Calcitkristalle im Kalkstein EarthCache
Calcitkristalle im Kalkstein
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Terrain:
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Size: 
(other)
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Mit diesem Earthcache möchte ich euch auf einen interessanten Parkplatz aufmerksam machen. Ihr fragt euch nun sicher, was an einem gewöhnlichen Parkplatz so interessant sein soll. Auf den ersten Blick liegen hier nur eine Menge großer unförmiger Steine herum. Es handelt sich dabei um Steinblöcke aus dem Tagebau südlich von Elbingerode. Erst bei näherem Betrachten erkennt man ihre Besonderheit: Sie sind großflächig von kristallisierten Calcitmineralen durchsetzt, welche idealtypisch als Spaltrhomboeder ausgebildet sind. Für die Kalksteinindustrie sind derartig mit Calcitgängen durchsetzte Partien unbrauchbar und stellen Abraum dar, für uns sind sie dafür umso schöner anzusehen. Der Cache ist jederzeit machbar (außer bei hohem Schnee), mit Taschenlampen auch nachts. Ihr benötigt hier eine UV-Lampe!
Ihr befindet euch im Naturschutzgebiet. Die offiziellen Wege müssen nicht verlassen werden.
Kalkstein ist ein dichtes bis grobkörniges Sedimentgestein, das zu mindestens 80% aus Calcit (Kalkspat) besteht. Viele Kalksteine entstehen in Flachmeerbereichen, wobei aus übersättigten Lösungen Calcit und Dolomit ausfallen. Sie treten in großer struktureller Vielfalt und Variationsbreite auf. In vielen Kalksteinen findet man Fossilien und Fossilienreste.
Calcit ist chemisch gesehen Calciumcarbonat, also ein Calcium-Salz der Kohlensäure. Es ist ein Mineral sedimentären Ursprungs und kommt weltweit vor. Primär, wie im Fall dieser Kalksteinblöcke, entwickeln sich hydrothermal gebildete Kristalle in Gesteinshohlräumen, Klüften und Erzgängen, sowie Ausscheidungen an heißen vulkanischen Quellen. Hauptsächlich entsteht Calcit aber sekundär bei der Bildung chemischer oder biogener Kalksteine, wo er gesteinsbildend auftritt. Tertiär tritt Calcit auch als metamorpher Marmor auf. Tropfsteine bestehen ebenso aus Calcit. Weiterhin ist Calcit mineralischer Bestandteil vieler Gesteine und kommt beispielsweise in Rogenstein, Grün- und Blauschiefer, Lapislazuli, Versteinertem Holz, Muschelkalk, Diabas und Dolomit vor.
Eigenschaften von Calcit
Calcit ist das formenreichste Mineral in der Natur, macht einen Masseanteil von ca. 4 Prozent der Erdkruste aus und ist der mineralische Hauptbestandteil von Sedimentgesteinen. Aber auch in magmatischen und metamorphen Gesteinen findet man es häufig. Es existieren tausende Flächenkombinationen, wobei die Kristalle häufig zu Zwillingen oder Viellingen heranwachsen.
Das Rhomboeder findet sich in der Natur als Kristallform und auf atomarer Ebene in Kristallstrukturen wieder. Es ist von 6 Rauten begrenzt. Beim Zerschlagen von Calciten spalten sich die Bruchstücke immer in der Form des Rhomboeders. Rhomboeder sind die am häufigsten beobachteten Calcitformen. Die Steilheit der Flächen und der Winkel können sich unterscheiden.
Calcit ist ein farbloses bis milchig-weißes, durchscheinendes bis durchsichtiges Mineral. Mit einer Mohshärte von 3 ist es deutlich weicher als Feldspat oder Quarz, in saurem Wasser löslich und im Vergleich zu anderen Mineralien der Verwitterung gegenüber kaum resistent. Calcit besitzt eine höchst vollkommene Spaltbarkeit.
Sowohl eingeschlossene anorganische als auch organische Bestandteile in unterschiedlicher Menge führen zu farblichen Variationen. Verschiedenste Beimengungen kommen vor. Dabei färben beispielsweise Zink, Blei, Kohle braun, grau bis schwarz; Eisen gelblich, rot oder braun; Mangan rosa, grau bis schwarz und Kobalt violett.
Als Fluoreszenz bezeichnet man die Eigenschaft von Mineralien, nach Anregung mit z.B. UV-Licht, spontan zu leuchten. Beim Abschalten der Lichtquelle erfolgt kein Nachleuchten. Bekannt sind verschiedene Farbreaktionen von Calcit auf UV-Licht. Es können also bei Calciten je nach Beimengungen unterschiedliche Fluoreszenz- Farben auftreten (rosa, grünlich, weiß), Spuren von Mangan erzeugen intensive Rotfärbung. Allerdings zeigt nicht jeder Calcit fluoreszierende Eigenschaften.
Charakteristisch für Calcitkristalle ist auch eine besonders hohe Doppelbrechung. Licht, das nicht entlang der optischen Achse des Kristalls einfällt, wird in zwei Lichtbündel aufgespalten, einen ordentlichen und einen außerordentlichen. Für diese beiden Strahlen gilt auf Grund unterschiedlicher Polarisationsrichtungen eine andere Brechzahl. Dies zeigt sich darin, dass bei einem bestimmten Blickwinkel jedes durch einen klaren Kristall beobachtete Objekt doppelt erscheint, eine zur Identifikation von Calcit sehr hilfreiche Eigenschaft, daher auch der häufige Name Doppelspat. Diese Eigenschaft lässt sich an den hier befindlichen Calciten nicht beobachten, da sie nicht durchsichtig, sondern milchig sind.
Schaut euch die Kalksteinblöcke auf dem Parkplatz genau an und beantwortet dann bitte vor dem Loggen folgende Fragen:
1. An den Koordinaten findet ihr den Stein auf dem obersten linken Listingfoto (links vom Tisch). Wieviel Prozent seiner Oberfläche ist schätzungsweise von Calcitkristallen bedeckt?
2. Findet ihr an diesem oder an den anderen Steinen auch andersfarbige als nur milchig- weiße Calcitkristalle? Wenn ja, welche und durch welche Beimengungen könnten diese Färbungen entstanden sein?
3. Überprüft an mehreren Steinen mit eurer UV-Lampe, ob die Kristalle fluoreszierende Eigenschaften besitzen.
4. Wie fühlen sich die Spaltflächen, also die Oberfläche der Kristalle, an: eher rauh oder glatt?
Schickt eine Mail mit euren Antworten an mich! Nach dem Absenden der Antworten könnt ihr gleich loggen. Falls etwas nicht in Ordnung ist, melde ich mich. Ihr braucht nicht die Logfreigabe abwarten! Ich wünsche euch viel Spaß bei dieser geologischen Entdeckungsreise!
Quellen: Buch: Nördlicher Mittelharz Geologische Vielfalt rund um den Brocken, wikipedia, Steine-Wiki.de, e-lms.de, mineralienatlas.de, Chemie.de, steine-und-mineralien.de, eigene Fotos und Skizze
Additional Hints
(No hints available.)