlenstoff und Sauerstoff. Wenn das Molekühl Co3 Kohlentrioxid aufgespaten wird und Kohlenstoff als Gas entweichen könnte, der Sauerstoff für die Bildung von Goethit und Lepidokrokit(aus denen Lemonit besteht) Verwendung findet bleibt Ca Klazium übrig.

MfG
Michael