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Chemische und biogene Sedimentgesteine

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 Unsere Leistung

Sedimentgesteinen (Ablagerungs-, Schichtgesteine) entstehen durch “Verwitterung” und “Transport” bereits vorhandener Gesteine beziehungsweise der anschließenden “Verfestigung” unter hohem Druck. Sedimentgesteine bedecken zu 75% unsere Erdoberfläche, machen aber nur 10% der gesamten Erdkruste aus.
Gesteine können durch verschiedene Verwitterungsprozesse wie mechanische Zertrümmerung und/oder chemische Zersetzung zerfallen bzw. umgebildet werden. Die Form der Verwitterung hängt von den klimatischen und geologischen Gegebenheiten ab. Unter mechanischer Verwitterung (Erosion) versteht man das Auseinanderbrechen eines Gesteins in kleine Stein- und Mineralteilchen infolge der Wirkung gefrierenden und fließenden Wassers, stürmischer Winde, Temperaturwechseln oder Kristallisationsdruck. Die chemische Zusammensetzung verändert sich dabei nicht. Unter der chemischen Verwitterung versteht man die Zerlegung des Urgesteins unter dem Einfluss der Luft (Atmosphäre) oder des Wassers (Hydrosphäre). Bei den chemischen Reaktionen (Lösung, Oxidation, Protolyse, Hydrolyse) entstehen häufig neue Mineralien oder es werden chemische Komponenten aus den Mineralien herausgelöst.
Die dabei entstehenden Verwitterungsprodukte (unlösliche sowie unvollständig verwitterte Mineralien und Gesteinsstücke) werden mit Hilfe der Schwerkraft oder durch Wasser, Eis und Wind fortgetragen. Sie lagern sich als “Lockergesteinsmasse” (Geröll, Kies, Sand, Ton) in Schichten ab und Überdecken sich in der Folge immer weiter. Durch den zunehmenden Druck, die ansteigende Temperatur und chemische Reaktionen unter Einbezug von Bindemitteln (Tonmineralien, kalkige Bindemittel CaCO3, kieselige Bindemittel SiO2 und ferritische Bindemittel FeO(OH)) kommt es zur Verfestigung (Diagenese). Die entstehenden Sedimentgesteine haben oft eine unterschiedlich geschichtete Struktur und enthalten teilweise tierischen und pflanzlichen Versteinerungen (Fossilien).
Nach der Art ihrer Entstehung werden Sedimente zumeist in zwei Gruppen unterteilt: In klastische Sedimente (mechanische Sedimente, Trümmergesteine) und biogen-chemische Sedimente.

Bei chemischen und biogenen Sedimentgesteinen erfolgt bei der Verwitterung des Urgesteins eine chemische Umwandlung beziehungsweise Zersetzung. Durch das Herauslösen bilden sich wässrige Lösungen die über Flüsse weggetragen werden und Binnenseen oder Ozeane erreichen. Die anschließende Verdunstung oder andere Einflüsse (anorganische chemische Reaktionen, biologisch bedingte Reaktionen) führen zur Übersättigung und Ausfällung (Ausscheidung) von Mineralien. Gemeinsam mit verwitterten Gesteinsteilen und organischen Bestandteilen ergeben sich chemischen Sedimente (Ausscheidungsgesteine). Die Bildung des Gesteins kann somit ausschließlich anorganisch oder unter Mitwirkung von Organismen erfolgen. Hierbei zeigt sich bereits die Schwierigkeit bei der Trennung zwischen chemischen & biogenen Sedimenten. Letztere entstehen unter starkem Einfluss von Organismen. Auf dem Festland sind dies besonders Pflanzen, in den Gewässern tierische Elemente wie Muschelschalen, Skelette, Schneckenhäuser oder Korallen.

 

Kalksteine

Kalkstein ist ein dicht- bis grobkörniges Gestein das zu den am häufigsten vorkommenden und für den Menschen nutzbringendsten Sedimentgesteinen gezählt werden kann. Es besteht hauptsächlich aus Calcit, einer Kristallisationsform von Calciumcarbonat (CaC03). Hinzu kommen Minerale (Tonminerale, Dolomit, Quarz,…) in unterschiedlichen Mengenanteilen. Beträgt der Carbonatgehalt mehr als 90% spricht man von Kalksteinen bei einem Gehalt unter 10% von Tonen.
Kalksteine treten innerhalb der Sedimente in unterschiedlichen Typen und Variationsbreiten auf. Man unterscheidet beispielsweise zwischen marinen und den wesentlich selteneren terrestrischen Kalksteinen welche im Süßwasser ausgefällt werden. Zudem können Kalksteine chemischen oder biogenen Ursprungs sein. Die chemisch ausgebildeten Gesteine werden aus Wasser gebildet, bspw. infolge einer Ausfällung der im Meer gelösten Calciumionen durch Carbonationen. Bei biogenen Kalksteinen helfen Lebewesen bei der Bildung und Ablagerung. Im Meer lebende Organismen nehmen Calciumionen auf und wandeln dies zu kalkhaltigen tierischen Hartteilen (Panzer, Schalen, Skelette) um. Nach dem Absterben sinken diese auf den Meeresboden und erschaffen hierdurch ebenfalls Kalkstein. Dementsprechend ist der am Meeresboden gebildete Kalkstein eine Mischung aus anorganisch-chemischen und organisch-biogenen Komponenten.

 

1. Jurakalk

Jurakalk ist einer der wichtigsten deutschen Natursteine aus der Jura-Zeit. Dieser wird fälschlicherweise oft als Jura-Marmor oder Treuchtlinger Marmor bezeichnet obwohl er im geologischen Sinn keinen Marmor darstellt. Im Steingewerbe werden im Kundenkontakt zur Vereinfachung zumeist alle polierbaren Carbonatgesteine (Kalksteine) mit der Bezeichnung “Marmor” versehen. Der eigentliche Marmor ist jedoch kein Ablagerungsgestein (Sediment) sondern den Umwandlungsgesteinen (Metamorphite) zuzuordnen. Die Einsatzgebiete des Jurakalksteins sind breit gefächert, neben der Verarbeitung zu Bodenbelägen oder Fensterbänken dient er auch als Rohstoff für Zement, Putz & Mörtel sowie in der Landwirtschaft.

Zusammensetzung und Aufbau

Der Jurakalk entstand vor ca. 160 – 140 Millionen Jahren durch Ausfällung (Ausscheidung) oder Ablagerung kalkiger Bestandteile (Muscheln, Mikroorganismen) im Meerwasser. Diese verfestigen sich durch Druck zu Kalkstein, das bestimmende Mineral ist hierbei Calcit (CaCO3). Jurakalkstein ist von dichter Struktur und charakteristisch teilweise von zahlreichen Fossilien (Algen, Schwämmen, Muscheln, Schnecken) der damaligen Zeit durchzogen. Die Kalke sind durch Tonlage voneinander getrennt. Das Farbspektrum des Gesteins reicht von gelb bis blaugrau. Der wohl bekannteste Jurakalk ist Jura-Gelb, dessen Farbe durch den Anteil des eisen- & wasserhaltigen Mineralgemischs Limonit (Brauneisenerz) bestimmt wird. Im Jura-Grau kommen entsprechend Blaualgen vor. Typisch für das Gestein sind zudem transparente Calcitadern, die jedoch keine Risse oder Mängel des Gesteins darstellen.

Herkunft

Die Vorkommen des Jurakalk erstrecken sich großflächig über das südliche Frankenjura-Mittelgebirge. In diesem Gebiet war in der Jura-Zeit ein großes, flaches Schelfmeer vorzufinden, in dem sich fortwährend Kalk ablagerte.

Härtegrad

Mohs’sche Ritzhärten-Skala Härtegrad 3 bis 3,5

 

2. Solnhofener Plattenkalk

Der Solnhofener Plattenkalk ist ein Kalkstein der sich vor allem durch seine Dichte und Homogenität auszeichnet. Das Gestein stammt aus der Jura-Zeit (vor 160 – 140 Millionen Jahren) und ist nur unwesentlich jünger als der Jurakalk. Durch die schichtweise Ablagerung ist er sehr gut spaltbar und wird entsprechend oft auch als “Solnhofener Schiefer” bezeichnet. Diese Bezeichnung ist im geologischen Sinn jedoch falsch da der eigentliche Schiefer einen hohen Anteil an Tonmineralen enthält. Guter Schiefer zeichnet sich zudem durch einen geringen Anteil an Schadstoffen wie beispielsweise Kalk aus. Einsatzgebiete des Plattenkalks sind Wandverkleidungen, Treppen & Fensterbänke, aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit besonders auch für Bodenbeläge. Große Bekanntheit erlangte der Kalkstein durch die Erfindung der Lithographie (Druck). Hierzu war das Gestein als Druckplatte hinsichtlich dessen Feinkörnigkeit hervorragend geeignet.

Zusammensetzung und Aufbau

Der Plattenkalk besteht zu über 95% aus Kalk und bildete sich aus reinen Kalkschlammablagerungen die schichtweise abgelagert wurden. Die Verfestigung erfolgte in kontinuierlich vom Meerwasser gefluteten Lagunen in denen der Salzgehalt entsprechend höher war. Hierdurch wurde eine starke Verwesung von Tieren und Pflanzen verhindert, wodurch entsprechende Fossilien als gut erhaltene Versteinerungen in den Schichten vorzufinden sind. Bekanntestes Beispiel hierfür ist der Urvogel Archaeopteryx, der als Übergang vom Reptil zum Flugtier Darwins’ Evolutionstheorie festigt. Zudem finden sich in den Schichten des Solnhofener Plattenkalks teilweise Dendriten (fanartige Kristallstrukturen von Eisen- und Mangan-Oxiden) die nicht mit versteinerten Pflanzen zu verwechseln sind. Die Farbe des Gesteins reicht von hellgelb bis ockergelb, seltener sind hell- bis dunkelblaue Einfärbungen.

Herkunft

Solnhofener Plattenkalk findet sich in der Gegend um Solnhofen & Eichstätt sowie in zahlreichen Gebieten in Mittelfranken und Oberbayern.

KOTA STONE Indien
SOLNHOFER PLATTEN Deutschland (Mittelfranken)
TANDUR STONE Indien

Härtegrad

Mohs’sche Ritzhärten-Skala Härtegrad 3 bis 3,5

 

3. Onyx (Kalksinter/Sinterkalk)

Onyx, Onyx-Marmor beziehungsweise Alabaster-Marmor ist die irreführende Handelsbezeichnung für diesen speziellen Kalkstein. Hierbei handelt es sich um eine Art des Kalksinter oder Sinterkalk der sich durch direktes Ausfällen (Ausscheiden) feinkristalliner Kalkteilchen aus Süßwasser (Quellen, unterirdische Wasserläufe) gebildet hat. Eine ähnliche Entstehungsweise wie Kalksinter haben Tropfsteine in Tropfsteinhöhlen. Optisch weist Onyx oft einen durchscheinenden Glanz wie Glas aus, zudem ist es stets gebändert. Verwendung findet das Gestein vordergründig zur Herstellung kunstgewerblicher Gegenstände.

Zusammensetzung und Aufbau

Onyx (Kalksinter) besteht aus den Mineralen Calcit oder Aragonit, die eine Abwandlung der chemischen Verbindung Calciumcarbonat (CaCO3) darstellen. Onyx ist im geologischen Zusammenhang ein Mineral das eine Variante von Quarz darstellt. Dies ist bei der Bildung des Gesteins jedoch nicht beteiligt. Das Gestein ist zumeist lichtdurchlässig und sehr farbenprächtig, besonders beliebt sind Bänderungen die durch verschiedene Minerale mehrfarbig sind. Das Spektrum reicht von weiß, gelb, grün bis braun.

Herkunft

Vorkommen von Onyx finden sich in zahlreichen Gegenden weltweit. In Europa gibt es Lagerstätten in Deutschland (Schwäbische Alb), Frankreich, Italien, Slowenien, der Slowakei und Tschechischen Republik. Des Weiteren in Mexiko, USA, Iran, Argentinien, Brasilien, Ägypten, Algerien, Pakistan und in der Türkei.

Härtegrad

Mohs’sche Ritzhärten-Skala Härtegrad 3,5 bis 4

 

4. Travertin

Travertin entsteht auf ähnliche Weise wie Onyx und gehört zur Gruppe der Kalksteine, im weitesten Sinne kann man hierbei von einem Sinter sprechen. Es ist ein Süßwasserkalk der an heißen oder “kalten” Quellen zumeist in Gebieten mit Vulkanismus entsteht, dementsprechend oft auch die Bezeichnung Quellkalk. Die Struktur des Gesteins ist mehr oder weniger porös oder grobporig. Bei der Entstehung werden oftmals Pflanzenteile eingeschlossen die nach ihrer Zersetzung Hohlräume bilden können. Feinporige Travertine sind hierbei frostempfindlicher, generell besteht eine gute Wetterbeständigkeit. Die Oberfläche ist sehr gut bearbeitbar sowie polierfähig bzw. schleifbar und findet entsprechend Einsatz als dekorative Verkleidungen & Bodenbeläge.

Zusammensetzung und Aufbau

Das Gestein besteht fast ausschließlich aus Calciumcarbonat und tritt vor allem in der Form der Minerale Calcit & Aragonit auf. An vulkanischen Quellen wird das Wasser durch Kohlenstoffdioxid (CO2) angereichert und kann dadurch Calcium (Kalk) insbesondere aus Kalksteinen herauslösen. An der Oberfläche entweicht CO2, hierdurch wird Calciumcarbonat als Travertin ausgefällt. Travertin ist weiß, gelblich, rötlich bis bräunlich und nicht selten gebändert. Entscheidend für die Farbe ist Anteil der beigemengten Mineralen Limonit (gelb/braun) oder Hämatit (rot).

Herkunft

Vorkommen finden sich weltweit und entsprechend ihrer Entstehung in der Nähe älterer Kalksteinvorkommen. Sie sind in ihrer Menge zumeist begrenzt. Lagerstätten finden sich in Deutschland und ganz Europa sowie in Peru, Argentinien, China, den USA & der Türkei.
ARINEA Griechenland
AZARSHAR rot Iran
BORSEC Rumänien
BUDAKALASZ Ungarn
CANSTATT intensiv gelb Deutschland (Württemberg)
CURICACA weiß Peru
DENIZLI YELLOW Türkei
DEVA cremefarben Rumänien
GAUINGER Deutschland (Württemberg)
KRASNOPETSCHERSK Ukraine
KUCKOVO intensives braun ehemaliges Jugoslawien
KUMONOV braun ehemaliges Jugoslawien
LANGENSALZA graubraun Deutschland (Thüringen)
LUDROWA gelbbraun Slowakei
MADERA Spanien
MARRON ALHAMBRA Iran
ROJO HUELVA rotbraun Spanien
ROSSO SORAYA Iran
SAMANTA Türkei
SANANDAJ BROWN braun und weiß Iran
SANANDAJ RED Iran
SAN JUAN Argentinien
SIKLOS Slowakei
SJENICA Kroatien
SOUPPES braun Frankreich
SPISSKE cremefarben Slowakei
TABAC CONIMBRIGA braun Portugal
TRAVERTINO ASCOLANO Italien
TRAVERTINO GARGANO Italien
TRAVERTINO MONTEMERANO Italien
TRAVERTINO RAPOLLANO Italien
TRAVERTINO ROMANO Italien
PAMUKKALE Türkei
PLITVICE Kroatien
ÜRÖM Ungarn
VELKY KLIZ khaki Slowakei
VICUNA ockergelb Peru

 

5. Muschelkalk

Der Muschelkalk ist ein Fossilienkalkstein der hauptsächlich durch tierische oder pflanzliche Lebewesen aus dem Meerwasser (zum Teil Mischung mit Süßwasser zu sogenanntem Brackwasser) gebildet wurde. Er entstand vor circa 240 Millionen Jahren durch Ablagerung von Kalkschalen und kalkigen Skeletten der damaligen Meeresbewohner. Die Schalen und Skelette können gesteinsbildend sein, etwaige Hohlräume werden durch Kalkschlamm oder ausgefällte Kalkablagerungen aufgefüllt. Hierdurch entsteht eine feinkristalline, kompakte Struktur welche die muscheligen Bestandteile weiter gut erkennen lässt. Häufig sind zudem gut erhaltene Versteinerungen zu finden. Der Muschelkalk ist trotz eines porösen Äußeren fest, widerstandsfähig und witterungsbeständig. Verwendung findet das Gestein als Pflastersteine und Bodenplatten im Garten- und Landschaftsbau sowie als Rohstoff für die Bauindustrie (Schotter, Gesteinskörnung in Beton).

Zusammensetzung und Aufbau

Muschelkalk wird nach der geologischen Formation in die drei Schichten Oberer, Mittlerer und Unterer Muschelkalk untergliedert. Das Obere bzw. Untere Gestein setzt sich hauptsächlich aus Calcit und Dolomit unter Beimengung von Tonen zusammen. Sie enthalten zahlreiche Fossilien. Mittlerer Muschelkalk besteht neben Calcit aus den sogenannten Eindampfungssedimenten (Evaporite) wie Gips, Anhydrit & Steinsalz, Fossilien sind hingegen kaum enthalten. Das Farbspektrum reicht von hellgrauen, braungrauen zu beigen Tönen.

Herkunft

Muschelkalk findet man in Deutschland unter anderem in Brandenburg, Bayern (Karlstadt, Würzburg), Baden-Württemberg (Freudenstadt, Göppingen, Schwarzwald, Crailsheim, Heilbronn), Thüringen (Jena, Mühlhausen) und Rheinland-Pfalz. Weltweit verbreitet gibt es beispielsweise große Muschelkalklagen in Polen, zudem Fundorte besonders entlang des nördlichen und südlichen Wendekreises.
BLAUBANK Deutschland
KERNSTEIN Deutschland
EIBELSTÄDTER Deutschland
FRICKENHAUSEN Deutschland (Unterfranken)
GOLDBANK Deutschland
HAGWALD Deutschland (Unterfranken)
KRENSHEIMER Deutschland
KUACKER Deutschland
LIGGERSBRUCH Deutschland
MAISENBACHER Deutschland
MOOS Deutschland (Unterfranken)
ROTBANK Deutschland
SELLENBERGER Deutschland
WINTERHAUSEN Deutschland (Unterfranken)

 

6. Dolomit

Dolomit bezeichnet sowohl ein Gestein sowie das gesteinsbildende Mineral. Das Gestein ähnelt äußerlich dem Jurakalk und hat eine zuckerkörnige oder sandsteinähnliche, mikrokristalline Struktur. Das Gestein bildet sich entweder durch primäre Ausfällung des Minerals Dolomit aus Meerwasser oder durch sekundäre Dolomitisierung von Kalkschlamm. Charakteristisch ist eine raue Bruchfläche im Vergleich zum Kalkstein sowie das Fehlen eingeschlossener Fossilien. Dolomit ist schwerer als Kalkstein und besitzt eine größere Härte, ist jedoch nicht witterungsbeständiger. Verwendung findet es als Bodenbeläge, Zusatzstoffe für die Betonherstellung und den Straßenbau sowie als Dünge- oder Futtermittel in der Landwirtschaft.

Zusammensetzung und Aufbau

Dolomit ist ein Carbonatgestein das zu mehr als 90% aus dem gleichnamigen Calcium-Magnesiummineral CaMg(CO3)2 besteht. Weitere Mineralbestandteile können Calcit, Limonit, Tonmineralien, u.a. sein. Bei geringerem Anteil an Dolomit unterscheidet man den “reinen” Dolomit von dolomitischem Kalk (Dolomitgehalt 10-50%), kalkhaltigem Dolomit (Dolomitgehalt 50-90%) und so weiter. Die Farbenpracht des Gesteins ist nicht so facettenreich, zumeist weiß, grau oder gelblich.

Herkunft

Das Gestein Dolomit ist weltweit verbreitet und findet sich aufgrund seiner Entstehung oft in Verbindung mit Kalkstein. Deutsche Vorkommen existieren vor allem in West- und Süddeutschland (Thüringer Schiefergebirge, Fränkische Alb, Schwäbische Alb, Harz, Eifel, Ostwestfalen), in Europa sind es die geologisch jungen Alpen-Gebirge wie beispielsweise die Dolomiten oder Schweizer Alpen.

ENZBERG Deutschland braun (Württemberg)
GOLDBERG Deutschland (Oberpfalz)
HARZER DOLOMIT Deutschland (Niedersachsen)
KLEINZIEGENFELD Deutschland (Oberfranken)
LIBIAZ Polen
MESKALITH (Rheinland-Pfalz)
NÜXEI Deutschland (Harz)
SALZHEMMENDORF Deutschland
WACHENZELL Deutschland (Oberbayern)

Härtegrad

Mohs’sche Ritzhärten-Skala Härtegrad 3,5 bis 4

AAAAAAAAAAAAAAAAA

Flächenleistung Schleifen bis zu m² / Tag

Flächenleistung Imprägnieren bis zu m² / Tag

Flächenleistung Färben bis zu m² / Tag

Flächenleistung Industryfloor-PLUS bis zu m² / Tag