Gesteinsformation

Nach der Sedimentation werden Carbonatsedimente schrittweise von neuen Sedimenten überdeckt. Aus geologischer Sicht werden Kalkstein und Dolomit aus Carbonatsand und Carbonatschlamm über Prozesse gebildet, die erst nach Millionen von Jahren abgeschlossen sind.

 

 

 

 

 


 

Diese Prozesse lassen sich in unterschiedliche Vorgänge einteilen:

KOMPAKTIERUNG

Die Kompaktierung reduziert die Porosität des Carbonatsediments, die ursprünglich mehr als 50 % betrug. Bei Carbonaten findet die chemische und mechanische Kompaktierung (siehe folgende Abbildungen) gleichzeitig statt und begünstigen so die Gesteinsbildung.

 

GESTEINSBILDUNG und REKRISTALLISATION

Die Gesteinsbildung kann schon am Meeresboden beginnen und wird üblicherweise während der Überdeckung mit neuen Sedimenten abgeschlossen. Weiche Sedimente verfestigen sich zunehmend zu Hartgestein. Während des Prozesses wird Calciumcarbonat in den Poren ausgeschieden, die auch andere chemische Stoffe im Wasser aufnehmen können (Ionen).

In einigen Fällen endet der Prozess früher, wodurch weicher Kalkstein (z. B. Kreide) gebildet wird.

Eine größere Überdeckung kann zu einer kompletten Rekristallisation des Karbonatgesteins führen. In diesem Fall wird das Gestein zunehmend auf mikroskopischer Ebene aufgelöst. Normalerweise wachsen größere Kristalle und zerstören ursprüngliche Strukturen wie Fossilien. Geologen bezeichnen dieses Gestein als Marmor. Marmor kann auch geformt werden, wenn Kalkstein mit heißem vulkanischem Magma in Kontakt kommt.

GEOLOGISCHE STÖRUNGEN

Aufgrund der Bewegung der tektonischen Bodenplatten ist es nicht ungewöhnlich, vollkommen zerstörte Gesteinsvorkommen auf der Erdoberfläche zu sehen. Auch wenn Gestein in den meisten Fällen in horizontalen Schichten angeordnet ist, können diese Schichten verdreht, gefaltet oder sogar gebrochen sein. Dadurch kann ein selektiver Abbau reiner Einheiten sich als schwierig erweisen und manchmal auch zu teuer werden.

Klüfte in Gesteinen und insbesondere in Carbonaten sind wichtig. Sie ermöglichen Wasser, an den Stellen einzudringen, die zuvor durch die Verfestigung verschlossen waren.

AUFLÖSUNG

Bei Carbonaten kann Wasserzutritt zu einer Auflösung des Gesteins, insbesondere in der Nähe der Erdoberfläche, führen. Hierdurch entstehen Karsthöhlen.

In Kalksteinvorkommen sind diese Höhlen für gewöhnlich mit Bodenmaterial (Ton oder Sand) aufgefüllt. Dieses Bodenmaterial ist verantwortlich für die Verunreinigungen des Gesteins in den oberen Schichten von Steinbrüchen.

In manchen Fällen führt dies zu erheblichen Mengen von „Abraum“. Dies erklärt auch eine in der Kalkindustrie übliche Verfahrensweise: ein gründliches Waschen von Steinen, die gebrannt werden sollen.

CHEMISCHE UMWANDLUNGEN

Brüche können auch andere Verunreinigungen in das System einführen. Flüssigkeiten dringen über diese Pfade bis zum Karbonatgestein vor und reagieren mit diesem. Durch die Reaktion entstehen neue Mineralien: u. a. Eisen- und Manganoxide, goldfarbiger Pyrit oder „Katzengold“ und violetter Fluorit. Diesen Vorgang nennt man Mineralisation.

Diese Mineralien kontaminieren das Karbonatgestein und müssen anschließend bei der Herstellung von reinem Kalk ausgeschleust werden.

Dolomit (siehe unten) kann auch in dieser Phase der Mineralisation auftreten. So entsteht manchmal Dolomitgestein aus Kalkstein, der für die Dolomitkalkherstellung verwendet werden kann. Allerdings ist ein "reiner" Kalkstein in den meisten Fällen lediglich mit Dolomiteinschlüssen verunreinigt, wodurch die Abbauarbeiten deutlich erschwert werden.

Details in der FOTOGALERIE ZU CHEMISCHEN UMWANDLUNGEN