Calcit

Vorlage:Mineral Calcit, auch Kalzit oder Kalkspat, ist ein sehr häufig vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der wasserfreien Carbonate ohne fremde Anionen. Es kristallisiert im trigonalen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung Ca[CO₃] und entwickelt verschiedene Kristall- beziehungsweise Aggregat-formen (Habitus), die entweder farblos oder von milchig weißer bis grauer, durch Verunreinigungen auch gelber, rosa, roter, blauer, grüner, brauner oder schwarzer Farbe sein können.

Chemisch gesehen ist Calcit, wie der ähnliche Aragonit und der Vaterit ein Calciumcarbonat, also ein Calcium-Salz der Kohlensäure.

Charaktistisch für Kalzitkristalle ist eine besonders hohe Doppelbrechung. Licht, das nicht 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 eine andere Brechzahl. Dies zeigt sich darin, dass bei einem bestimmten Blickwinkel jedes durch einen klaren Kristall beobachtete Objekt doppelt erscheint, eine zur Identifikation von Calcit sehr hilfreiche Eigenschaft, daher auch der häufige Name Doppelspat. Er wird aufgrund dieser Eigenschaft auch als anisotrop beschrieben.

Verglichen mit anderen Mineralen ist Calcit 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.

Elementarzelle Calzit

Etymologie und Geschichte

Der Name Calcit leitet sich aus dem griechischen chal beziehungsweise lateinischen calx ab, was jeweils Kalk bedeutet.

Bildung und Fundorte

Gebildet wird Calcit nach dem chemischen Gleichgewicht:

$\mathrm {Ca} ^{2+}+2\mathrm {HCO} _{3}^{-}\quad {\overrightarrow {\leftarrow }}\quad \mathrm {CaCO} _{3}+\mathrm {H} _{2}\mathrm {O} +\mathrm {CO} _{2}$

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 Kesselstein.

Calcit kann sowohl massiv als auch körnig, faserig oder kristallin auftreten und zeigt in letzterem Falle den höchsten Formenreichtum aller Minerale. Es ist als Gestein bildendes Mineral eines der häufigsten der Erdkruste und kommt sowohl in magmatischen Gesteinen, zum Beispiel bestimmten Laven, metamorphen Gesteinen (Marmor) oder Sedimentgesteinen wie Kalkstein vor. Es tritt alleine oder mit anderen Mineralen vergesellschaftet in Gängen auf, entsteht aber auch an der Erdoberfläche. Häufig entand/entsteht Calcit durch Biomineralisation, sei es in Gesteinsformationen, im Boden, als in Teilen unerwünschter Zahnbelag (neben bevorzugt Kalzium-Hydroxylapatit) usw.; hier aber immer in ganz bestimmten Mikro-Umweltbedingungen (Schmittner und Giresse, 1999).

Calcit löst sich gut in säurehaltigem Wasser und wird dadurch leicht zum Beispiel aus Kalkstein ausgelaugt, wodurch Höhlensysteme entstehen. Der gelöste Calcit lagert sich an anderer Stelle wieder ab; dabei entstehen die für Tropfsteinhöhlen typischen Tropfsteine, die Stalagmiten und Stalaktiten.

Die weitaus größten Calcitvorkommen gehen auf Meeresablagerungen zurück. Dabei setzen sich die calcithaltigen 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 Kalkschilde, 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 Calcitbildung eine herausragende Rolle.

Anorganische, abiogene Bildungsbereiche von Calcit sind flache, im Intertidalbereich gelegene, tropische Meeresplattformen. Dort wird Calcit in Form von millimeterkleinen Kügelchen (Kalkooiden) ausgefällt. Calcit in Marmor geht auf thermische Metamorphose von Calcitsedimenten zurück.

Ab einer Meerestiefe von 3500 und mehr, der so genannten Calcit-Kompensationstiefe, löst sich Calcit vollständig im Wasser. Daher bleiben in dieser Tiefe weder calcithaltige Sedimente noch Muschelschalen oder Skelette erhalten.

Des Weiteren kommt Calcit als Einlagerung in die Statolithenmembran der Makulaorgane des Innenohres vor. Es spielt dort eine große Rolle bei der Wahrnehmung von Translationsbewegungen und der Lotrichtung - siehe Gleichgewichtsorgan.

Verwendung

Der calcithaltige Marmor ist ein hochwertiges Baumaterial, daneben wird Calcit 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

• Systematik der Minerale
• Liste der Minerale

Literatur

• Prof. Dr. Martin Okrusch, Prof. Dr. Siegried Matthes: Mineralogie (7. Aufl.), Springer Verlag Berlin (2005), ISBN 3-540-23812-3
• Edition Dörfler: Mineralien Enzyklopädie, Nebel Verlag, ISBN 3-89555-076-0
• W. E. Tröger, U. Bambauer, F. Taborsky und H. D. Trochim (1981): Optische Bestimmung gesteinsbildender Minerale, Teil 1: Bestimmungstabellen. Stuttgart (Schweizerbart).
• Schmittner Karl-Erich und Giresse Pierre, 1999. Micro-environmental controls on biomineralization: superficial processes of apatite and clacite precipitation in Quaternary soils, Roussillon, France. Sedimentology 46/3: 463-476.

Weblinks

• 

  Commons: Kalzit (Calcite) – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
• Mineralienatlas:Calcit (Wiki)
• Isländischer Spat Calcit
• Chinesische Riesencalcite
• Webmineral (engl.)
• MinDat - Calcite (engl.)
• Calcit aus dem Harz