inatura Dornbirn: Calcit und Aragonit

Glitzernde Kostbarkeiten : Calcit und Aragonit

Calcit

Hinter dem Namen Calcit verbirgt sich unser ganz normaler Kalkspat, Calciumkarbonat CaCO₃. Das lat. calx, 2. Fall calcis wird im Deutschen einerseits zum Gestein Kalk, andererseits zum Mineral Calcit (Kalzit).

Spaltstücke von reinem, druchsichtigen Calcit werden wegen der hohen Doppelbrechung auch Doppelspat genannt. Das bekannteste Vorkommen liegt in Island.

Calcit ist der Hauptbestandteil des Kalksteins. Er wird von Salzsäure rasch, von Humussäuren oder Kohlensäure langsam gelöst. Doch auch diese langsame Lösung genügt, damit Spalten im Gestein im Laufe der Jahrtausende zu Karsthöhlen erweitert werden. Das Mineral verhält sich genau umgekehrt wie andere Stoffe: Es ist in kaltem Wasser leichter löslich als in warmem (versuche einmal Zucker in kaltem und warmem Kakao zu lösen - wo geht es schneller ?). Daher wird stark kalkhaltiges Wasser zum Problem. Beim Erwärmen (etwa in der Waschmaschine oder im Teekessel) versucht der Kalkspat zu kristallisieren und setzt sich an Heizstäben und Töpfen ab. Daher haben Waschmittel Zusätze, um den Kalk zu binden.

Calcit ist das formen- und flächenreichste Mineral überhaupt. Wichtige Grundformen sind Skalenoeder, Rhomboeder und Prismen, die in fast unübersehbarer Fülle kombiniert sind. Durch Einbau von Fremdelementen (Mangan, Eisen, Magnesium, Strontium, Cobalt, Zink, Barium, Blei und Seltene Erden) oder Verunreinigungen (z.B. Tonminerale) kann er fast alle Farben annehmen. Manche Calcite zeigen eine auffallende Lumeniszenz (Leuchten unter UV-Licht).

: Calcit auf Amethyst, Fundort: Brasilien

Entstehung
Calcit entsteht unter fast allen geologischen Bedingungen:

In tief liegenden Teilen von Vulkanschloten bildet er das Gestein Karbonatit (nächst gelegenes Vorkommen am Kaiserstuhl / D). Hydrothermale Bildungen (aus heissen Lösungen) sind Ausscheidungen an heissen Quellen, Hohlraumfüllungen in Vulkangestein und als Begleitmineral (= Gangart) in Erzgängen.

In tropischem Flachwasser wird das Mineral anorganisch-chemisch gefällt, d.h. es kristallisiert aus dem Meerwasser aus. Allerdings gibt es vermehrt Anzeichen, dass bei dieser chemischen Fällung doch Mikroben beteiligt sind. Sichere chemische Fällung liegt vor, wenn Calcit während der Verfestigung des Gesteins = Diagenese im Porenraum kristallisiert und dadurch das ursprünglich lockere Sediment zementiert.

Sehr häufig tritt Calcit als Skelettmaterial von Tieren (Austern, manche Korallen, Seeigel u.v.a.m.) und seltener von Pflanzen (z.B. Rotalgen) auf. Oft besteht das Skelett jedoch aus Aragonit (s.u.) und wird erst während der Diagenese zu Calcit umgewandelt. In der Tiefsee wird Calcit als Folge des hohen CO₂-Gehalts wieder aufgelöst, sodass Tiefseeablagerungen extrem kalkarm sind.

Während der Metamorphose entsteht aus dem feinkörnigen Kalkstein ein grobkörniger Marmor. Das Hauptmineral bleibt Calcit, nur die Grösse der einzelnen Kristalle ändert sich. Achtung: Der Steinmetz bezeichnet jedes polierbare Karbonatgestein als "Marmor" (z.B. "Korallenmarmor"), während der Geologe den Namen ausschliesslich für Umwandlungsgesteine verwendet!

: Calcit, Fundort: Autobahndurchstich Udelberg bei Götzis

Verwendung
Reiner Kalkstein dient als Rohstoff in der chemischen Industrie, hochreiner Marmor findet als Füllmittel in der Farben- und Papierindustrie / in der Pharmaindustrie / als Putzkörperchen in Zahncreme Verwendung.

Unreine Kalke werden in der Zementindustrie, als Düngemittel (Neutralisierung des "sauren Regens" in Kristallingebieten), als Flussmittel in der Hüttenindustrie, als Mörtelrohstoff in der Bauindustrie, als Schüttgut im Strassenbau verwendet.

Durchsichtiger Calcit wurde und wird in der Optik eingesetzt, um polarisiertes Licht zu erzeugen. Durch die starke Doppelbrechung kann ein Strahl abgeleitet werden, sodass nur noch der Hauptstrahl das Calcit-Prisma durchdringt.

Polierbare Kalksteine und Marmor finden als Dekor- und Fassadenstein und als Rohmaterial für Bildhauer Verwendung.

Pulverisierter Kalk wird in Filtern zur Rauchgasentschwefelung eingesetzt. Durch den Schwefel wird der Kalk zu Gips umgewandelt. Kohlendioxid wird frei.

: Aragonit, Fundort: Gampalpe bei Nenzing

Aragonit

Wie der Calcit ist auch der Aragonit ein Calciumkarbonat CaCO₃. Die chemische Zusammensetzung ist gleich, aber dennoch besitzt Aragonit ein anderes Kristallgitter. Das Mineral kann durch Blei, Zink, Strontium oder Barium verunreinigt sein. Benannt ist es nach der spanischen Landschaft Aragonien.

Aragonit bildet sehr gerne Zwillingskristalle. Er ist leichter löslich als Calcit und wird bei der Diagenese und Metamorphose in dieses Mineral umgewandelt. Chemische Kalkfällungen aus heissem Wasser bilden meist dieses Mineral. So handelt es sich bei den Abscheidungen von Thermalquellen meist um Aragonit. Diese Kalkfällung kann recht schnell gehen: In der 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts war es in Karlsbad (Böhmen) üblich, Blumen- und Gewürzsträusse in das heisse Thermalwasser zu legen, bis sie von Aragonit überzogen waren. Diese versinterten Blumensträusse wurden dann als Souvenirs verkauft.

Stützskelett und Schalen vieler Tiere (der meisten Muscheln und Schnecken, mancher Korallen, u.a.) bestehen aus Aragonit, ebenso die Perlen (die ja nichts anderes sind als Schalenmaterial der Flussperlmuschel). Von der ägytischen Königin Kleopatra heisst es, dass die Perlen in Essig gelöst und getrunken hat!

Namen
Eisenblüte ist Aragonit in merkwürdig korallenartigen Gebilden, die sich in Hohlräumen in Eisenlagerstätten bilden. Durch Kupfer blau gefärbter Aragonit heisst Zeiringit (nach dem Ort Oberzeiring in der Steiermark), weiss-braun gebänderten Aragonit nennt man Erzbergit (nach dem steirischen Erzberg). Erbsenstein ist Aragonit, der sich in Quellen um ein Sandkorn anlagert.