Kalkstein

Kalkstein besteht vorwiegend aus Kalziumkarbonat (CaCO3), er ist ein Sedimentgestein (Ablagerungsgestein) und dabei höchst variabel. Die sich aus der Entstehung ergebenden Eigenschaften und die wirtschaftliche Verwendung sind sehr facettenreich. Geologen behandeln den Kalkstein innerhalb der Karbonatsedimentologie, die ausschließlich mit Kalkstein befasst ist. Dieser wird von Lebewesen gebildet, chemisch ausgefällt oder verdankt seine Herkunft der Zertrümmerung anderer Gesteine (klastische Bildung). In der Bauindustrie ist Kalkstein nicht wegzudenken.

Für Interessenten und Verwender ist dabei die umgangssprachliche und technische Bezeichnung von Steinen als “Kalkstein” bedeutsam, denn beides unterscheidet sich. Die Bauindustrie bezeichnet nur verfestigte Kalke als Kalk-”Stein”, die Wissenschaft benennt auch die Kreide auf diese Weise, die Umgangssprache übernimmt vielfach den wissenschaftlichen Duktus. Des Weiteren bestehen umgangssprachliche Verwechslungen zwischen Kalkstein und Marmor.

Wirtschaftlicher Einsatz von Kalkstein

Die Bauindustrie verwendet Kalkstein als Naturwerkstein, bearbeitet ihn also nach der Förderung auf gewünschte Weise mechanisch für den weiteren Einsatz. Außerdem wird er als Branntkalk dem in Baugewerken genutzten Mörtel zugesetzt, auch kann Branntkalk wiederum zu Kalksandsteinen geformt werden. Zement und Zementklinker enthalten ebenfalls Branntkalk, der unter hohen Temperaturen entsteht, wenn das Kalziumkarbonat Kohlendioxid CO₂ abgibt und zu CaCo wird. Diese Eigenschaft macht sich auch die chemische Industrie für die Absorption von Kohlenstoffdioxid zunutze, Dünger basiert ebenfalls auf Branntkalk.

Die Glasindustrie braucht Kalkstein, als Karbonat wird er zur Rauchgasentschwefelung genutzt, fein gemahlen dient er der Landwirtschaft gegen die Versauerung des Bodens. Wenn Kalkstein sehr rein ist, nennt man ihn Weißkalk, als Ulmer Weißkalk werden daraus Terrazzosteine. Geologen vermuten in unterirdischen, porösen Kalksteinvorkommen oft Erdöl und Erdgas.

Vorkommen von Kalkstein

Kalksteine sind überall sehr weit verbreitet, sie bildeten sich geologisch vielfach in flachen Meeren aus den Überresten von Tieren und Pflanzen. Wenn geologische Bewegungen den Meeresboden hoben, trat der Kalkstein an die Oberfläche. Einige Vorkommen werden auch terrestrisch (direkt an Land) gebildet, wenn ältere Vorkommen aus ehemaligem Meereskalk in der Nähe sind. Im Einzelnen sind Kalksteinvorkommen unter anderem wie folgt anzutreffen:

• Europa: Mittel- und Süddeutschland, französische und Schweizer Alpen, Norddeutschland (eiszeitliches Geschiebe), mittleres Ostseebecken, dalmatinische Küste, europäischer Kreidegürtel von Großbritannien bis Frankreich, Italien, Kroatien, Tschechien, Niederösterreich, Russland
• Nordafrika, besonders in Ägypten (historischer Einsatz beim Pyramidenbau)
• USA, u.a. Wyoming, New Mexico
• weltweit an diversen Orten

Kalksteinsorten

Kalkstein gibt es als Naturstein, der wie vorgefunden nach mechanischer Bearbeitung im Bauwesen eingesetzt wird, darüber hinaus existieren einige sehr interessante Sonderformen. Natursteine sind unter anderem:

• Jura-Kalkstein (Bayern)
• Adneter Kalkstein (Österreich)
• Elmkalkstein (Niedersachsen)
• Marès (Mallorca)
• Irish Limestone (Irland)
• Cannstatter Travertin (Baden-Württemberg)
• Meleke (Israel)
• Urgonien (Frankreich)

Sonderformen des Kalksteines sind beispielsweise:

• Faxekalk und Kalkarenit (besondere Varietäten)
• die Süßwasserkalke Tropfstein, Mondmilch und Steinerne Rinne

Wie entsteht Kalkstein?

Die meisten verwendeten Kalksteinsorten stammen aus den Rückständen von Lebewesen, sind also biogen. Mikroorganismen und gesteinsbildende Korallen lagern den Kalk nach und nach ab, er kann auch aus den Gehäusen von Muscheln und Schnecken stammen. Diese machen allerdings nicht das Gros der Kalksteinherkunft aus, wie man es in den 1980er Jahren noch angenommen hatte. Vielmehr scheiden in großer Menge auch Bakterien und Algen das Kalziumkarbonat für den Kalk ab. In kleinerem Umfang stammt er auch von Makrofossilien, also ehemals großen Land- und Wassertieren, deren Skelette zu Kalk wurden. Vor der Entstehung bilden die Schalen oder Knochen der Tiere im Meereswasser bis zu einer gewissen Tiefe einen Kalkschlamm, ab einer gewissen Tiefe (Karbonatkompensationslinie zwischen 4,5 – 5,0 km Wassertiefe) löst der Wasserdruck das Kalziumkarbonat komplett auf. Die darüber befindlichen Kalkschlämme verfestigen sich in langen Zeiträumen und lagern sich als Sedimente ab, die irgendwann an die Oberfläche gelangen können.

Die meisten Kalkvorkommen der Erde befinden sich wahrscheinlich nach wie vor auf dem Meeresgrund. Ein weiterer Weg der Kalkbildung ist die chemische Ausfällung von Kalziumkarbonat, das es im Wasser immer gibt (daher haben wir mehr oder weniger kalkhaltiges Trinkwasser), die dritte Variante ist das klastische Entstehen. Hierbei brechen zum Beispiel aus Korallenriffen kalziumkarbonathaltige Körner aus, bilden Cluster und verklumpen allmählich zu Kalkstein. Die Verursacher können auch alle möglichen anderen Steine mit Kalziumkarbonatanteil sein.