mészkő

Dachsteini mészkő, az északi mészkő-Alpok fáciesei
Mészkő raktárral a Bajorország és Ausztria határán fekvő Kleiner Barmsteinnél

Mivel a mészkő üledékes kőzetek jelentik elsősorban a kémiai anyagot , létezik kalcium-karbonát (CaCO 3 ) ásványi anyagok formájában, kalcit és aragonit formájában .

A mészkő rendkívül változó kőzet; ez mind kialakulására, mind tulajdonságaira, megjelenésére és gazdasági használhatóságára vonatkozik. Ezért van egy saját, a geológián belüli szakterülete, a karbonátos üledéktan , amely kizárólag a különféle mészkövek kialakulásával és tulajdonságokkal foglalkozik. A legtöbb mészkő biogén eredetű (élőlények által alkotott), de vannak kémiailag kicsapódott és klasztikus mészkövek is.

A mészkő gazdasági jelentőséggel bír, mint az építőipar alapanyaga és természetes kő . Az ilyen lerakódások a kőolaj és a földgáz tároló kőzetei is .

Conversion kőzetek , mint például a márvány és a magmás kőzetek , mint például kalcit carbonatite nem számít között a mészkövek a szűkebb értelemben vett , bár ezek is túlnyomórészt állnak kalcit vagy más kalcium-karbonátok .

Pontosítás

A hét nővér az angol déli krétaparton

A mészkő kifejezést a köznyelvben, valamint a műszaki és tudományos terminológiában használják, de másként. Míg a kifejezést viszonylag átfogóan használják a tudományos nyelvben, és az erősen megszilárdult mészkövek mellett viszonylag omladozó kőzetek, például kréta is hozzárendelhető a mészkövekhez, az építőanyagiparban ez a kifejezés inkább az erősen megszilárdult mészkövekre korlátozódik.

Továbbá, a kőfaragó és faragás kereskedelem és a természetes kő ipar, polírozható mészkövek gyakran nevezik „márvány”, bár vannak nem golyók a geológiai értelemben . A márvány metamorf kőzet a geotudományokban .

Büdös mész (Zechstein, Marsberg )

fogalmazás

Mészkő főleg az ásványi anyagok kalcit és aragonit , két kristályosodási formája a kalcium-karbonát ( karbonát kalcium- CaCO 3 ). Más ásványok többé-kevésbé ingadozó arányban fordulnak elő. Ide tartoznak az agyagásványok , a dolomit (CaMg (CO 3 ) 2 ), a kvarc , a gipsz és mások. Ha a dolomit aránya túlsúlyban van, akkor dolomitkőről beszélünk . Ha a mészkőben viszonylag magas az agyagásványok aránya, akkor márgának hívják . A mészkő akár több százalékos szerves anyagot is tartalmazhat, majd bitumenes mésznek nevezik (büdös mésznek is nevezik, ha hidrogén-szulfid van jelen).

jellemzők

A mészkő általában világos, fehér vagy okker színű, a mangán , a vas-oxidok és más színes ásványok tartalmától függően .

A keménység szerinti Mohs = 3, mészkő viszonylag puha.

A sűrű (= nem porózus) mészkő sűrűsége 2,6-2,9 kg / dm 3 .

Mészkő képződése

A mészkő többféle lehet az üledékes kőzeteken belül . A mészkő túlnyomó része biogén eredetű, ami azt jelenti, hogy élőlények hozták létre és rakják le. A vízkő kémiai folyamatokkal is kicsapódhat a vízből (amit viszont az élőlények befolyásolhatnak) . Ezenkívül egy kalcium-karbonátból (mészkőből vagy márványból) álló kőzet eltávolítható, szállítható és újra elhelyezhető egy másik helyen, mint klasztikus üledék.

Biogén mészkő

Mészkő a devonból

Ha biogén eredetű, a mészkövet leginkább mikroorganizmusok vagy köves korallok rakják le . Mészkő is alárendeltnek található, amely főleg csigákból , kagylókból vagy szivacsokból áll . Mindenesetre a kőzet kalcium-karbonátból áll, amely az élőlények alkotóeleme volt, és amelyet külső vagy belső csontvázak építéséhez raktak le.

A mikroorganizmusok által lerakódott mészkő

A mikroorganizmusok - beleértve a krétát is - lerakódott mészkövek általában finom, mikrokristályos üledékes kőzetek , amelyek fosszilis mikroorganizmusok héjának , elsősorban kokcolithoforok kokolitjai és foraminifera héjai lerakódásakor keletkeznek . A mészelválasztó algák és baktériumok ( sztromatolitok ) szintén kőzetet képezhetnek. Gyakran masszív felépítésük miatt tömeges mészkőnek is nevezik őket . A kőzetben megtalálható a kicsapódott kalcit is , így áramlási átmenetek folynak a kicsapódott mészkő felé. A makrofosszíliák szabad szemmel láthatók, többé-kevésbé gyakran, és gyakran szűken meghatározott helyekhez vannak kötve, amelyek így jelzik az átmeneti szakaszokat a fosszilis mészkőhöz.

A kőzet akkor keletkezik, amikor a héjak az élőlény halála után a fenékre süllyednek, és kezdetben mésziszapként képződnek. A mésziszap csak bizonyos mélységig képződhet a nyílt óceánon. Az úgynevezett karbonát-kompenzációs vonal alatt a kalcium-karbonát a víznyomás miatt teljesen feloldódik, így az e vonal alatti üledékek mindig karbonátmentesek. A karbonát-kompenzációs vonal mélysége változó; a trópusokon például 4500 és 5000 méter közötti vízmélység.

Az iszap diagenesisével ezután szilárd mészkő keletkezik. A megszilárdulás során új kalcitkristályok keletkeznek. Az eredetileg jelen lévő aragonit nagy része kalcittá alakul. Az üregeket később (másodlagos) képződött kristályokkal lehet kitölteni, vagy a meglévő üledékszerkezetek erős átkristályosítással többé-kevésbé teljesen elmosódhatnak.

Fosszilis mészkő

Adnet márvány, zátony mészkő korall alapanyaggal, Ausztria
Adneter csepp márvány, korall mészkő
Vörös mészkő krinoidokkal

Fosszilis mészkőnek nevezik azokat a sziklákat vagy rétegeket, amelyek egyébként masszív mészköveken belül találhatók, amelyek javarészt szabad szemmel látható kövületekből állnak. A korallmészkövek világszerte a legelterjedtebbek , mivel növekedésük a korallzátonyokon jelentős kőzetvastagságot eredményezhet. Más, gyakran Fossilkalke neve után (fő) szikla képzők Molluskenkalk , lyukacsos (szintén nummulites ) Brachiopodenkalk , Bryozoan , Goniatitenkalk , Crinoidenkalk vagy más állati csoportok. A Nullipore mész mészelválasztó , többsejtű algákból származik. ROCK készült kagyló kagyló hívják kagyló mészkő , vagy ha a szerkezet nagyon jól látható, kagyló Schill .

A mészkőben megőrzött kövületekkel megkülönböztetik a közösségeket és a temetkezési közösségeket . A biológiai közösségek a helyszínen előforduló organizmusokat reprezentálják, és haláluk után azonnal az üledékbe ágyazódnak, vagy már a földön élő élőlényként vannak beágyazva. A sírközösségeket áramlatok és más szállító mechanizmusok szállítják, és ismét megfelelő helyre rakják le (pl. Patak árnyéka). A benne található lények többnyire nem éltek biotópot .

Míg a korall- és más zátonymészkék már elég szilárd mészkövek, addig a többi fosszilis mészkő először a fent tárgyalt tömegmészkőhöz hasonló diagenetikus keményedésen megy keresztül. Az ezt követő átkristályosítással az összes fosszilis mészkő jelentősen megváltozhat, beleértve a zátony mészkövet is.

Kémiailag és biogénileg kicsapódott mészkő

Szinterelt mészlerakódás egy római vízvezetékből; A különböző vastagságú, de sűrű szinterezett rétegek (átlagosan 1 mm / év) jól láthatóak.

A természetben előforduló víz (mind a tenger, mind az édesvíz) mindig többé-kevésbé nagy mennyiségben tartalmaz kalcium-hidrogén-karbonátot . Amint az erről az anyagról a kapcsolódó cikkben leírtuk, kémiai egyensúlyban van kalcium-karbonáttal, szén-dioxiddal és vízzel. Ha több kalcium-karbonát kerül a vízbe (de nincs több szén-dioxid, ami a hidrogén-karbonát képződésének előfeltétele), akkor az egyensúly a kalcium-karbonát oldalára tolódik, amely alacsony vízoldhatósága miatt kicsapódik . Az így előállított kalcium-karbonát korábban nem volt az élőlények alkotóeleme. A mészkő tehát része lehet az evaporit sorozatnak . A mészkő a párolgási szekvencián belül fordul elő, mivel a kalcium-karbonát viszonylag alacsonyan oldódik a kőzetek sorozatának tövében. Ő az első, akit letétbe helyeztek. Ezt általában gipsz követi, fölötte pedig a könnyen oldódó sókőzetek, például a kősó . A tengerben a kalcitkristályok csak a legfelső 200 m-en rakódhatnak le, mivel a szén-dioxidra való oldhatóság nagyobb mélységekben növekszik a növekvő víznyomás következtében, és a fent említett kémiai egyensúly teljesen a könnyen oldódó kalcium-hidrogén oldalára tolódik karbonát. A kalcitkristályok azonban leereszkedhetnek az így meghatározott karbonát- kompenzációs vonalig.

A kalcium-karbonát kicsapása teljesen megtörténhet az élőlények részvétele nélkül, de leginkább az élőlények (különösen az algák, az édesvízben is a mohák) aktivitása támogatja. A növények fotoszintézise a víz szén-dioxidját emészti fel, ezáltal a fent említett kémiai egyensúly a kalcium-karbonát oldalára is elmozdul, amely mára egyre inkább kalcitként csapódik ki az oldatból.

A kalcit kicsapása mind a vízoszlopon belül, mind a víztestek alján közvetlenül a felszínen történik. Az első esetben a víztestben mikroszkopikus kristályok képződnek , amelyek a fenékig süllyednek, és ott mésziszapot is képeznek. Diagenesisük ezután szilárd mészkövet eredményez. A második esetben a kalcitkristályok közvetlenül a víz fenekén lévő többi kristályra nőnek, így az áramló vízben is megtelepedhetnek. Ez a mechanizmus szükséges kialakulásának travertin vagy mészkő tufa .

A kémiailag kicsapódott mészkövek közé tartoznak a meszes oolitok is , amelyekben a karbonátos lerakódás koncentráltan megy végbe a kristályosodási magok körül.

Klasztikus mészkövek

Zár-megjelöl-ból Marès , egy Mallarca-szigetről származó calcarenite

Bizonyos körülmények között a klasztikus üledékes kőzetek szinte teljes egészében kalcium-karbonátból állnak, és ezután általában mészkőnek nevezik őket. Szigorúan véve ezeket a klasszikus üledékek egyik kategóriájába kell sorolni. Ezeknek az üledékeknek általában nagy a szemcsemérete, mivel a kisebb részecskék gyorsan elpusztítják a karbonátot. Hasonlóképpen, az alacsony mechanikai és kémiai ellenállás miatt a szemeket általában csak rövid távolságokon szállították. A legelterjedtebbek az úgynevezett zátonylejtésű brecciák, amelyekben a korallzátonyok tövében törött, többnyire szögletes zátonyanyag halmozódik fel. Petrográfiailag inkább breccia, mint mészkő. Különleges eset a kalcarenit , amelyben a fosszilis töredékek keverednek más mészkő töredékeivel, amelyek a tengeri sekély vízzónákban keletkeztek. Bizonyos esetekben még finomabb szemcsés mikritikus tömeg köti meg a kis klasztereket.

A klasszikus mészkövek osztályozása (az átlagos szemcseméret szerint):

Kinézet

Sűrű vörös mészkő

A legtöbb esetben a mészkövek világosak, szürke vagy szürke-sárga színűek. Más ásványi anyagok (például vasvegyületek) hozzáadása miatt az erősebb, különösen a vörös szín elég gyakran megjelenik. A bitumenes mészkék sötétszürke vagy fekete színűek is lehetnek. A kémiailag kicsapódott vagy a mikroorganizmusok által lerakódott mészkövek általában finomszemcsések és sűrűek. A képződési körülményektől függően többé-kevésbé ritkán találhatók meg kövületek. A fosszilis mészkőben viszont számos könnyen felismerhető kövület található. Ezek a mészkövek gyakran tartalmaznak pórusokat és más üregeket. A rendkívül nagy üregek édesvízi mészkövet, travertint vagy tufát tartalmaznak.

Karsteter Dachstein mészkő , Kehlstein (Berchtesgaden)

ID

A természetben a mészkövet 10% -os sósavval detektálják. Ha ez sör, akkor mészkő. Ezzel szemben a dolomit csak akkor főz, ha a sósavat felmelegítik.

A gyakorlatban a mészkövet 10% -os sósav felhasználásával detektálják az úgynevezett karbonát tesztben (mészpróba). Ha egy csepp sósavat teszünk egy mészkőre, az erősen fel fog forrni. Szén-dioxid szabadul fel. A dolomit esetében ugyanaz a kísérlet nem hoz pezsgést. A buborékok képződése a dolomitban csak nagyító alatt látható. Ha sósavat adnak a dolomithoz, az ordítani is fog. Ezzel a mészkő egyszerű módszerrel elválasztható a dolomittól a természetben, és egyértelműen meghatározható a mészkő. Az üledékes kőzet (vagy meszes talaj) teljes kalcium-karbonát-tartalmát a laboratórium speciális berendezésével Scheibler szerint úgynevezett karbonát-meghatározással lehet meghatározni.

A mészkő mállása

Karszt és édesvízi mészkő

A karbonát viszonylag jó oldhatósága miatt a mészkő olyan kőzet, amely viszonylag érzékeny a kémiai időjárásra , ezért speciális oldatformákat képez. Ezzel szemben az oldott karbonát ismét kicsapódhat, és speciális kőzetek és formák (tufa, mészkő , travertin) is keletkezhetnek. Mindkettőt karszt vagy karszt kifejezés alatt foglaljuk össze.

Az időjárásnak kitett mészkőn, a rendzinán jellegzetes talajtípus alakul ki . Ha a mészkő a föld alatt van, barlangok jönnek létre . A cseppkőbarlangok különböző tényezők kölcsönhatásában alakulnak ki . A cseppkövek ezekben a barlangokban nőni, mint a mészkő zsugorodás .

Fizikai időjárás

A mészkő fagyállósága. Az orjen-i Hochkarst felső kréta mennyezete

Mészkő időjárás a szubarktikus és sarkvidéki éghajlaton, valamint a magas hegyekben fagyrobbantással könnyen kataklasztikus brecciákat képez. A törékeny kő hajlamos a váltakozó fagyokra és a magas páratartalomra. Idősödik periglaciális rétegekig, mivel a közelmúltban a mészkő magas hegyekben, ritkábban pedig a sarkvidéki szélességi sík területeken találhatók meg. A periglaciális mészkő törmelék az északi lejtőkön vagy árnyékolt üregekben gyűlik össze; szögletes, és az éghajlat miatt alig mutat kémiai időjárási jeleket. A magas hegységben található mész törmeléket a növények csak akkor gyarmatosítják, ha megnyugodtak. Ezek egymást követik, amely az Alpokban vagy a mészkőtörmelék, vagy a mészkő hóvölgyi flóra felett vezet az espalier bokrok felett a hegyi fenyő bokrokig.

Gazdasági felhasználás

Mészkő, mint építőanyag
Mészkőbánya Szardínián
Bay Gislöv a helyi mészkő sziklák, felismerhetően kőbánya a malomkő használtak

Tulajdonságaitól függően a mészkövek rendkívül sokoldalúak. Mindenekelőtt a sűrű mészköveket használják könnyen megmunkálható természetes kövekként .

A mészkő az építőanyagipar egyik legfontosabb alapanyaga. Ahhoz, hogy ezt ez, dolgozzák mészégetők alakítunk égetett . A lerakódástól függően a mészkő kinetikája, energiafogyasztása és az ebből adódó mészminőség szempontjából másként viselkedik, amikor elégetik. Vagy őröljük és összekeverjük agyaggal, cementre égetve, amely a beton (cement, víz és adalékanyagok , például homok és kavics keveréke) előállításához kötőanyag . A mészkövet az üvegiparban is használják, mert kalciumot visz be az üvegolvadékba.

A mészkövet karbonátként használják a füstgáz kéntelenítéséhez . Finoman őrölt mészkövet használnak a mezőgazdaságban és a vízgazdálkodásban, hogy megakadályozzák a talaj és a víz elsavasodását . A kalciumvegyületet adalékként használják az üvegiparban és salakképződéshez a kohászati ​​iparban. Ennek az összetételnek köszönhetően a mészkövet műtrágyaként is használják .

A nagyon tiszta mészkő (fehér mész) a vegyipar alapanyaga, vagy terrazzóvá (Ulmer fehér mész) dolgozza fel.

A porózus mészkövek, különösen a fosszilis mészkő, a nyersolaj és a földgáz egyik legfontosabb raktárköve . Az Arab-félsziget földön a leggazdagabb kőolajlelőhelyek a jura és a kréta korszakokban kialakult zátonymészkőben találhatók . Ezért használják a mészkövet indikátorként a betétek felkutatásakor.

A gyengébb minőségű mészkő, melyet általában hulladékának tekintik, már egyre gyakrabban használják a gyártás kőpapír az elmúlt években .

Esemény

Általában

Kilátás a Mount Everest csúcspiramisára (kb. 1500 méterrel a tengerszint felett) nyugat felől, a felső részen jól látható sárga sávval. Beleértve az North Col Formation sötét paláit. A sárga sáv felett, viszonylag világosszürke színben a Qomolangma képződés mészkője.

A mészkövek nagyon gyakori kőzetek a kontinensen és a polcokon. Paul Williams és Derek Ford szerint a karbonátos kövek a nem jeges földterület 10-15% -át foglalják el. Megtalálhatók mind a viszonylag régi geológiai táblákon, mind a geológiailag fiatal hegyekben . A nagyon ősi pajzsokban és a mélytengeri medencékben azonban visszahúzódnak. A mészkő nagy része eredetileg a (sekély) tengerben képződött, és tektonikai folyamatokkal emelte a tengerszint fölé. A szárazföldi mészkövek (amelyek a szárazföldön képződnek) szinte mindig régebbi mészkő-lerakódásokat igényelnek a közelben, amelyek a kalcium szállítási területéhez szükségesek. Például a türingiai tufa-lerakódások mindig kapcsolódnak a héjmészkőből származó mészkövek jelenlétéhez.

A mészkövek különösen elterjedtek az északi féltekén, míg a régi Gondwana kontinensen viszonylag kicsi a lerakódás, kivéve a széleiket, ahol szintén vannak kiterjedt, újabb kréta kori mészkősorozatok, például Ausztráliában a Nullarbor síkság. A karbonátok a földfelszín minden szélességén és magasságában megtalálhatók, Észak-Szibériától és a sarkvidéki kanadai pajzstól az Everestig, Floridáig és Pápua Új-Guineáig. A Mount Everest csúcsa főleg mészkőből készül.

Európa

Karren im Burren , kiterjedt karszt táj Írországban
Európa legerősebb mészsorozata a dináriusi karbonát platformon alakul ki. Felső kréta kori mészkő az Orjenben.

Közép-Európában Németország középső és déli részén nagy mennyiségű mészkő található (főleg a Muschelkalk és a Felső Jura mészkövei ), a svájci és a francia Jurában, valamint az északi és déli Alpokban . Továbbá a mészkövek jégkorszak törmelékeként is nagyon gyakran megtalálhatóak Észak-Németországban. A mészkő törmelék többnyire Svédország déli és középső részéből, valamint a Balti-tenger középső és északi medencéjéből származik.

Nagy tájak, amelyeket főleg mészkő jellemez, például a sváb és a frank alb , valamint az északi mészkő-Alpok vagy Dalmácia partjai . Németország leghíresebb bányászati ​​területe az Altmühltalban található, a solnhofeni és a jura mészkővel .

Jelentős travertin-lelőhelyek találhatók Németországban, például Stuttgart-Bad Cannstattban és a Türingiai-medencében (pl. Weimar-Ehringsdorf).

A kréta az európai krétaöv mentén számos helyen van kitéve. Az öv húzódik Great Britain keresztül Franciaországban a központi Balti-tenger és az is bányásznak helyeken.

Mészkő bányászott legalábbis, mivel a római antikvitás, például a sziget Brač (építőanyag Diocletianus palota a Splitben ). Németország egyik legrégebbi mészkőbányája a Brandenburgi történelmi Rüdersdorfi mészkőbánya , amely a ciszterciek munkájára nyúlik vissza a 13. században.

Egyiptom

Az ókori Egyiptomban a mészkövet az első dinasztia óta használták a mastaba sírok és a harmadik-hatodik dinasztiák piramisai számára . A kevésbé jó, többnyire porózus mészkövet használták az alapokhoz és a magszerkezetekhez, a többnyire fehér, finom mészkövet a Nílus keleti partjáról a Mokkatam és a Turából a külső burkolatokhoz. Az ókori egyiptomi mészkőbányák részletes meghatározását Dietrich Klemm és Rosemarie Klemm végezte .

A mészkő speciális formái

Szinterteraszok a törökországi Pamukkale-ban
A miocén mészkő Marès padjai a mallorcai Punta de n'Amer félsziget partján

Különleges fajták:

Édesvízi mészkő:

A természetes kő típusai

Lásd még

irodalom

  • Walter Maresch, Olaf Medenbach: Sziklák. (= Steinbach természeti útmutatója. ). Mosaik, München 1996, ISBN 3-576-10699-5 .
  • Rosemarie Klemm, Dietrich Klemm: Kövek és kőbányák az ókori Egyiptomban. Springer, Berlin 1993, ISBN 3-540-54685-5 .

internetes linkek

Commons : Mészkő  album képekkel, videókkal és hangfájlokkal
Wikiszótár: Kalkstein  - jelentésmagyarázatok, szóeredet, szinonimák, fordítások

Egyéni bizonyíték

  1. Mészkő ásványi profil steine-und-minerale.de, elérhető 2018. október 10-én.
  2. Hartmut Kainer: kapcsolásával hő- és anyagcsere kémiai kinetika a bomlása természetes karbonátok. Értekezés. Clausthal Műszaki Egyetem, 1982. december.
  3. A papír, amely valóban ringat. on: taz.de , hozzáférés : 2014. július 7.
  4. ^ Paul W. Williams, Derek C. Ford: A karbonátos kőzetek globális megzavarása. In: Karl-Heinz Pfeffer (Szerk.): Karsztlapok 18–21. A karsztjelenségek nemzetközi atlasza (= Journal of Geomorphology. Supplement 147. kötet). Gebrüder Bornträger, Berlin et al. 2006, ISBN 3-443-21147-X , 1-2.
  5. ^ Paul W. Williams, Derek C. Ford: A karbonátos kőzetek globális megzavarása. In: Karl-Heinz Pfeffer (Szerk.): Karsztlapok 18–21. A karsztjelenségek nemzetközi atlasza (= Journal of Geomorphology. Supplement 147. kötet). Gebrüder Bornträger, Berlin és mtsai 2006, ISBN 3-443-21147-X , 1–2. O., Itt 2. o.
  6. ^ Dieter Arnold : Az egyiptomi építészet lexikona. Artemis és Winkler, München 1997, ISBN 3-7608-1099-3 , 119. o.
  7. Rosemarie Klemm, Dietrich D. Klemm: Kövek és kőbányák az ókori Egyiptomban. Springer, Berlin 1993, ISBN 3-540-54685-5 , 29-198.