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Calcit

Kalkgesteine

Kalkstein-Karst
Kalkstein-Karst

Torcal-Massiv, Antequera, Malaga, Spanien

Collector
Monte Perdido, Ordesa-Massiv, Pyrenäen
Monte Perdido, Ordesa-Massiv, Pyrenäen

Dolomitmassiv Monte Perdido (3.355 m);
Provinz Huesca in den spanischen Pyrenäen

Peter Seroka

Entstehung und Vorkommen von Kalkgesteinen

Kalkgesteine sind sedimentäre Gesteine, welche einen überwiegenden Gehalt an Calciumcarbonat aufweisen, ohne Berücksichtigung, wie sie entstanden sind. Nach ihrer Entstehung werden sie in marin (maritim), in festländisch, limnisch und klastisch gebildete Kalkgesteine differenziert.

Marin (maritim) gebildeter Kalkstein

Die gewaltigen Kalksteinmengen der Erde wurden über Jahrmillionen unter anderem von unzähligen Lebewesen produziert, welche in den Meeren beheimatet waren und noch sind. Im Meerwasser ist die Löslichkeit von CaCO3 höher als im Süßwasser und nimmt mit steigendem Salzgehalt zu. Wasserpflanzen brauchen das im Wasser vorhandene CO2 ständig; dadurch wird das Lösungsgleichgewicht kontinuierlich gestört und dadurch CaCO3 ausgefällt. Das dann zu Boden sinkende Calciumcarbonat bildet so nach und nach einen zellig-porösen Kalktuff, der sich dann wiederum in Jahrmillionen verfestigt und die uns bekannten Kalksteine, bzw. dann durch diagenetische Umbildung Dolomit bildet.

Festländisch gebildeter Kalkstein

Kalkstein aus Quellabsätzen und Tropfsteine
Kalkstein kann sich auch durch Ausfällung aus Calciumcarbonat-haltigem Wasser bilden.

Limnisch gebildete Kalksteine (auch als lakustrisch oder lakustrin (Griech.: limne = stehendes Gewässer) bezeichnet).
Kalksteinablagerungen in festländischen Seen und Sümpfen.

Klastische Kalksteine
Als klastischen Kalkstein bezeichnet man Carbonat-haltige Gesteine, welche abgetragen, bewegt (transportiert) und an einer anderen Stelle abgelagert wurden.


Entstehung von Dolomitstein - Dolomitisierung


Dolomitisierung ist der Begriff für diagenetische Prozesse, welche zur Bildung von Dolomitgestein (Dolomitstein oder nur Dolomit) führen. Es ist bis heute noch nicht eindeutig geklärt, wie Dolomit entsteht; man nimmt an, dass Dolomit aus Kalkstein oder kalkhaltigen Gesteinen in einer diagenetischen Früh- und in einer Spätphase gebildet wird.

In der Frühphase wandelt sich Calcit mittels Meerwasser in Magnesium-haltigen Dolomit um, wobei die Gefügemerkmale des Kalksteins, wie Schichtung und Fossilien, erhalten bleiben. Duch fortlaufende Eindunstung von Salzlösungen erhöht sich der Magnesiumgehalt und fördert damit die Diagenese; nicht selten entstehen Dolomite in Wechsellagerung mit Salzgesteinen. Hierbei entstehen auch winzige Dolomitkristalle.

Bei der Spätdiagenese, welche außerhalb des Meeres durch Magnesium-haltige Wässer in verfestigtem Kalkstein stattfindet, werden Calcitkristalle durch das Mineral Dolomit (Magnesiumspat) metasomatisch ersetzt, die originalen Gefügemerkmale verschwinden, Feinschichtung und Fossilien fehlen in der Regel. Das entstandene Dolomitgestein ist charakteristisch massig und besitzt ein grobkörniges Gefüge. Die entstandenen Dolomitkristalle sind um ein Vielfaches größer als während der Frühdiagenese.

Die Umwandlung von Kalkstein zu Dolomit führt zu einer Volumenabnahme bis 13 %, was sich durch erhöhte Porosität bemerkbar macht. Bzw., je stärker das Gestein dolomitisiert ist, desto größer ist seine Porosität.


Marmor
Marmor ist kein sedimentäres, sondern ein metamorphes Gestein und kein Kalkstein. Unter Marmor versteht man metamorphisierte Kalksteine und Dolomite mit körnig-kristallinem Gefüge. Er entsteht durch Gebirgsdruck unter Einfluss von hohem Druck und hoher Temperatur (Regionalmetamorphose) oder durch hohe Temperatureinwirkungen im Kontakt mit Gesteinsschmelzen (Kontaktmetamorphose). Die ursprünglich dichte, auch unregelmäßig ausgebildete Kalksteinstruktur wird in eine gleichmäßige, meist mittel- bis grobkristalline Struktur umgewandelt (rekristallisiert).

Hauptbestandteil von Marmor ist Calcit, bei einigen Arten noch Dolomit. Nebenmineralien sind Quarz, Pyrit, Muskovit, Adular, Plagioklas und andere.

Familie der Kalksteine

Beschreibung der wichtigsten Kalksteine

Kalksteinbruch
Kalksteinbruch

Kalksteinbruch bei Orosei in Sardinien. Mit freundlicher Genehmigung des Autors Michael J. Zirbes vom 5.10.2009; Internetquelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Limestone_quarry_near_Orosei.jpg

Michael J. Zirbes

Kalkstein

Kalkstein ist ein monomineralisches Gestein und besteht hauptsächlich aus den Mineralien Calcit (bis zu 95 %) und Aragonit, sowie, in wechselnden Anteilen, anderen Mineralien. Dazu zählen Tonmineralien, Dolomit (CaMg(CO3)2), Quarz, Gips und tw. Silikate. Überwiegt der Dolomitanteil, so redet man vom Gestein Dolomit. Besitzt der Kalkstein einen relativ hohen Anteil an Tonmineralen, so bezeichnet man ihn dann als Mergel. Kalkstein kann auch bis zu mehreren Prozent organische Substanz enthalten und wird dann als bituminöser Kalk (bei Vorhandensein von Schwefelwasserstoff auch Stinkkalk) bezeichnet. Kalkstein bildet mitunter ganze Gebirge. Unsere Erdkruste hat eine Mächtigkeit von etwa 16 km; davon sind ca. 1,5 Vol.% oder 120 Mio. km3, das entspricht 360 Billiarden Tonnen, Kalkstein.



Kreidetagebau
Kreidetagebau

Abbau der Dammann KG

harzer

Kreidekalk

Kreide ist ein Kalkgestein, welches aus Calcit (ohne Beimengungen von Magnesiumcarbonat) aus Foraminiferenschalen, Coccolithen sowie amorphem Kalkschlamm besteht. In den Kreideablagerung sind lagenweise Knollen, Kügelchen und Platten aus Feuerstein enthalten. Sie können in der Kreide eine graue schlierige bzw. lagenförmige Struktur erzeugen. Die Kreide hat einen erdigen bis muscheligen Bruch.

Die in den Meeresablagerungen von Norddeutschland (Rügen), Nordfrankreich (Troyes), Dänemark, Russland (Don und Moskwa) und England (Dorset, Berkshire) vorhandenen Kreideschichten entstanden im geologischen Zeitalter der Oberkreide, als die Ozeane einen Minimalwert des Mg/Ca-Verhältnisses erreicht hatten. Trotz späterer Überdeckung mit anderen Sedimenten hat sich keine wesentliche Verdichtung und Verfestigung (Diagenese) ergeben. Dadurch besitzen die Kreidelagerstätten eine durchschnittliche Porosität von 40 % am Gesamtvolumen. Diese Porenstruktur ist makroskopisch nicht erkennbar.



Plattenkalk
Plattenkalk

Plattenkalk; Steelton, New Cumberland Quadrangle, Pennsylvania, USA..Jhdt.-Wende 1900 USGS; Fotograf G.W.Stose

USGS

Plattenkalk

Plattenkalke sind sedimentäre Kalksteine, die marin abgelagert wurden. Die einzelnen Schichten lassen sich aufgrund ihrer Dünnschichtigkeit in Platten voneinander abheben. Oft falsch als Schiefer bezeichnet; Plattenkalke sind geschichtet und nicht schieferig.

Weltweit berühmt wurde der gelbliche, sehr kompakte Plattenkalk aus Solnhofen, der wegen seiner extremen und gleichmäßigen Feinkörnung als Lithographiestein Verwendung fand. In den Plattenkalken können sehr häufig Fossilien gefunden werden.



Sinterterrassen in Mamooth Hot Springs
Sinterterrassen in Mamooth Hot Springs

Mammoth Hot Springs, Yellowstone National Park, USA

Jon Sullivan

Kalksinter

Sinter sind festländische Ausscheidungen an Austritten mineralisierter Wässer, wie heißen Quellen, Fumarolen, Solfataren und Geysiren. Sie entstehen bei Druck- und Temperaturänderungen, bzw. durch Oxidationen sowie bei CO2-Entzug (wie etwa Kalksinter).

Die Begriffsdefinition bei festländischen Kalksteinbildungen sind leider sehr uneinheitlich, wobei sich die Nomenklatur von Autor zu Autor unterscheidet und irreführende Verwechslungen entstehen können. Dazu kommt auch noch eine große Anzahl von Handelsbezeichnungen, um die Verwirrung komplett zu machen.



Blattabdruck
Blattabdruck

Blattabdruck im Kalktuff. Paterzell, Wessobrunn, Oberbayern, Bayern, Deutschland, Breite etwa 4cm

Alfred01

Kalktuff

Kalktuff (auch vereinfacht Tuff oder Tuffstein -nicht zu verwechseln mit dem vulkanisch-pyroklastischen Tuff) ist ein meist lockerer, tw. unverfestiger Kalkstein, welcher als Kalkabsatz an (nichtthermalen) Quellaustritten oder deren Nähe entsteht. Ursache der Entstehung ist der Verlust des vorher an den Kalkstein gebundenen Kohlendioxids; wobei dieser Verlust durch Erwärmung des Quellwassers entsteht und dabei CO2 freigesetzt wird. Zur Kalktuffbildung gehören neben fließendem, stark kalkhaltigen Wasser auch bestimmte Moose und Algen, die die Ausfällung des Kalks beschleunigen.



Liberty Cap
Liberty Cap

Liberty Cap, Yellowstone National Park, Wyoming, USA

Jon Sullivan

Travertin

Travertin gehört zur Familie der Kalkgesteine und ist im weiteren Sinne Sinter. Das Gestein besteht aus Calcit, Aragonit, Limonit, Sand; oft mit Pflanzen- und Pflanzenteilen durchsetzt, welche abgebaut und zersetzt werden und dadurch Hohlräume bilden (meist ist die Pflanzenstruktur noch erkennbar). Die Textur ist grobporig, zellartig, porös und dicht. Das fast gänzlich aus Calciumkarbonat bestehende Gestein entsteht an heißen Quellen (Quellabsätzen) in Form fein bis grobporiger, meist sehr fester Quellausscheidung als Schichten und Krusten, tw. unter Bildung von Kegeln, Terassen und Kaskaden. Travertin bildet auch Speleotheme (Stalagmiten und Stalaktiten) in Kalksteinhöhlen. Manche Travertine scheinen diagenetisch veränderte Kalktuffe zu sein, wobei die Poren mit Kalkzement ausgefüllt sind. Travertin ist weißlich bis gelbbraun und nicht selten gebändert.

Bekannte Vorkommen liegen meist in Gebieten mit Vulkanismus oder postvulkanischen CO2-Entgasungen, bzw. dort, wo heiße Quellen vorkommen.



Rookery
Rookery

Carlsbad Caverns, New Mexico, USA

Peter Jones, NGS

Tropfsteine

Wenn Wassertropfen mit gelöstem Kalk auf eine feste Oberfläche treffen, kann CO2 aus dem Wasser austreten und kristalliner Kalk wird abgesetzt. Die Fließgeschwindigkeit des Wassers ist dabei sehr gering und beträgt max. 1 Tropfen pro Minute. Dieser Vorgang wird durch höhere Temperatur und Luftbewegung positiv beeinflusst. Tropfsteine sind daher in südlichen Höhlen wesentlich öfter anzutreffen als in unseren Breiten.

Die Kalkausfällung ist vom Gasaustausch abhängig. Es ist kein Verdunstungsvorgang, sondern ein Auskristallisierungsvorgang, der sich über Jahrtausende erstreckt. Während kohlensäurehaltiges Wasser durch Karst fließt, verliert es an Fließgeschwindigkeit, bildet Tropfen und gibt dabei CO2 ab, der sich dann als Sinter CaCO2 ablagert und Tropfsteine (Stalaktiten) bildet. Der herabfallende Tropfen enthält einen Rest an Kalziumkarbonat und bildet an der auftreffenden Stelle den Stalagmit. Wachsen Stalaktit und Stalagmit säulenartig zusammen, werden sie als Stalagnat bezeichnet.

Der speläologische Oberbegriff für Tropfsteine ist Speleotheme.



Höhlenperlen
Höhlenperlen

Gefunden in Wittgenstein (Süd-Westfalen) im Gang der Mühlhelle b.

transluX

Höhlenperlen

Höhlenperlen sind rundliche Tropfsteinbildungen mit konzentrisch-schaligem Aufbau und Durchmessern bis 20 mm. Sie entstehen, wenn durch das Tropfwasser in einer Pfütze oder einem flachen Becken ständig und konstant Drehbewegungen der "Perlen" erzeugt werden. Der Kondensationskern der Perlen ist meist ein Sandkorn bzw. ein kleines Gesteinsbruchstück, um welches sich schalenförmig der Kalksinter, meist Aragonit, aufbaut. Die Nährlösung ist dabei nicht unbedingt der fallende Tropfen, sondern mehr die Wasserlache, in der die Perle liegt. Die Tropfen bewirken nur, dass sich die Perle bewegt und rundum versintern kann. Ist die Perle zu schwer, geht die Versinterung trotzdem weiter und die Perle "wächst an".



Sprudelstein - Aragonit
Sprudelstein - Aragonit

Karlsbad, Böhmen, Erzgebirge, Tschechien. 8cm. Vor 1940.

Doc Diether
Erbsenstein (Aragonit)
Erbsenstein (Aragonit)

Böttingen, Schwäbische Alb, Baden-Württemberg. B: 9 cm.

Doc Diether

Sprudel- und Erbsensteine

Sprudelstein ist ein an heißen Quellen abgelagerter Kalksinter aus Calcit und Aragonit. Durch Fe-Verbindungen ist er oft braun oder rötlich gefärbt; das Gestein ist meist wellenförmig gebändert. Bekannte Vorkommen in Karlova Vary (Karlsbad) in Tschechien, in Argentinien und in Mexiko.

Als Erbsenstein (Pisolith) bezeichnet man eine Ansammlung von Kalkkügelchen (Ooide) mit Aragonit, welche an heißen Quellen durch schalige Anlagerung um schwebende Fremdkörper entstehen. Nimmt das Eigengewicht der Ooide zu, sinken diese zu Boden und bilden kleine schalenförmige Kügelchen und kugelige Aggregate. Bekannte Vorkommen in Karlova Vary (Karlsbad), Tschc hien, in Frankreich, Österreich und in der Schweiz.



Aragonit - sog. Bandmarmor
Aragonit - sog. Bandmarmor

BB: 14cm. Böttingen b.Münsingen. Schwäbische Alb. Baden-Württemberg.

Doc Diether

Onyx-Marmor


Onyx-Marmor ist eine Handelsbezeichnung für weißen, braunen, gelblichen oder grünlichen Kalksinter, welcher oft durchscheinend und immer gebändert ist. Im Gegensatz zu reinem Kalksinter besteht Onyx-Marmor aus Calcit oder Aragonit. (Oft verwechselt mit Chalcedon-Onyx (irreführend)). Onyx-Marmor wird meist als Alabaster verkauft. Bekannte Vorkommen liegen in Mexiko, USA, Iran, Argentinien und in der Türkei. Verwendet wird Onyx-Marmor zur Herstellung kunstgewerblicher Gegenstände



Mondmilch

(Etymol.: Wahrscheinlich von Mandlimilch, Mannlimilch, Mannmilch - verbindliche Herkunftsterminologie. "Montmilch = Bergmilch, Lac Montanum" ist eine falsche Erklärung. Erste Beschreibung mit Erwähnung des Namens Mondmilch (lat. lac lunae) durch Gesner (1555) aus der Höhle Mondmilchloch am Pilatus, Schweiz)

Mondmilch ist eine besondere Art einer Calcit-Ablagerung calcitisches Speleothem) von weißer bis milchigweißer Färbung, bildet mikrokristalline bis nanokristalline Koagulate unregelmäßig angeordneter, tw. strahliger Individuen. Im Gegensatz zu Tropfsteinen? ist Mondmilch viskos und porös, kann in seltenen Fällen sogar flüssig sein (enthält 40-80 Gewichtsprozente Wasser). Mondmilch-Speleotheme bestehen oft aus Calcit oder anderen Karbonaten, Sulfaten, Phosphaten oder silikatischen Mineralien. Bis heute ist lediglich chemogenetische Karbonat-Mondmilch untersucht worden (Stepanov, 1997). Sie kommt an verschiedenen Teilen der Welt vor.

Es gibt Theorien, daß Mondmilch biogenetischen oder chemogenetischen Ursprungs ist bzw. eine Ausfällung als Verwitterungsrückstand (Sediment) oder ein Verwitterungsrückstand von Speleothemen oder durch das Zusammenwirken aus verschiedenen Ursprüngen entsteht.

Mondmilch
Mondmilch

Mondmilch in der Bergmilchkammer;
Duerre Wand, Niederösterreich

Doronenko
Mondmilch
Mondmilch

Mondmilchhöhle, Lenningen, Baden-Württemberg. Foto: Zybukin

Archiv: Peter Seroka (Collector)

Über einen sensationellen weißen Mondmilch-Fluss in Höhlen des Berges Ernio, bei Aia, nahe San Sebastian, Baskenland, Spanien wird im Hamburger Abendblatt vom 1.2.2005 berichtet:

Zitiert: Es ist der erste Fund von Mondmilch in flüssigem Zustand auf der Erde. Der geheimsnisvolle Fluss zieht sich 300 m weit durch unterirdische Stollen. Er fühlt sich an wie Wasser, glänzt aber in der Dunkelheit der Grotte schneeweiß - sagte der Entdecker. In der Höhle von Aia wurde sie (die Mondmilch) wahrscheinlich durch den Einfluss natürlichen Kohlendioxids vom Quellwasser aufgelöst und es entstand der wundersame weiße Fluss. Bei Analysen fanden die baskischen Wissenschaftler auch Gibbsit, einen Hauptbestandteil des Al-Silikatgesteins Bauxit, sowie Ca, S, Kieselsäure und Gips



Seekalk
Seekalk

Yellowstone National Park, Wyoming, USA

USGS

Seekalk

Seekalk ist ein festländisches, sinterähnliches limnisches Kalkgestein, welches sich durch Ausfällung infolge Übersättigung durch Wasserzufuhr oder unter Mithilfe von Pflanzen (Algen) oder Bakterien, die zur Assimilation dem Seewasser Kohlendioxid entziehen. Die Farbe der Seekalke ist weiß bis grau. Porenreicher Seekalk aus Mooren wird als Alm bezeichnet; feinkörniger Seekalk kann als Seekreide für die Glasherstellung verwendet werden.

Im Nördlinger Ries befindet sich der berühmte Hexenfelsen, welcher aus einem mehr als 300 Mio Jahren alten kristallinen Gesteinssockel und einer darauf abgelagerten Seekalk-Decke besteht, welche sich durch Algen und Bakterien gebildet hat. (Der Ries-See entstand durch enorme Regenfälle, welche sich in dem abflusslosen Kraterbecken sammeln konnten.



Dolomit
Dolomit

aus dem Steinbruch Trogtal bei Lautenthal im Harz, Niedersachsen, Deutschland, Breite ca.7 cm

harzer
Dolomiten-Gebirge
Dolomiten-Gebirge

Langkofelgruppe; Ansichtskarte Anfang 1900

Archiv: Peter Seroka (Collector)

Dolomit (Dolomitstein, Dolomitgestein)

Dolomit ist ein Karbonatgestein, das zu mindestens 90% aus dem Mineral Dolomit, Ca,Mg(CO3)2, besteht. Bei geringeren Gehalten an Dolomit liegt ein dolomitischer Kalkstein vor. Weitere mineralische Gemengteile können Calcit, Tonmineralien, Limonit u. a. sein. Dolomitsteine haben meist ein zuckerkörniges Aussehen, eine rauhe Bruchfläche, sind fossilfrei und entweder durch die primäre Ausfällung von Dolomit oder die sekundäre Dolomitisierung von Kalkstein entstanden. Dolomit bezeichnet sowohl das Mineral als auch das Gestein, benannt nach dem französischen Geologen DOLOMIEU, 1750 - 1801.



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