Kalkstein

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Kalkstein
Geogenese
Gesteinsgruppe

Sedimentgesteine

Mineralbestand
Hauptgemengteile

Calcit (Kalziumkarbonat-CaCO3)

Nebengemengteile

Aragonit, Dolomit, Quarz, Siderit, Feldspäte, Glimmer, Tonminerale

Physikalische Eigenschaften
Dichte [g/cm³]

2,70-2,90

Farbe

weiß wenn rein, durch Beimengungen auch anderen Farben: Limonit und Siderit - gelb/braun, Hämatit - rötlich, Glaukonit und Chlorit - grünlich, Bitumen und kohligen Bestandteile - grau bis schwarz

Gefüge

Kalkstein ist ein fast ausschließlich aus Kalziumkarbonat (CaCO3) bestehendes Sedimentgestein, das durch chemische und biogene Vorgänge abgelagert wird. Die Ablagerung geschieht hauptsächlich durch Kalkausfällung im Wasser und Schichtablagerungen am Meeresboden. Durch Überlagerung mit weiteren Sedimentschichten kommt es zur diagenetischen Verfestigung zu Kalkstein.

Gefüge, Struktur und Textur

Kalksteine besitzen ein variables Gefüge. Häufig sind die Gesteine kompakt (dicht), porös treten Kalksteine auch auf. Sie bestehen aus fein- bis grobkörnigen Mineralen (z.B. Kalzit, Dolomit). In biogenen Kalksteinen kommen häufig aus karbonatischem Material aufgebaute Fossilien (z.B. Muschelschalen, Ammoniten) vor. (Indiz für Kalkstein!) Kalksteine weisen häufig eine Schichtung auf, die durch die lagenweise Ablagerung der Kalkschichten entsteht. Ausnahme dafür sind massive Riffkalke.

Häufig vorkommend sind Kalzit-Durchäderungen in Kalksteinen. Diese weißen Einschlüsse entstehen dadurch, dass in Wasser gelöster Kalzit sich im Gestein lokal mobilisiert und gebündelt rekristallisiert.

Entstehung

Kalksteine können auf verschiedene Arten entstehen. Chemische Sedimente wie Kalk entstehen zum Beispiel durch hohe Anteile von Verwitterungslösungen in Binnenseen und Ozeanen. Bei Übersättigung durch z.B. eine hohe Verdunstungsrate kommt es zu Mineralausscheidung. Der ausgefällte Kalkschlamm sinkt zum Meeresboden und lagert sich dort ab. Auch biogene kalzitische Hartteile tragen zur Übersättigung bei und können gut erhaltene Bestandteile des Kalkschlamms sein. Deshalb wird Kalkstein zu den chemisch/biogenen Sedimenten gezählt. Beispiele für marine Organismen mit kalzitischen Hartteilen sind Kalkalgen, Korallen, Foraminiferen, Brachiopoden, Echinodermen, Molluscen, Crustaceen. Diese Fossilien kommen manchmal in so großen Zahlen im Gestein vor, dass sie als gesteinsbildend bezeichnet werden. Durch Überlagerung der Kalkschichten am Meeres-/Seeboden und folgender Diagense kommt es zur Verfestigung der Sedimentablagerungen zu Kalkstein. Im Lauf der Erdgeschichte bildeten sich in vielen Meeren sehr große Mengen an Kalkablagerungen, da die damals herrschenden hohen Temperaturen zu viel Wasserverdunstung und Kalkausfällung geführt haben.

Erscheinungformen

Neben dem fast vollständig aus Kalziumkarbonat bestehendem Kalkstein treten noch ähnliche Gesteine auf – Dolomit [CaMg(CO3)2] weist noch neben Calcit einen Magnesiumanteil auf. - Aragonit ist die rhombisch kristallisierte Modifikation von Kalkstein.

Fundorte

Kalkalpen, Fränkischer, Schwäbischer, Schweizer und Französischer Jura, Rügen, Dänemark (Mön), England (Dover), USA (Neu-Mexiko)

Verwendung

Verwendung findet Kalkstein als Straßenschotter und Splitt, in der Zementproduktion, oder als Zuschlag bei Verhüttung von Eisen-Erzen. Weiterhin wird er als Baustein, für Dekorplatten, bei der Glas- und Farbenherstellung und als Dünger verwendet.

Besonderheiten

Um Dolomit und Kalkstein zu unterscheiden kann ein Schäumungs-Test mit 10%ger Salzsäure gemacht werden. Dolomit schäumt beim Kontakt mit HCl schwächer durch den geringeren Kalzitanteil. Um bei im Gestein enthaltenden Fossilien feinkörnigen Sandstein, Tonstein oder Feuerstein auszuschließen kann mit HCl der Kalkgehalt nachgewiesen werden und durch ein Ritztest die Härte überprüft werden. Feuerstein ist um einiges Härter als Kalkstein und mit einem Stahlmesser nicht ritz bar. Sandstein, Tonstein oder Tonmergel habe einen geringeren Kalkgehalt (weniger Schäumen).

Wenn Kalk verwittert, so spricht man von Karst. „Saures“ (kohlensäurehaltig) Wasser dringt durch die Spalten der Kalkschichten und löst das Gestein langsam auf. Kalksteine sind wichtige Baustoffe, entweder direkt als Baustein oder gebrannt als Kalk. Wichtiger Ausgangstoff für die chemische Industrie (Düngemittel) oder als Zuschlagstoff in der Metall-, Hütten- und Glasindustrie.

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Referenzen

  • Maresch, W., Schertl, H.-P., Medenbach, O. Gesteine. Systematik, Bestimmung, Entstehung. 3. Aufl. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung. Stuttgart, 2016.
  • Rothe, P. Gesteine. Entstehung – Zerstörung – Umbildung. 3. Aufl. Wissenschaftliche Buchgesellschaft. Darmstadt, 2010.
  • Schumann, W. Der große BLV Steine- und Mineralienführer. Das Standardwerk. 9. Aufl. BLV Bucherverlag GmbH&Co. KG. München, 2013.
  • Schumann, W. Mineralien & Gesteine. 15. Aufl. BLV Bucherverlag GmbH&Co. KG. München, 2012.

Autor:innen

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Dieser Artikel wurde geschrieben und gegengelesen von:
Friederike Knauss, Smilla Kohl
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