Einschluss im Kalkstein

[opal]

Hallo miteinander,

gestern stand mein Jüngster mit einem Stück Kalkschotter in der Hand. In dem Stück ist ein tiefbrauner/ schwarzer scharf abgegrenzter Brocken eingeschlossen.

Was könnte das sein und wie könnte dieser Brocken in das Sediment gelangt sein?

Danke für Eure Einschätzung und Grüße aus Mittelfranken!

Paul

[Buchit]

Hallo Paul,

und: Willkommen im Forum

Das sieht - angesichts des "rostigen" Randes - nach einer Markasit/Pyritknolle aus. Derartige Gebilde entstehen als Konkretionen innerhalb des Sediments nach seiner Ablagerung durch Prozesse von Stofftransport und -konzentration.

Sind in der dunkelbraunen/schwarzen Masse evtl. "goldene" Flecken zu sehen?

Gruß,
Holger

[Met1998]

  opal-Paul!

Guck mal hier, Punkt 3:
https://www.jgr-apolda.eu/index.php?topic=10417.msg127678#msg127678
(Dein Foto hat eine Größe wie ne Briefmarke) 

Da könnte etwas "goldenes" schimmern? 

Gruß Ehrfried

[opal]

Danke für Eure Einschätzung!

Ja da schimmert es an ein paar Stellen "goldig". Das würde also auf Pyrit hindeuten.
Wie muss man sich den Vorgang vorstellen wenn sich an einer Stelle mitten im Gestein plötzlich Stoffe zu einer Knolle konzentrieren.
Ist da ein Kristallisationskeim, der den Auslöser darstellt?

Anbei nochmal ein Foto, wo die 200kB fast vollständig ausgeschöpft sind.

Gruß

[Gibeon2010]

Anbei nochmal ein Foto, wo die 200kB fast vollständig ausgeschöpft sind.

An der Bildgröße hat sich aber kaum was geändert. Man kann auch mit 800 px das Limit (übrigens sind es 255 kB) einhalten. Man muss nur die jpg-Qualität etwas niedriger einstellen. Ein Wert von 80 liefert meist gute Ergebnisse.

[Suevit]

Hallo,

Wie muss man sich den Vorgang vorstellen wenn sich an einer Stelle mitten im Gestein plötzlich Stoffe zu einer Knolle konzentrieren.
Ist da ein Kristallisationskeim, der den Auslöser darstellt?

Ja genau. Zum Entstehungszeitpunkt ist das Sediment noch unverfestigt. Mineralhaltige Lösung wird dem Keim über das Porenwasser zugeführt, und der Kristallisationsdruck des entstehenden Mineralaggregats verdrängt das Sediment. Im Prinzip kann das Aggregat so lange wachsen wie einerseits der Stoffnachschub gewährleistet ist und andererseits das Sediment noch hinreichend duktil ist, um dem Wachstumsdruck des Aggregats auszuweichen. Der Keim kann alles mögliche sein, meist ist er mikroskopisch, entweder ein zufällig entstandener Kristall desselben Minerals, oder ein Sandkorn oder ein Schalen- oder Knochenfragment, etc. Es lohnt nicht, eine solche Knolle auf der Suche nach einem repräsentativen Fossil zu zerdeppern - die gibt es nur in extremen Ausnahmefällen darin, und dann zeigen sich meist äußere Anzeichen dafür.

Grüße,
Rainer

[erich]

Interessant. Habe bei meiner Wanderung    in Mittelfranken ganz ähnlich aussehende schwarzmetallische Fe/FeO Einschlüsse bis ca. 20x25mm diam im Kalkstein-Sediment gefunden . Habe die wissenschaftlich nicht uninteressanten Fundstücke aber zurückgelassen und nicht ein einziges Stück mitgenommen - einerseits um den Fundstellen-Zusammenhang nicht zu stören - andererseits war meine Begleitern von diesen rostigen Eisen-Konkretionen im Kalk alles andere als begeistert . Im Altertum könnten diese reichlich im Sediment auftretenden 'Klunker' u.U. auch als Eisenerz in kleinstem Ausmaß abgebaut worden sein. Mag sein, dass ich da etwas übersehe aber ich halte es für bemerkenswert, dass diese doch zahlreich auftretenden Erzspuren bislang wissenschaftlich relativ unzureichend bearbeitet oder überhaupt beachtet wurden - ...Fragen über Fragen...

[Suevit]

Hallo,

Interessant. Habe bei meiner Wanderung    in Mittelfranken ganz ähnlich aussehende schwarzmetallische Fe/FeO Einschlüsse bis ca. 20x25mm diam im Kalkstein-Sediment gefunden . Habe die wissenschaftlich nicht uninteressanten Fundstücke aber zurückgelassen und nicht ein einziges Stück mitgenommen

Darf ich fragen, was das wissenschaftliche Interesse begründet? Fe-(elementares Eisen)-Einschlüsse sind es sicherlich nicht, FeO (Eisen-Monooxid) stelle ich mir auch sehr interessant vor. Am wahrscheinlichsten sind doch FeS2 (Pyrit/Markasit) bzw. Fe-Hydroxide (allgemein unter Limonit zusammengefasst), alles ggf. vermengt mit Manganoxiden und -hydroxiden. Alles sehr gängige Mineralien, die bis zu 3% Volumenprozent des fränkischen Jurakalksteins ausmachen können.

einerseits um den Fundstellen-Zusammenhang nicht zu stören

Das klingt wie eine beabsichtigte Fundmeldung bei der zuständigen Denkmalschutzbehörde? Wurde die zwischenzeitlich vorgenommen? Wenn ja, wie beurteilt diese die Situation?

Im Altertum könnten diese reichlich im Sediment auftretenden 'Klunker' u.U. auch als Eisenerz in kleinstem Ausmaß abgebaut worden sein.

Diese Vorkommen wurden als Bohnerz und auch als Pyrit/Markasit von Beginn der Eisenzeit bis ins frühe 20. Jahrhundert in Süddeutschland bergmännisch ausgebeutet und verhüttet. Die Abbaugebiete sind bekannt (z. B. Grubenfeld Nattheim/Schwäbische Alb oder die Gegend um Aalen/Schw. Alb, dort auch in Kombination mit Bergbau auf Eisenoolith) und stellten seinerzeit wichtige regionale Wirtschaftsfaktoren dar, über die entsprechend ausführliches Schrifttum existiert. Die Mengen waren gar nicht so wenig, ein erklecklicher Anteil des in Franken und Württemberg verwendeten Gusseisens wurde so gewonnen. Die Verhüttung von Pyrit/Markasit war umwelttechnisch ein derartiges Desaster (der Aufbereitungsprozess des sog. Abröstens erzeugte gewaltige Mengen an Schwefelsäure, die als saurer Niederschlag in weitem Umkreis der Verhüttungsbetriebe niederging und zum sichtbaren Absterben der Vegetation sowie zu Schäden an Gebäuden führte), dass es sogar schon im 18. und 19. Jahrhundert zum Schutz von Natur und Bevölkerung aufgegeben wurde und nurmehr Eisenoolith und Bohnerz verhüttet wurden.

Weiters gilt allmähliche Pyrit-/Markasitoxidation im Untergrund als Wärmequelle für das Auftreten niedrig temperierter Thermalwässer entlang des Nordrands der Schwäbisch-Fränkischen-Alb, die nicht an tektonische Störungszonen und vulkanisch aktive Gebiete gebunden sind. Auch das wird wirtschaftlich genutzt und ist deswegen gut erforscht.

Mag sein, dass ich da etwas übersehe aber ich halte es für bemerkenswert, dass diese doch zahlreich auftretenden Erzspuren bislang wissenschaftlich relativ unzureichend bearbeitet oder überhaupt beachtet wurden - ...Fragen über Fragen...

Antworten über Antworten finden sich zum Einstieg in dem Buch "Geologie von Baden-Württemberg", in dem die geologischen Grundlagen der Pyrit- und Bohnerzvorkommen thematisiert werden, von dort führen Literaturangaben auch zu einschlägigen Werken über Montangeschichte im süddeutschen Juragebiet. "Königliches Hüttenwerk Aalen-Wasseralfingen" ist ein Suchwort für das Internet, das darüber viele Aspekte des Hüttenwesens und der Eisenerzlagerstätten im süddeutschen Jura erläutern kann. Auf Franken ist das direkt übertragbar. Arbeiten zu den Thermalwasservorkommen sind in verdaulicher Form tatsächlich etwas schwieriger zu bekommen, hier sind es meist die Erläuterungsbände zu den amtlichen geologischen Karten, die auf Wasserchemismus, Teufe, Quell- und Speicherschichten etc. recht trocken eingehen.

Ich hoffe, einige Antworten gegeben haben zu können 

Grüße,
Rainer

[speul]

Hallo Rainer und andere,

Klugscheißer-Modus an:

FeO ist nicht Eisenmonoxid, das wäre die Nomenklatur wenn Eisen kein Metall wäre. Für Metalle wird die Wertigkeit angegeben, also Eisen(II)-oxid, gibt dann noch Eisen(III)-oxid, Fe₂O₃ und die Mischung, Eisen(II,III)-oxid, Fe₃O₄
Weiterhin entsteht beim Rösten von Pyrit keine Schwefelsäure sondern SO₂, was mit Wasser schweflige Säure ergibt. Um Schwefelsäure herzustellen, wird das SO₂ an Vanadin-Kontakten zu SO₃ oxidiert, was dann Schwefelsäure ergibt. Ist ein ziemlicher Sch...Job, hat mein Vater sein Leben lang gemacht und ist mit 58 dran gestorben.

Klugscheißer-Modus aus!

Grüße
speul

[erich]

Herzlichen Dank für die umfassenden Bemühungen und qualitativ hochwertigen Einschätzungen auf die ich gehofft hatte.
Vorerst zum Kern meines Interesses, Rainer, - den Du korrekt auf den Punkt bringst: " Arbeiten zu den Thermalwasservorkommen sind in verdaulicher Form tatsächlich etwas schwieriger zu bekommen, hier sind es meist die Erläuterungsbände zu den amtlichen geologischen Karten, die auf Wasserchemismus, Teufe, Quell- und Speicherschichten etc. recht trocken eingehen."  ...Fragen über Fragen...   Zwar nur diesbezüglich sehe ich ein Manko - allerdings ein erhebliches, weil, wenn Thermalwasservorkommen entstehungsgeschichtlich eine Rolle gespielt haben, sollten auch solide Nachweise plausibel verfügbar sein, da gebe ich Dir ganz recht. Das sind meine zwei Cents zu dem meines Erachtens nicht ganz unwichtigen Thema. Zu den anderen meines Erachtens nebensächlicheren Fragen melde ich mich. Fundmeldung habe ich wegen dieses möglichen Goethit in weißem Kalkstein nicht gemacht, einerseits, da ich ja das Material nicht mitnahm und dadurch nicht untersucht habe und andererseits da heutzutage Mineral-Vorkommen (leider) keinen mehr interessieren, wenn kein wirtschaftliches Interesse besteht. Es hätte mich lediglich die Entstehungsgeschichte interessiert, wobei auch für mich  in der Tat genau die schlüssigen Belege für Thermalwasservorkommen in der größeren Region unauffindbar waren.

[Suevit]

Hallo Erich,

Es hätte mich lediglich die Entstehungsgeschichte interessiert, wobei auch für mich  in der Tat genau die schlüssigen Belege für Thermalwasservorkommen in der größeren Region unauffindbar waren.

Es muss dort nicht zwangsläufig Mineralwasser vorkommen. Das Vorhandensein von Pyrit bedingt noch nicht von selbst das Auftreten von Mineralwasser. Es müssen im Wirtsgestein die Möglichkeiten zu Oxidation gegeben sein (also Porenvolumen oder Klüftung), wobei die Oxidation nicht durch Luftsauerstoff sondern m. W. durch autoprotolytische Prozesse im Porenwasser erfolgt.
Berichte zu Bohrungen finden sich wie gesagt zuverlässig in den amtlichen Geokarten, bei größeren Erkundungen auch in extra aufgelegten Forschungs- und Tätigkeitsberichten. Wenn es sich um kommerziell genutzte Quellen handelt, deren Betreiber das Wasser als Lebensmittel oder Bestandteil davon in Verkehr bringt, ist das Unternehmen zur Auskunft über die Zusammensetzung verpflichtet, Laborberichte können dort angefragt werden.

Zwar nur diesbezüglich sehe ich ein Manko - allerdings ein erhebliches, weil, wenn Thermalwasservorkommen entstehungsgeschichtlich eine Rolle gespielt haben, sollten auch solide Nachweise plausibel verfügbar sein, da gebe ich Dir ganz recht

Vielleicht müssen wir uns kurz über die Semantik abgleichen: Ich verstehe den ersten Teilsatz von dir so, dass du Thermalwässer als Ursache ("entstehungsgeschichtlich eine Rolle gespielt") für die Fe-Mineralisation annimmst, ist das richtig? Das Gegenteil ist der Fall: Das Eisensulfid (Pyrit/Markasit) ist die Ursache für das Thermalwasser.
Und was verstehst du unter "plausibel"? Ich verstehe darunter "glaubwürdig", "nachvollziehbar". Beides ist gegeben, wie gesagt gibt es ausführliche Veröffentlichungen mit Zahlen, Daten, Fakten. Diese sind nur nicht in der allgemeinen Bevölkerung verbreitet, aber bspw. in jeder Landes- und Unibibliothek sowie in den Bibliotheken der jeweiligen Ämter verfügbar und können auch in Buchhandlungen und ebenfalls bei den Ämtern käuflich erworben werden.

Mir ist bewusst, dass es mit der Geologie nicht so ganz einfach ist, weil es nicht das eine Handbuch gibt, das alles überall erklärt. Wenn man sich mit Detailthemen beschäftigen möchte kommt man sehr schnell nicht darum herum, geochemische, petrografische und sedimentologische Grundlagen sich aneignen zu müssen um durch Deduktion und Abstraktion zur konkreten Erklärung zu gelangen.

Grüße,
Rainer