Kalzit, auch Calcit oder Kalkspat, ist ein Mineral der Carbonatgruppe, das im trigonalen Kristallsystem kristallisiert und eine variable, oft aber weiße Farbe hat oder farblos ist. Es ist, wie der ähnliche Aragonit und der Vaterit, chemisch ein Calciumcarbonat mit der chemischen Formel CaCO3; Strichfarbe ist weiß, die Härte drei.
| Kalzit | |
|---|---|
 Kalzitkristall | |
| Chemismus | CaCO3 |
| Kristallsystem | trigonal |
| Kristallklasse | |
| Farbe | Meist farblos, weiß oder milchig, durch Verunreinigungen braun bis schwarz. |
| Strichfarbe | Weiß |
| Mohshärte | 3 |
| Dichte | 2,6-2,8 g/cm3 |
| Glanz | Glasglanz, auch Perlmuttglanz |
| Opazität | Klar bis undurchsichtig |
| Bruch | Muschlig, spröde |
| Spaltbarkeit | Sehr vollkommen |
| Kristallhabitus | Sehr unterschiedlich |
| Kristallflächen | |
| Zwillingsbildung | , vorwiegend lamellar |
| Kristalloptik | |
| Brechungsindices (bei λ=589,3 nm) |
no=1,6584 |
| Doppelbrechung (bei λ=589,3 nm) |
Δn=0,1720 |
| Pleochroismus | farblos |
| optische Orientierung | negativ |
| Winkel/Dispersion der optischen Achsen |
2vz bis 25° |
| weitere Eigenschaften | |
| chemisches Verhalten | In Essigsäure löslich |
| ähnliche Minerale | Aragonit, Dolomit |
| Radioaktivität | nicht radioaktiv |
| Magnetismus | nicht magnetisch |
| besondere Kennzeichen | Sehr hohe Doppelbrechung |
Charaktistisch für Kalzitkristalle ist eine besonders hohe Doppelbrechung: Licht, das entlang der optischen Achse des Kristalls einfällt, wird in zwei Strahlen aufgespalten, einen ordentlichen und einen außerordentlichen. Für diese beiden Strahlen gilt auf Grund unterschiedlicher Polarisationsrichtungen ein anderer Brechungsindex. Dies zeigt sich darin, dass bei einem bestimmten Blickwinkel jedes durch einen klaren Kristall beobachtete Objekt doppelt erscheint, eine für die Identifikation von Kalzit sehr hilfreiche Eigenschaft. Er wird aufgrund dieser Eigenschaft auch als anisotrop beschrieben.
Verglichen mit anderen Mineralen ist Kalzit kaum resistent gegenüber der Verwitterung. Er ist viel weicher als Quarz oder Feldspat und seine Löslichkeit in kaltem Wasser ist gut. Spuren der Verwitterung machen sich an menschlichen Artefakten der Antike bemerkbar.
Bildung
Gebildet wird Kalzit nach dem chemischen Gleichgewicht:
Das Gleichgewicht der obigen Reaktion verlagert sich mit steigender Temperatur zunehmend auf die rechte Seite. In warmen Gewässern können Lebewesen also mit geringerem Energieaufwand Kalzitgehäuse bilden. In Dampfkesseln und anderen Gefäßen, in welchen kalkhaltiges Wasser erhitzt wird,entsteht auf diese Weise entsteht Kesselstein.
Vorkommen
Kalzit kann sowohl massiv als auch körnig, faserig oder kristallin auftreten und zeigt in letzterem Falle den höchsten Formenreichtum aller Minerale. Es ist als gesteinsbildendes Mineral eines der häufigsten der Erdkruste und kommt sowohl in magmatischen Gesteinen, zum Beispiel bestimmten Laven, metamorphen Gesteinen, etwa Marmor, oder Sedimentgesteinen wie Kalkstein vor. Es tritt alleine oder mit anderen Mineralen vergesellschaftet in Gängen auf, entsteht aber auch an der Erdoberfläche.
Kalzit löst sich gut in säurehaltigem Wasser und wird dadurch leicht zum Beispiel aus Kalkstein ausgelaugt, wodurch Höhlensysteme entstehen. Der gelöste Kalzit lagert sich an anderer Stelle wieder ab; dabei entstehen die für Tropfsteinhöhlen typischen Tropfsteine, die Stalagmiten und Stalaktiten.
Die weitaus größten Kalzitvorkommen gehen auf Meeresablagerungen zurück: Dabei setzen sich die kalzithaltigen Skelette und Schalen unzähliger kleiner Meerestiere wie etwa Muscheln, Korallen und diverse Protisten wie die Coccolithophoriden am Meeresgrund ab. Diese Kalkalgen werden mit einer Größe von weniger als 30 Mikrometer zum Nanoplankton gezählt und bilden winzige Kalkschilder, die so genannten Coccolithen, die nach dem Absterben der Algen auf den Ozeanboden sinken. Die Kreidefelsen von Dover bestehen aus solchen Coccolithen. Auch Korallenriffe spielen bei der Kalzitbildung eine herausragende Rolle.
Als Kalzit-Kompensationstiefe (CCD, von engl. „calcite compensation depth“) bezeichnet man die Meerestiefe, ab der sämtliches Kalzit im Wasser gelöst ist und sich nicht mehr am Meeresboden ablagert. Sie liegt bei etwa 4 bis 5 Kilometer und hängt von Druck und Temperatur des Wassers ab. Darüber befinden sich gesättigte Bereiche, in denen Kalzit ausgefällt wird und daher auch im Sediment vorhanden ist.
Anorganische, abiogene Bildungsbereiche von Kalzit sind flache, im Intertidalbereich gelegene, tropische Meeresplattformen. Dort wird Kalzit in Form von millimeterkleinen Kügelchen (Kalkooiden) ausgefällt. Kalzit in Marmor geht auf thermische Metamorphose von Kalzitsedimenten zurück.
Verwendung als Rohstoff
Der kalzithaltige Marmor ist ein hochwertiges Baumaterial, daneben wird Kalzit in Kalkstein zur Produktion von Zement und Kunstdünger und bei der Verhüttung von Metallerzen eingesetzt. Besonders reine Kristalle finden wegen ihrer optischen Eigenschaften Verwendung in der optischen Industrie.
Siehe auch: Liste von Mineralen
Literatur
- W. E. Tröger, U. Bambauer, F. Taborsky und H. D. Trochim (1981): Optische Bestimmung gesteinsbildender Minerale, Teil 1: Bestimmungstabellen. Stuttgart (Schweizerbart).