Felsen

Kalkstein



Was ist Kalkstein und wie wird er verwendet?


Kalkstein: Das gezeigte Exemplar hat einen Durchmesser von etwa fünf Zentimetern.

Was ist Kalkstein?

Kalkstein ist ein Sedimentgestein, das hauptsächlich aus Calciumcarbonat (CaCO3) in Form des Minerals Calcit. Es bildet sich am häufigsten in klaren, warmen, flachen Meeresgewässern. Es ist normalerweise ein organisches Sedimentgestein, das sich aus der Ansammlung von Schalen-, Korallen-, Algen- und Kotabfällen bildet. Es kann auch ein chemisches Sedimentgestein sein, das durch die Ausfällung von Calciumcarbonat aus See- oder Ozeanwasser gebildet wird.

Eine kalkbildende Umgebung: Eine Unterwasseransicht eines Korallenriffsystems von den Kerama-Inseln im Ostchinesischen Meer südwestlich von Okinawa. Hier ist der gesamte Meeresboden von einer Vielzahl von Korallen bedeckt, aus denen Calciumcarbonat-Skelette entstehen. Ein Bild der United States Geological Survey von Curt Storlazzi.

Kalksteinbildende Umgebung: Marine

Die meisten Kalksteine ​​bilden sich in seichten, ruhigen und warmen Meeresgewässern. In dieser Umgebung können Organismen, die in der Lage sind, Kalziumkarbonatschalen und -skelette zu bilden, die benötigten Inhaltsstoffe leicht aus dem Meerwasser extrahieren. Wenn diese Tiere sterben, sammeln sich ihre Schalen- und Skelettabfälle als Sediment an, das sich zu Kalkstein lithifizieren könnte. Ihre Abfallprodukte können auch zur Sedimentmasse beitragen. Aus dieser Art von Sedimenten gebildete Kalksteine ​​sind biologische Sedimentgesteine. Ihre biologische Herkunft zeigt sich häufig im Gestein durch das Vorhandensein von Fossilien.

Einige Kalksteine ​​können sich durch direkte Ausfällung von Calciumcarbonat aus Meer- oder Süßwasser bilden. Auf diese Weise gebildete Kalksteine ​​sind chemische Sedimentgesteine. Es wird angenommen, dass sie weniger häufig vorkommen als biologische Kalksteine.

Heute gibt es auf der Erde viele kalkbildende Umgebungen. Die meisten von ihnen sind in Flachwassergebieten zwischen 30 Grad nördlicher Breite und 30 Grad südlicher Breite zu finden. Kalkstein bildet sich im karibischen Meer, im Indischen Ozean, im Persischen Golf, im Golf von Mexiko, auf den Inseln des Pazifischen Ozeans und im indonesischen Archipel.

Eines dieser Gebiete ist die Bahamas-Plattform, die sich im Atlantik etwa 160 km südöstlich von Südflorida befindet (siehe Satellitenbild). Dort produzieren reichlich vorhandene Korallen, Schalentiere, Algen und andere Organismen große Mengen an Kalziumkarbonat-Gerüstabfällen, die die Plattform vollständig bedecken. Dadurch entsteht eine umfangreiche Kalksteinlagerstätte.

Die Bahamas-Plattform: Ein NASA-Satellitenbild der Bahamas-Plattform, auf der heute aktive Kalksteinbildung stattfindet. Die Hauptplattform ist mehr als 160 km breit, und dort hat sich eine große Dicke von Calciumcarbonat-Sedimenten angesammelt. In diesem Bild sind die dunkelblauen Bereiche tiefes Ozeanwasser. Die flache Bahamas-Plattform erscheint hellblau. Bild vergrößern.

Kalkbildende Umgebung: verdunstend


Kalkstein-Stalaktit: Ein Wassertropfen hängt und verdunstet an der Spitze eines Stalaktiten. National Park Service Bild.

Kalkstein kann sich auch durch Verdunstung bilden. Stalaktiten, Stalagmiten und andere Höhlenformationen (oft als "Speleotheme" bezeichnet) sind Beispiele für Kalksteine, die sich durch Verdunstung gebildet haben. In einer Höhle dringen Wassertropfen, die von oben herab sickern, durch Brüche oder andere Porenräume in der Höhlendecke in die Höhle ein. Dort könnten sie verdunsten, bevor sie auf den Boden der Höhle fallen. Wenn das Wasser verdunstet, lagert sich im Wasser gelöstes Calciumcarbonat an der Höhlendecke ab. Im Laufe der Zeit kann dieser Verdunstungsprozess zu einer Ansammlung von eiszapfenförmigem Calciumcarbonat an der Höhlendecke führen. Diese Ablagerungen werden als Stalaktiten bezeichnet. Wenn der Tropfen auf den Boden fällt und dort verdunstet, kann ein Stalagmit vom Boden der Höhle aufsteigen.

Der Kalkstein, aus dem diese Höhlenformationen bestehen, wird als "Travertin" bezeichnet und ist ein chemisches Sedimentgestein. Ein Felsen, der als "Tuffstein" bekannt ist, ist ein Kalkstein, der durch Verdunstung an einer heißen Quelle, einem Seeufer oder einem anderen Gebiet gebildet wird.

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Zusammensetzung von Kalkstein

Kalkstein ist definitionsgemäß ein Gestein, das mindestens 50 Gew .-% Calciumcarbonat in Form von Calcit enthält. Alle Kalksteine ​​enthalten mindestens einige Prozent andere Materialien. Dies können kleine Partikel aus Quarz, Feldspat, Tonmineralien, Pyrit, Siderit und anderen Mineralien sein. Es kann auch große Knötchen aus Chert, Pyrit oder Siderit enthalten.

Der Kalziumkarbonatgehalt von Kalkstein verleiht ihm eine Eigenschaft, die häufig bei der Identifizierung von Gesteinen verwendet wird - er sprudelt bei Kontakt mit einer kalten 5% igen Salzsäurelösung.

Kreide: Ein feinkörniger, heller Kalkstein, der aus den Calciumcarbonat-Skelettresten winziger Meeresorganismen gebildet wird.

Coquina: Dieses Foto zeigt den Muschelhasch, der als Coquina bekannt ist. Der hier gezeigte Fels hat einen Durchmesser von etwa fünf Zentimetern.

Tuff: Ein poröser Kalkstein, der aus der Ausfällung von Kalziumkarbonat entsteht, häufig an einer heißen Quelle oder entlang der Küste eines Sees, wo das Wasser mit Kalziumkarbonat gesättigt ist.

Sorten von Kalkstein

Es gibt viele verschiedene Namen für Kalkstein. Diese Namen basieren auf der Form des Gesteins, seinem Aussehen oder seiner Zusammensetzung und anderen Faktoren. Hier sind einige der am häufigsten verwendeten Sorten.

Kreide: Ein weicher Kalkstein mit einer sehr feinen Textur, die normalerweise weiß oder hellgrau ist. Es wird hauptsächlich aus kalkhaltigen Schalenresten mikroskopisch kleiner Meeresorganismen wie Foraminiferen oder aus kalkhaltigen Resten zahlreicher Arten von Meeresalgen gebildet.
Coquina: Ein schlecht zementierter Kalkstein, der hauptsächlich aus Schalenbruch besteht. Es bildet sich oft an Stränden, an denen Wellenbewegung Muschelfragmente ähnlicher Größe voneinander trennt.
Fossiler Kalkstein: Ein Kalkstein, der offensichtliche und reichlich vorhandene Fossilien enthält. Dies sind normalerweise Muschel- und Skelettfossilien der Organismen, die den Kalkstein produziert haben.
Lithographischer Kalkstein: Ein dichter Kalkstein mit einer sehr feinen und sehr gleichmäßigen Körnung, der in dünnen Schichten vorkommt, die sich leicht trennen und eine sehr glatte Oberfläche bilden. In den späten 1700er Jahren wurde ein Druckverfahren (Lithografie) entwickelt, um Bilder zu reproduzieren, indem sie mit einer Tinte auf Ölbasis auf den Stein gezeichnet und dann mit diesem Stein mehrere Kopien des Bildes gepresst wurden.
Oolitischer Kalkstein: Ein Kalkstein, der hauptsächlich aus Kalziumkarbonat-Ooliten besteht, kleinen Kugeln, die durch konzentrisches Ausfällen von Kalziumkarbonat auf Sandkörnern oder Schalenfragmenten gebildet werden.
Travertin: Ein Kalkstein, der sich durch Verdunstungsniederschlag bildet, häufig in einer Höhle, um Formationen wie Stalaktiten, Stalagmiten und Flowstone zu bilden.
Tuff: Ein Kalkstein, der durch Ausfällung von kalziumhaltigem Wasser an einer heißen Quelle, einem Seeufer oder an einem anderen Ort entsteht.

Krinoider Kalkstein: Ein Kalkstein, der eine bedeutende Menge an crinoiden Fossilien enthält. Krinoide sind Organismen, die die Morphologie einer Stängelpflanze haben, aber tatsächlich Tiere sind. Selten haben crinoide und andere Arten von Kalkstein die Fähigkeit, eine helle Politur zu akzeptieren und interessante Farben zu haben. Diese Exemplare können zu ungewöhnlichen organischen Edelsteinen verarbeitet werden. Dieser Cabochon ist ungefähr 39 Millimeter im Quadrat und wurde aus in China gefundenem Material geschnitten.

Sandähnlicher Kalkstein: Dieses Bild ist eine mikroskopische Ansicht einer polierten Oberfläche des Loyalhanna-Kalksteins aus Fayette County, Pennsylvania. Die Loyalhanna ist ein kalkhaltiger Sandstein aus dem späten Mississippi bis zum sandigen Kalkstein, der aus kieselsäurehaltigen Sandkörnern besteht, die in eine Kalziumkarbonatmatrix eingebettet oder von einem Kalziumkarbonatzement gebunden sind. Es ist mit Merkmalen übersät, die Geologen dazu veranlasst haben, sich zu streiten, ob es aus Meeresbarren oder aus Äolischen Dünen stammt. Diese Ansicht zeigt etwa einen Zentimeter Fels zwischen gegenüberliegenden Ecken des Fotos mit Sandkörnern von etwa 1/2 Millimeter Durchmesser. Die Loyalhanna wird als rutschhemmendes Aggregat geschätzt. Wenn es zur Herstellung von Betonpflaster verwendet wird, sorgen Sandkörner in Aggregatpartikeln, die auf einer nassen Fahrbahnoberfläche freiliegen, für Traktion der Reifen und verleihen der Fahrbahn eine rutschhemmende Qualität.

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Verwendung von Kalkstein

Kalkstein ist ein Gestein mit einer enormen Nutzungsvielfalt. Es könnte der eine Stein sein, der mehr als jeder andere benutzt wird. Der meiste Kalkstein wird zu Schotter verarbeitet und als Baumaterial verwendet. Es wird als Schotter für Straßen- und Eisenbahnschotter verwendet. Es wird als Zuschlagstoff in Beton eingesetzt. Es wird in einem Ofen mit zerkleinertem Schiefer gebrannt, um Zement herzustellen.

Einige Kalksteinsorten eignen sich gut für diese Zwecke, da es sich um feste, dichte Gesteine ​​mit wenigen Porenräumen handelt. Diese Eigenschaften ermöglichen eine gute Beständigkeit gegen Abrieb und Gefrieren und Auftauen. Obwohl Kalkstein bei diesen Einsätzen nicht so gut funktioniert wie einige der härteren Silikatgesteine, ist er viel einfacher abzubauen und verschleißt Bergbaumaschinen, Brecher, Siebe und die Betten der Fahrzeuge, die ihn transportieren, nicht in gleichem Maße .

Einige zusätzliche, aber auch wichtige Verwendungen von Kalkstein sind:

Maßstein: Kalkstein wird häufig in Blöcke und Platten mit bestimmten Abmessungen geschnitten, um im Bauwesen und in der Architektur verwendet zu werden. Es wird für Verblendsteine, Bodenfliesen, Treppenstufen, Fensterbänke und viele andere Zwecke verwendet.
Dachgranulat: Auf eine feine Partikelgröße zerkleinert, wird zerkleinerter Kalkstein als witterungs- und hitzebeständige Beschichtung von mit Asphalt imprägnierten Schindeln und Dächern verwendet. Es wird auch als Decklack auf bebauten Dächern verwendet.
Flussstein: Der zerkleinerte Kalkstein wird zum Schmelzen und für andere Metallveredelungsprozesse verwendet. In der Schmelzwärme verbindet sich Kalkstein mit Verunreinigungen und kann als Schlacke aus dem Prozess entfernt werden.
Portland-Zement: Kalkstein wird in einem Ofen mit Schiefer, Sand und anderen Materialien erhitzt und zu einem Pulver gemahlen, das nach dem Mischen mit Wasser aushärtet.
AgLime: Calciumcarbonat ist eines der kostengünstigsten Säureneutralisationsmittel. Kalkstein wird beim Zerkleinern zu sandgroßen oder kleineren Partikeln zu einem wirksamen Material für die Behandlung saurer Böden. Es ist weit verbreitet in landwirtschaftlichen Betrieben auf der ganzen Welt.
Limette: Wenn Calciumcarbonat (CaC03) in einem Ofen auf hohe Temperatur erhitzt wird, werden die Produkte eine Freisetzung von Kohlendioxidgas (CO2) und Calciumoxid (CaO). Das Calciumoxid ist ein starkes Säureneutralisationsmittel. In der Landwirtschaft wird es häufig als Bodenbehandlungsmittel (schneller als Aglim) und in der chemischen Industrie als Säureneutralisationsmittel eingesetzt.
Tierfutterfüller: Hühner benötigen Calciumcarbonat, um starke Eierschalen zu produzieren. Daher wird ihnen Calciumcarbonat häufig als Nahrungsergänzungsmittel in Form von "Hühnergrieß" angeboten. Es wird auch dem Futter einiger Milchkühe zugesetzt, die große Mengen an Kalzium ersetzen müssen, die beim Melken des Tieres verloren gehen.
Minensicherheitsstaub: Auch als "Gesteinsstaub" bekannt. Pulverisierter Kalkstein ist ein weißes Pulver, das in einer unterirdischen Mine auf freiliegende Kohleoberflächen gesprüht werden kann. Diese Beschichtung verbessert die Beleuchtung und verringert die Menge an Kohlestaub, die durch die Aktivität aufgewirbelt und in die Luft freigesetzt wird. Dies verbessert die Atemluft und verringert die Explosionsgefahr durch in der Luft schwebende Partikel von brennbarem Kohlenstaub.

Kalkstein hat viele andere Verwendungen. Pulverförmiger Kalkstein wird als Füllstoff für Papier, Farbe, Gummi und Kunststoffe verwendet. Kalksteinmehl wird als Filterstein in der betriebseigenen Abwasserentsorgung eingesetzt. In vielen Kohleverbrennungsanlagen wird pulverisierter Kalkstein auch als Sorbens (eine Substanz, die Schadstoffe aufnimmt) verwendet.

Kalkstein ist nicht überall zu finden. Es kommt nur in Gebieten vor, die von Sedimentgesteinen unterlegt sind. Kalkstein wird in anderen Bereichen benötigt und ist so wichtig, dass Käufer den fünffachen Wert des Steins als Liefergebühr zahlen, damit Kalkstein in ihrem Projekt oder Prozess verwendet werden kann.

Schau das Video: Vom Kalkstein zum Zement (Juli 2020).