Dolomit (Gestein)

Anstehender Dolomit im Aufschluss (Trias der slowakischen Karpaten)

Dolomitstein, kurz Dolomit, ist ein Karbonat-Gestein, das zu mindestens 90 Prozent aus dem Mineral Dolomit (chemische Formel CaMg(CO₃)₂, (CaCO₃·MgCO₃)) besteht. Bei geringeren Dolomitgehalten liegt ein dolomitischer Kalkstein vor. Dolomitstein ist selten weiß, häufig elfenbeinfarben, hellgrau, graugelb oder grüngrau.

Eigenschaften, Diagnose

Verwitterungsruine aus dolomitischem jurassischen Kalkstein in der Karstlandschaft des Cirque de Mourèze, Hérault

Dolomitsteine sind im Vergleich zum chemisch verwandten Kalkstein bei ähnlicher Struktur und Textur etwas härter und sehr viel spröder. Wie Kalksteine sind Dolomite auf frischen Bruchflächen oft grau, verwittern jedoch meist gelblich oder bräunlich. Ein erster Hinweis auf Dolomit im natürlichen Aufschluss ergibt sich aus einer eher splittrigen Felsoberfläche. Dieses Fehlen von glattgewaschenen Flächen ist ein Gegensatz zum Kalkstein. Im Gelände kann Dolomit zudem durch seine sehr langsam ablaufende Reaktion mit kalter verdünnter (10-prozentiger) Salzsäure von Kalkstein unterschieden werden: Bei Dolomit entwickeln sich nach dem Aufbringen der Salzsäure sogut wie keine Kohlendioxid-Bläschen, während die Säure bei Kalkstein kräftig braust. Durch die geringere Lösungsanfälligkeit gegenüber schwachen Säuren verkarstet Dolomitgestein in geringerem Maße und anders als Kalkstein.

Um Dolomit in einem Kalk/Dolomit-Mischgestein nachzuweisen, wird das Gestein mit Reagenzien, die auf Magnesium ihre Farbe ändern, gefärbt. Ein Beispiel hierfür ist der Test mit Chinalizarin.

In der Literatur wird oft von einem „zuckerkörnigen“ Aussehen gesprochen. Das bezieht sich auf den Aufbau aus feinen Kriställchen, die weit feinkörniger als der heute übliche Handelszucker, aber grobkörniger als Kalksteinkristalle sind. Im Sonnenlicht glitzern die Spaltflächen sichtbar. Diese feine Kristallinität ist einer Umkristallisation während oder kurz nach der Sedimentation zuzuschreiben. Setzt die Dolomitisierung frühdiagenetisch ein, bleiben Gefügemerkmale und Fossilien enthalten. Eine spätdiagenetische Dolomitisierung verwischt jegliche Gefügemerkmale und Fossilien des Ausgangsgesteins. Daher kann über den Fossilinhalt keine Aussage getroffen werden. Dies erschwert häufig die stratigraphische Zuordnung von dolomitischen Gesteinsformationen.

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaft	von	bis	Einheit
Biegezugfestigkeit	9	15	N/mm2
Druckfestigkeit	125	250	N/mm2
Elastizitätsmodul	16000	80000	N/mm2
Rohdichte ρ	2400	2900	kg/m3

Entstehung

Dolomitgesteine entstanden entweder durch die primäre Ausfällung von Dolomit oder durch die sekundäre Dolomitisierung von Kalkschlamm. Neuere Forschungen zeigen an rezenten Beispielen von Lagunen in Brasilien die Bedeutung von Schwefelbakterien und Fäulnis für die Dolomitgenese. Die entsprechende Reaktion beschreibt die Gleichung:

$\mathrm {CaCO_{3}+MgSO_{4}+CH_{4}\longrightarrow CaMg(CO_{3})_{2}+H_{2}O+H_{2}S}$

oder einfacher:

$\mathrm {MgSO_{4}+CH_{4}\longrightarrow MgCO_{3}+H_{2}S+H_{2}O}$

wobei sich MgCO₃ gleich mit dem schon vorhandenen Kalksediment zu Dolomit verbindet. CH₄ steht hier stellvertretend für die organische Substanz. Das Magnesium stammt aus aufkonzentriertem Meerwasser. Unter ruhigen Wasserverhältnissen und bei hohen Verdunstungsraten, wie sie in den Lagunen tropischer Riffe herrschen können, nimmt zum einen der Salzgehalt im Lagunenwasser zu und zum anderen erfolgt kaum Austausch zwischen dem sauerstoffeicheren Wasser im oberen Teil der Wassersäule und dem Wasser im Porenraum des Sedimentes. Dies begünstigt den Abbau der im Sediment enthaltenen organischen Substanz durch Fäulnis und somit die Dolomitisierung des Sediments.

Relativ häufig sind Riffgesteine dolomitisiert. Das mag teils an der Porosität des Riffes liegen, die selbst in größerer Versenkung eine Zirkulation der Lösungen ermöglicht; teilweise (zumindest bei Korallenriffen) auch daran, dass der Korallenkalk aus dem instabilen Mineral Aragonit besteht, somit die Umwandlung leichter geht.

Vorkommen

Chert (Gestein) und Stromatolith reiches Dolomit Gestein, der so genannte Pelindaba Stein in der Nähe der Wiege der Menschheit in Südafrika

Dolomit ist als Gestein weltweit verbreitet und tritt naturgemäß oft mit Kalkstein vergesellschaftet auf. In Europa sind Dolomite in den geologisch jungen alpidischen Gebirgen (z. B. den Dolomiten) sehr häufig zu finden. In Deutschland kommen Dolomit und dolomitische Kalksteine vor allem in West- und Süddeutschland vor, so in der Eifel, im Ostwestfälischen Bergland, auf der Schwäbischen und der Fränkischen Alb. Auch am westlichen und südlichen Harzrand, im Thüringischen Schiefergebirge und in Teilen des Vorspessarts kommt Dolomit vor. Sehr mächtige Dolomitvorkommen finden sich in den Schweizer Alpen, in den Allgäuer, Lechtaler und Ammergauer Alpen sowie in den Bayrischen Voralpen.

Der ehemals als „Anröchter Dolomit“ bekannte Sauerländer Naturwerkstein ist kein Dolomit. Der einzige Dolomit-Steinbruch an der Mosel befindet sich in Palzem (Schloss Thorn), zudem wird es in Wellen untertägig abgebaut. An der Sauer wird Dolomit in Mesenich abgebaut. Das einzige abbauwürdige ostdeutsche Vorkommen ist der Ostrauer Plattendolomit in Sachsen.

Natursteinsorten

Muster des Salzhemmendorfer Dolomits

• Kleinziegenfelder Dolomit (Oberfranken; Dietfurt)
• Wachenzeller Dolomit (Oberbayern)
• Salzhemmendorfer Dolomit (Weser-Leine-Bergland)
• Harzer Dolomit Nüxei (Harz/Südharz)
• Meskalith, in der Nähe von Trier (Rheinland-Pfalz)

Weitere Vorkommen: Massenkalk (Bergisches Land, Sauerland); Hösbach-Rottenberg (Unterfranken) Zechsteindolomit.

Ausländische Sorten:

• Libiąż (Polen)
• Insel Saaremaa/Estland
• Norwegen

Verwendung

Dolomit wird für Bodenbeläge aller Art (geschnitten oder bruchrauh), zum Bau von Natursteinmauern und Trockenmauern, als Randsteine, als Palisaden, als Steinblöcke, als Gestaltungsstein zum Bau von Stützmauern und als Pflasterstein eingesetzt. Zerkleinert dient er vor allem auch als Zusatzstoff bei der Herstellung von Stahl in Hochöfen. Darüber hinaus ist er Hauptbestandteil von Mineralwolle und technischen Gläsern. Er findet Einsatz in Bodenstabilisierung sowie als Düngekalk für die Landwirtschaft. Pulverisierter Dolomit wird als „Wiener Kalk“ bezeichnet und als Scheuermittel verkauft; seine Härte ist gerade richtig, um Kalkbeläge abzukratzen, aber Glas und Porzellan unberührt zu lassen. In sogenannten Brechanlagen wird der Dolomit auch zu Zuschlagstoffen für den Straßenbau und die Betonherstellung verarbeitet. Als Grobschotter dient er auch zur Füllung von Gabionen (Schotterkörbe).

Granulierter Dolomit wird als kieselsäurefreies (SiO₂-freies) Filtermaterial in der Wasseraufbereitung verwendet. Für verschiedene weitere Einsatzbereiche in der Wasseraufbereitung wird Dolomit gebrannt. Hierbei bildet sich bei ca. 900 °C aus Dolomit (CaMg(CO₃)₂) gebrannter Dolomit (CaMgO₂ = CaO·MgO). Bei niedrigerer Brenntemperatur entsteht halbgebrannter Dolomit (CaCO₃·MgO) auch Magno genannt, der in der Trinkwasseraufbereitung zur Entsäuerung (Bindung von überschüssigem CO₂) eingesetzt wird. Dabei reagiert vorzugsweise die MgO-Komponente. Weiteres unter Magno (Chemikalie).

Geschichte

Dolomit ist nach dem französischen Geologen Déodat de Dolomieu (1750–1801) benannt. Dolomieu machte eine Reise in den damals als „Bleiche Berge“ oder „monti pallidi“ bezeichneten Teil der Südalpen, im Bereich der Sprachgrenzen Deutsch/Ladinisch/Italienisch. Nach seinen Vorinformationen hätten diese Berge aus „Kalk“ bestanden. Auch wenn das Gestein von seinem äußeren Anschein und in seinen physikalischen Eigenschaften Kalkstein sehr ähnlich war, musste er feststellen, dass es sich, anders als Kalkstein, in schwacher bzw. verdünnter Säure nur sehr langsam auflöste. Er ging dem Problem nach und fand heraus, dass sich das Gestein nicht nur aus „Kalkerde“ (CaO), sondern zu gleichen Anteilen auch aus „Magnesiaerde“ (MgO) zusammensetzte.

Dolomieu wollte das neue Gestein zu Ehren seines Lehrers, des Mont-Blanc-Besteigers De Saussure, als „Saussurite“ bezeichnen, aber bald darauf starb er selbst, und die Wissenschaftsgemeinde benannte das Mineral und das Gestein nach ihm. Darum tragen auch die „Bleichen Berge“ der Südalpen heute Dolomieus abgewandelten Namen.

Weblinks

Commons: Dolomit – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien