Sedimentgesteine: Kalkstein, Sandstein, Fossilien und verwandte Steine
Sedimentgesteine entstehen durch Anhäufung und Verfestigung von Sedimenten: Körner, Schalen, Salze. Kalkstein, Sandstein, Kreide, Gips, versteinertes Holz, Ammolit und Stromatolith stammen daher.
Das Wichtigste
| Ursprung | Abgelagerte Sedimente, dann verdichtet und zementiert (Diagenese) |
|---|---|
| Drei große Familien | Klastisch, chemisch (Evaporite, Ausfällungen), biogen |
| Beispiele | Sandstein, Kalkstein, Kreide, Kohle, Gips, Halit, Feuerstein |
| Kennzeichen | Schichtung (Lagen) und häufig Fossilien |
| Verbreitung | Etwa drei Viertel der Kontinentoberfläche |
| Verwandte Steine | Versteinertes Holz, Ammolit, Stromatolith, Septarie, Gips, Travertin, Jaspis |
Vom Kiesel zum Sediment, vom Sediment zum Gestein
Gebirge, Regen, Wind und Wasser nagen an den Gesteinen: Das ist die Erosion. Die Trümmer (Körner, Ton, gelöste Stoffe) werden durch Flüsse, Wind und Eis transportiert und in einem See, einem Delta oder am Meeresboden abgelagert, wo sie sich schichtweise anhäufen: Das sind die Sedimente. Unter weiteren Schichten begraben, werden sie verdichtet (das Wasser wird ausgepresst) und durch Minerale zementiert, die sich zwischen den Körnern ausscheiden (Calcit, Kieselsäure, Eisenoxide). Dieser letzte Schritt, die Diagenese, macht sie zu festem Gestein. Der ganze Vorgang kann Tausende bis Millionen Jahre dauern.
Sedimentgesteine bedecken etwa drei Viertel der Kontinentoberfläche, bilden aber nur eine dünne Haut über dem Sockel aus magmatischen und metamorphen Gesteinen. Sie bewahren die Erinnerung an die Vergangenheit: Die ältesten Schichten liegen unten, nach einem Prinzip, das der Däne Nicolaus Steno 1669 formulierte (Lagerungsprinzip).
Drei große Familien
| Familie | Ursprung | Beispiele |
|---|---|---|
| Klastische (detritische) | Bruchstücke älterer Gesteine | Konglomerat und Brekzie (große Elemente, über 2 mm), Sandstein (Sand, 0,06 bis 2 mm), Schluffstein, Tonstein (sehr fein) |
| Chemische | Minerale, die aus gesättigtem Wasser ausfallen, oft durch Verdunstung | Halit (Steinsalz), Gips, Travertin, Seekalk |
| Biogene (organische) | Anhäufung von Skeletten, Schalen oder lebender Materie | Muschelkalk, Kreide (mikroskopische Algen), Kohle, Feuerstein (Kieselsäure aus Schwämmen und Radiolarien) |
Die Grenzen sind fließend: Die meisten Kalksteine sind zugleich biogen und chemisch. Die Korngröße folgt einer klassischen Skala: mehr als 2 mm für Kies, 0,06 bis 2 mm für Sand, 0,004 bis 0,06 mm für Schluff, weniger als 0,004 mm für Ton.
Steine aus Sedimentgesteinen
- Gips, Selenit, Alabaster, Wüstenrose: Evaporite, also Salze, die bei der Verdunstung salziger Gewässer zurückbleiben. Siehe Selenit und Wüstenrose.
- Travertin und „Onyxmarmor“: Calcit oder Aragonit, abgelagert von Quellen oder in Höhlen, in regelmäßigen Bändern. Mit Onyx, einem gebänderten Achat, hat er nichts zu tun.
- Versteinertes Holz: ein Baum, dessen Substanz Atom für Atom durch Kieselsäure ersetzt wurde, wobei die Jahresringe erhalten blieben. Siehe versteinertes Holz.
- Ammolit: fossile Ammonitenschale mit irisierendem Glanz (Aragonit), gewonnen in Schichten der Oberkreide, vor etwa 70 Millionen Jahren, in Alberta (Kanada). Siehe Ammolit.
- Stromatolith: eine geschichtete Struktur, die von Mikroorganismen (Cyanobakterien) aufgebaut wurde. Die ältesten, in Westaustralien, sind etwa 3,5 Milliarden Jahre alt, doch manche Datierungen sind umstritten. Siehe Stromatolith.
- Septarie: rissige Ton- und Kalkknollen, deren Spalten mit Calcit gefüllt sind. Siehe Septarie.
- Gagat: fossiles Holz, zu Lignit umgewandelt, eine organische Substanz. Bernstein: fossiles Harz. Keines von beiden ist ein Mineral. Siehe Gagat und Bernstein.
- Jaspise: kieselsäurereiche Gesteine, durch Eisenoxide gefärbt; ihr Ursprung kann sedimentär sein oder mit heißen Fluiden zusammenhängen, je nach Fundstätte.
Kalkstein, Kreide, Marmor: Verwandte
Kalkstein besteht überwiegend aus Calcit (CaCO3). Kreide ist eine weiche Varietät, aus mikroskopischen Algen gebildet (den Coccolithophoriden); Achtung: Die Schulkreide an der Tafel ist oft Gips. Wenn ein Kalkstein in der Tiefe erhitzt und unter Druck gesetzt wird, kristallisiert er zu Marmor um, einem metamorphen Gestein. Siehe die metamorphen Gesteine. Kalkstein lässt sich mit dem Messer ritzen (Härte des Calcits: 3) und löst sich in sauren Wässern auf, was Höhlen entstehen lässt.
Lothringen bietet ein regionales Beispiel: die „Minette“, ein Eisenerz mit kleinen runden Körnern (Oolithen), das sich im warmen, flachen Meer des Jura abgelagert hat.
Ein Sedimentgestein erkennen
- Sichtbare Schichten, manchmal gewellt, mit unterschiedlichen Farbtönen oder Korngrößen.
- Abgerundete Körner oder Schalen, die zusammenkleben (Sandstein, Muschelkalk).
- Fossilien: Schalen, Abdrücke, Pflanzenreste.
- Es bröckelt oder spaltet sich leichter in Platten als Granit.
Ein ungefährliches Experiment: Eine Eierschale besteht aus Calcit, wie Kalkstein. Legen Sie ein Stück Schale in ein Glas und gießen Sie etwas weißen Essig darüber: Feine Kohlendioxidbläschen erscheinen. Ein Quarzkiesel dagegen reagiert nicht. Machen Sie diesen Test nie an einem Stein, den Sie behalten möchten, denn Essig greift Calcit, Marmor und Malachit an.
Pflege und Vorsichtsmaßnahmen
Steine aus Sedimentgesteinen sind oft weich, porös und empfindlich gegenüber Wasser und Säuren: Selenit und Gips (löslich), Kalkstein (säureempfindlich), Ammolit (zerbrechlich, oft auf einem Träger verfestigt), versteinertes Holz (hart, aber spröde). Ein trockenes oder kaum feuchtes Tuch genügt. Siehe Steine auswählen und pflegen und Steine, die Wasser nicht vertragen. Fossilien unterliegen je nach Land außerdem Sammelregeln: Informieren Sie sich, bevor Sie in einem geschützten Gebiet etwas aufsammeln.
Häufige Fragen
Wie entsteht ein Sedimentgestein?
Durch Erosion, Transport und Ablagerung von Sedimenten, dann durch Verdichtung und Zementierung (Diagenese) über Millionen Jahre.
Was ist der Unterschied zwischen Kalkstein und Marmor?
Kalkstein ist ein Sedimentgestein. Marmor im geologischen Sinn ist ein durch Hitze und Druck rekristallisierter Kalkstein, also ein metamorphes Gestein.
Ist versteinertes Holz echtes Holz?
Nein: Die pflanzliche Substanz wurde durch Kieselsäure ersetzt, die die Jahresringe nachbildet. Es ist ein Mineral, das die Form des Holzes bewahrt hat.
Ist Sandstein hart?
Das hängt von seinem Bindemittel ab. Seine Quarzkörner sind hart (7), aber schlecht zementierter Sandstein bröckelt leicht.
Ist Bernstein ein Sedimentgestein?
Er kommt in Sedimenten vor, ist aber fossiles Harz: eine organische Substanz, weder Mineral noch eigentlich Gestein.
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Die genannten Bedeutungen gehören zu Tradition und Symbolik. Sie sind weder Erfolgsversprechen noch medizinische Ratschläge. Zurück zu Mineralogie für den Einstieg.