Dolomit (Gestein)

Dolomit ist ein Karbonatgestein, das zu mindestens 90 Prozent aus dem Mineral Dolomit mit der chemischen Zusammensetzung CaMg(CO₃)₂ ("CaCO₃·MgCO₃") besteht. Bei geringeren Gehalten an Dolomit liegt ein dolomitischer Kalkstein vor. Es ist im Idealfall weiß, häufig aber elfenbeinfarben, hellgrau, graugelb oder grüngrau.

Eigenschaften, Diagnose

Dolomitsteine sind im Vergleich zum chemisch verwandten Kalkstein etwas härter, aber sehr viel spröder. Da das Mineral (wie Calcit) sehr stark doppelbrechend ist, wirken die Gesteine hellfarbig und nicht durchscheinend (opak), ähnlich wie auch Kalksteine. Ein erster Hinweis auf Dolomit ergibt sich aus einer splittrigen Felsoberfläche, zumindest wenn diese nicht bearbeitet wurde. Dieses Fehlen von glattgewaschenen Flächen ist ein Gegensatz zum Kalkstein. Vom Freilandgeologen diagnostiziert werden sie durch ihre sehr langsam ablaufende Reaktion mit Säure. Ein Tropfen Salzsäure (Empfehlung: 5 bis 10 %ig) entwickelt nur langsam kleine Gasbläschen von Kohlensäure; in der Kälte dauert die Reaktion stundenlang; im Gegensatz zum Kalk, der sich unter heftigem Zischen (Kohlensäurebläschen) in einigen Sekunden löst. Siehe auch Dolomit (Mineral). Durch die langsame Reaktionsgeschwindigkeit bildet Dolomitgestein Karsterscheinungen in wesentlich geringerem Maße und von anderer Art als Kalkstein.

Will man in einem Mischgestein aus Kalk und Dolomit die unterschiedlichen Materialien sichtbar machen, empfiehlt sich eine Färbung mit Reagenzien, die nur auf Magnesium ihre Farbe ändern. Ein Beispiel hierfür ist etwa die Alizarinsulfonsäure Natriumsalz ("Alizarin S").

In der Literatur wird oft von einem "zuckerkörnigen" Aussehen gesprochen. Das bezieht sich auf den Aufbau aus feinen Kriställchen, die jedoch weit feinkörniger als der heute übliche Handelszucker sind, aber grobkörniger als beim Kalkstein. Im Sonnenlicht kann man jedoch deren Spaltflächen glitzern sehen. Diese feine Kristallinität ist einer Umkristallisation während oder kurz nach der Sedimentation zuzuschreiben, bei der die Spuren von Fossilien praktisch verschwinden. Deshalb sind Dolomitgesteine im Allgemeinen sehr arm an Fossilien.

Entstehung

Dolomitgesteine sind entweder durch die primäre Ausfällung von Dolomit oder viel wahrscheinlicher durch die sekundäre Dolomitisierung von Kalkschlamm entstanden, siehe dazu der Aufsatz "dolomite" in der englischen Wikipedia (ETH Zürich). Hier wird durch neuere Forschungen die Bedeutung von Schwefelbakterien und Fäulnis für die Entstehung von Dolomit an rezenten Beispielen von Lagunen in Brasilien angegeben. Zusammengefasst könnte man das mit der Formel beschreiben: CaCO₃ + MgSO₄ + CH₄ = CaMg(CO₃)₂ + H₂O + H₂S. oder einfacher: MgSO₄ + CH₄ = MgCO₃ + H₂S + H₂O, wobei sich "MgCO₃" gleich mit dem schon vorhandenen Kalkschlamm zu Dolomit verbindet. "CH₄" steht hier stellvertretend für die organische Substanz. Das Magnesium stammt von eingedicktem Meerwasser; durch den Salzgehalt im Boden wird das Bodenwasser schwer und tauscht sich nicht mehr mit der Oberfläche aus; es findet also Sauerstoffaustausch nur noch durch Diffusion statt; die organische Substanz zerfällt unter Fäulnis.

Relativ häufig sind Riffgesteine dolomitisiert. Das mag teils an der Porosität des Riffes liegen, die selbst in größerer Versenkung eine Zirkulation der Lösungen ermöglicht; teilweise (zumindest bei Korallenriffen) auch daran daß der Korallenkalk aus dem instabilen Mineral Aragonit besteht, somit die Umwandlung leichter geht.

Vorkommen

Deutsche Vorkommen von Dolomitstein und dolomitischen Kalksteinen treten häufig in Verbindung mit Kalkstein auf, so in der Eifel, im Ostwestfälischen Bergland, im Sauerland, auf der Schwäbisch-Fränkischen Alb, am westlichen und südlichen Harzrand, im Thüringischen Schiefergebirge und den Lagen des Vorspessarts. Sehr mächtige Dolomitvorkommen finden sich in den Alpen, auch in den bayrischen Vorbergen, siehe Hauptdolomit.

Sorten

Deutsche Sorten: Kleinziegenfeld (dolomitischer Kalkstein) aus Oberfranken; Dietfurt, Wachenzeller Dolomit (Oberbayern); Salzhemmendorf (Ostwestfälisches Bergland); Nüxei (Harz/Südharz); Meskalith (Rheinland-Pfalz); Massenkalk (Bergisches Land, Sauerland); Hösbach-Rottenberg (Unterfranken) Zechsteindolomit. Hauptdolomit in den Alpen.

Ausländische Sorten: Libiaz (Polen).

Insel Saarema/Estland

Norwegen

Verwendung

Dolomit wird für Bodenbeläge aller Art und als Pflasterstein eingesetzt. Zerkleinert dient er vor allem auch als Zusatzstoff bei der Herstellung von Stahl in Hochöfen. Darüberhinaus ist er Hauptbestandteil von Mineralwolle und Technische Glase, Einsatz in Bodenstabilisierung sowie als Düngekalk für die Landwirtschaft. Pulverisierter Dolomit wurde einst als "Wiener Kalk" bezeichnet und als Scheuermittel verkauft; seine Härte ist gerade richtig, um Kalkbeläge abzukratzen, aber Glas und Porzellan unberührt zu lassen.

Dolomit wird für die Verschiedenen Einsatzbereiche auch gebrannt. Hierbei wird bei ca. 900 °C aus CaMg(CO₃)₂ - CaMgO₂ ("CaO·MgO"). Bei niedrigerer Brenntemperatur entsteht "halbgebrannter Dolomit" ("CaCO₃·MgO"), der in der Trinkwasseraufbereitung zur Entsäuerung (Bindung von überschüssigem CO₂) eingesetzt wird. Dabei reagiert vorzugsweise die MgO-Komponente.

Geschichte

Dolomit ist nach dem französischen Geologen Deodat de Dolomieu (1750 - 1801) benannt. Dolomieu machte eine Reise in die damals so genannten "Bleichen Berge" oder "monti pallidi" der Südalpen, im Bereich der Sprachgrenzen(Deutsch/Ladinisch/Italienisch). Nach seinen Vorinformationen würden diese Berge aus "Kalk" bestehen; er fand zunächst, daß sich das Gestein nur extrem langsam in Säure auflöste. Er ging dem Problem nach und fand, daß sich das Gestein, wie Kalk ein Karbonat, zu chemisch äquivalenten Anteilen aus "Kalkerde" (CaO) und "Magnesiaerde" (MgO) zusammensetzte (die Elemente waren damals noch nicht bekannt). Dolomieu wollte das neue Gestein zu Ehren seines Lehrers als "Saussurite" bezeichnen; bald darauf starb er aber selbst, und die Wissenschaftsgemeide benannte das Mineral und das Gestein nach ihm, so bekamen auch die Bleichen Berge der Südalpen seinen Namen.

Weblinks

Freie Universität Berlin: Vorlesung Chemische Sedimente

Gestein