Geologie in Germany

Donnerstag, 5. Juli 2007

Verkieselung (Silifikation)

s.o. Ausschnittvergrößerung

(c) Rachaimer
Feuerstein
Scheibenkreide
Rügen
Sammlung georolf

Eine der möglichen Erhaltungszustände von Fossilien ist die Verkieselung (Silifikation), nicht zu verwechseln mit der Verkiesung (Pyritisierung). Bei der Verkieselung ersetzt Kiselsäure (Siliziumdioxyd-Hydrat, amorphe Kieselsäure, als Konkretion auch als Feuerstein bezeichnet) die eigentliche Substanz des Fossils. Dies kann nicht nur bei tierischen, meist kalkigen Hartteilen geschehen, sondern es können auch Hölzer verkieselt werden (Petrified Forrest in Arizona). Bei der Verkieselung können sehr feine Details erhalten werden. Auch auf die Präparation wirkt sich die Verkieselung günstig aus, wenn das Fossil in säurelöslichem Kalk vorliegt: Kieselsäure ist gegen Säuren beständig, wird allerdings von Alkalien angegriffen.
Bei der Verkieselung wird während der Diagenese z. B. die Kalksubstanz eines Gehäuses durch Kieselsäure verdrängt, die meist aus Schwammnadeln von Kieselschwämmen stammt und durch zirkulierende Lösungen transportiert wird. Dort wo diese Lösungen zutreten, können sich ringförmige Strukturen, die sog. "Silifikationsringe" bilden (s. Bild: Ausschnittsvergrößerung).
Berühmt sind die "Nattheimer Korallen" für ihre Verkieselung und die damit mögliche Präparation mit ca. 10%iger Salzsäure (oder besser noch Essig- oder Chloressigsäure).
Wichtig ist, dass diese chemische Präparation in Stärke und Geschwindigkeit dem Verkieselungsgrad angepasst wird. Kompakte, gut verekieselte Fossilien können kräftig geätzt werden, feine, kaum verkieselte Fossilien nur sehr vorsichtig.
Dabei sind deren freigeätzen Teile durch Wachs zu schützen. Dieses Wachs kann abschließend dann in heißem Wasser (und wässern muss man immer gründlich) "ausgeschmolzen" werden. Das flüssige Wachs sammelt sich dann an der Wasseroberfläche und kann nach dem Erkalten abgenommen werden.

Sonntag, 15. April 2007

Aktuopaläontologische Betrachtung

Die oben abgebildete Vogelmumie fand ich am trockengefallenen Ufer eines Etangs Pfingsten 2006. Sie zeigt typische Merkmale, wie sie auch bei einigen Wirbeltierfossilien, insbesondere Krokodile (Stenosaurus) oder bei Flugsauriern beobachtet werden können:
Durch die Austrocknung verkürzen sich die Sehnen, sodass sich die Halswirbelsäule in typischer Weise zurückbiegt. Durch Trocknung und Salzaufnahme ist das Fleisch teilweise konserviert, sodass im Falle rascher Überdeckung durch Sediment eine "Weichteilerhaltung" möglich wäre. Die Knochen befinden sich noch weitgehend im Verband, wenn auch nicht mehr in "Lebendstellung". Die Luftröhre ist herausgetrennt, die Körperhöhle eröffnet. Wenn man diese Erhaltung mit derjenigen z.B. des Archaeopterix oder des Stenosaurusskeletts von Holzmaden (im Landesmuseum Stuttgart) vergleicht, so findet man deutliche Parallelen.

Sonntag, 1. April 2007

Kalksinter

Im ersten Bild wird Kalksinter in einer Höhle gezeigt. Durch Abgabe von Kohlenstoff(IV)oxid (CO2) an die Höhlenluft scheidet das sehr harte, d.h. kalkhaltige Karstwasser Kalk ab. Es bilden sich kleine Sinterwannen, die durch Sinterleisten getrennt sind, in sich wiederholender ähnlicher Anordnung.
Im unteren Bild ist die Kalkabscheidung "im Eilzugtempo" durch das Erhitzen von hartem, sehr kalkhaltigem Wasser gezeigt. Durch das Erhitzen des Wassers wird die Löslichkeit des Kohlenstoff(IV)oxidgases vermindert, sodass es zur Kalkabscheidung kommen muss. Kesselstein stört den Wärmeübergang, führt zu übermäßigem Energieverbrauch und Verschleiss.
In beiden Fällen führt also die Störung eines sich im Carbonatgleichgewicht befindlichen Wassers durch Entzug von Kohlenstoff(IV)oxid zur Kalkabscheidung. Es ist dies die Umkehrung des Verkarstungsvorgangs.

Samstag, 24. März 2007

Verwitterung

Der rote Vogesensandstein (Hauptbuntsandstein) ist durch Verwitterung stark angegriffen. Besonders saure Rauchgase (Schwefeldioxid, Stickoxide), Salze, organische Säuren, aber auch Kohlendioxid machen dem porösen Sandstein zu schaffen. Mit Säuren und Salzen befrachtetes Niederschlagswasser dringt in den Sandstein und zerstört einerseits das Bindemittel, andererseits kommt es zur kapillaren Wanderung von Salzlösungen auch nach außen, wenn der Stein trocknet. Verdunstet das Wasser, bleiben die Salze zurück, wobei es bei der Kristallisation zur Sprengung des Gesteins kommen kann.
In dem hier abgebildeten Beispiel hat der Sandstein im Inneren seine Festigkeit durch die Zerstörung des eisenoxidhaltigen Bindemittels verloren, aber ausßen hat sich eine Kruste gebildet, die teilweise abgeplatzt ist. Braune Patina auf der Statue ist auf Schmutz und Eisenoxidhydratablagerung zurückzuführen.

Literatur:
DIETMAR REINSCH:
Natursteinkunde
Eine Einführung für Bauingenieure, Architekten, Denkmalpfleger und Steinmetze
Enke Verlag Stuttgart 1991

Dienstag, 13. März 2007

Vanadinit

Vanadinit ist ein Chlorid haltiges Bleivanadat Pb5[Cl/(VO4)3]. Beimengungen von Phosphor und Arsen sind möglich.

Mineralfarbe gelb, braun, orange; Strich weiß; nahezu opak; Diamant- und Fettglanz; H 3; D 6,7 -7,1.
Vorkommen: Oxidationszone von Blei/Zink-Lagerstätten, besonders im Kalkgestein. Wichtiges Vanadiumerz.

Literatur:
H.J. RÖSLER: Lehrbuch der Mineralogie
VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie
1. Aufl. Leipzig 1979

Donnerstag, 8. März 2007

Ätzwannen und Karren

Es handelt sich um Korrosionsformen auf nacktem Kreidekalk. Das abrinnende Niederschlagswasser hat die nackte Gesteinsfläche angeätzt und Rinnenkarren (Firstkarren) gebildet. In das Gestein wurden zudem regelrecht Wannen von mehreren dm Größe geätzt. In diesen Wannen hat sich stellenweise Kiefernstreu gefangen.
Karren entstehen durch Kalklösung (Verkarstung) und zählen zu den primären Karstformen. Der Prozess der Verkarstung beruht darauf, dass das Kalkgestein durch Kohlenstoff(IV)oxid reiches Wasser in das zehnmal besser lösliche Calciumhydrogencarbonat überführt wird.

Literatur:

HERBERT LOUIS
Allgemeine Geomorphologie
Lehrbuch der Allgemeinen Geographie
Bd.1 3. Auf. Berlin 1968

Dienstag, 6. März 2007

Dactylioceraten des Unteren Toarciums

Eine wichtige und leitende Ammonitengattung im Unteren Toarcium ist die Gattung Dactylioceras. Man spricht geradezu von Dactylioceratenschichten.

Das oberste Bild zeigt einen solchen Ammoniten, wie er normalerweise in der feinlaminierten, bituminösen Tonmergelfazies des Unteren Toarciums vorkommt. Der Ammonit ist - flach auf dem Sediment liegend - eingebettet worden. Bei der Kompaktion und Entwässerung des ursprünglichen Tonschlamms der im Zuge der Diagenese stattfand, wurde das Volumen auf ca. 5% des Ursprungsvolumens komprimiert. Das Gehäuse ist deshalb völlig plattgedrückt und die Kalkschale weggelöst. Es ist nur noch eine dünne Haut von Conchyolin und Pyrit erhalten.

Im zweiten Bild ist ein körperlich erhaltener Dactylioceras aus Franken gezeigt. Es handelt sich bei dem Gestein um einen Schaumkalk. Die Fossilien sind als Steinkerne erhalten.

Der Erhaltungszustand ist also stark von der Art des Sediments abhängig, in dem das Fossil eingebettet wird.

Im dritten Bild liegt die für den "Ölschiefer" des Unteren Toarciums typische Erhaltung vor. Die Einbettungslage ist jedoch sehr ungewöhnlich: Der Ammonit ist beim Absinken auf den Meeresgrund schräg im Sediment stecken geblieben und so eingebettet worden. Durch die Kompaktion wurde das Gehäuse stark geschert.

Im vierten Bild ist die Schale eines Dactylioceraten stückweise eingelagert. Es handelt sich um einen Fraßrest: Ein Fisch oder Saurier hat einen Dactylioceraten gefressen, indem er das Gehäuse zerknackte und die Weichteile verschlang. Die Scherben des Gehäuses wurden deshalb zerstreut.
Da es am Grund des "Ölschiefermeeres" kaum Bodenleben gab (Sauerstoffmangel), handelt es sich um Reste, die aus dem oxischen Bereich stammen. Hätte z.B. ein Krebs einen solchen Ammoniten gefressen, so wäre die Schale nicht zerknackt, sondern regelrecht aufgeschnitten. Solche Stücke sind bekannt.

Literatur:

GEYER, GWINNER:
Einführung in die Geologie von Baden-Württemberg
Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung Stuttgart
1. Aufl. 1964

FLEIßNER, RÖDIGER:
Das ewige Meer
Franckh'sche Verlagshandlung
Stuttgart 1984

RUDOLF SCHLEGELMILCH:
Die Ammoniten des süddeutschen Lias
Gustav Fischer Verlag
Stuttgart 1976

Sowie mündl. Mitteilungen des geol.-pal. Präparators FRITZ LÖRCHER