Forschungsprojekt der Arbeitsgruppe Höhlen am Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik der Ruhr-Universität Bochum Stefan NIGGEMANN & Detlev K. RICHTER

Geochemie und Mineralogie von Koralloiden (Knöpfchensinter) und Calcitnadeln (1994 - 1996)

Subaerische Koralloide
Subaerische Koralloide (Knöpfchensinter etc.) in Höhlen sind Aerosolbildungen mit unterschiedlich starker Beteiligung kapillarer Zulieferung wäßriger Lösungen. Koralloidproben aus Kalkhöhlen des Sauerlandes und Dolomithöhlen der Eifel sowie Felsnischen im Dolomitgestein Südtirols wurden rasterelektronen- und kathodolumineszenzmikroskopisch sowie röntgendiffraktometrisch untersucht. Die Koralloide weisen einen intensiven Lagenbau im µm-Bereich auf. Der Gehalt an Mol-%-MgCO3  im Calcit der Koralloide ist positiv korreliert mit dem pauschalen Mg-Gehalt des Wirtsgesteins. In Höhlen mit stärkerer Dolomitbetonung treten zusätzlich zu Höchst-Mg-Calciten Aragonit und wasserhaltige Karbonate als Mineralphasen auf. Die Mineralisation von Aragonit und Mg-reichen Calciten wird bei den Speläothemen auf eine Bildung aus Restlösungen zurückgeführt. Lokal stellen höhere Temperaturen in eingangsnahen Höhlenpassagen einen Zusatzeffekt dar.

Calcitnadeln
Feinstfaserige Formen (Nadeln) von Calcit wurden im Kontakt zu siliziklastischen Bodensedimenten der Hüttenbläserschachthöhle (Iserlohn, NRW) auf rezenten Anschnitten und unter zerbrochenen Bodensinterplatten gefunden. Nach Röntgendiffraktometeraufnahmen mit internem Quarzstandard erwiesen sich die Nadeln als nahezu stöchiometrisch zusammengesetzter Calcit. Lichtoptische Untersuchungen haben Einzelfasern und Bündel von Fasern ergeben, wobei die nadelartigen Gebilde Einkristalle darstellen. Häufig zeigen die bis zu 200 µm langen und nur <0,5 bis 2 µm dicken Nadeln eine schiefe Auslöschung, was an ein Skelettwachstum der Calcite erinnert. REM-Untersuchungen zeigen keine einfachen Nadeln sondern immer längsgeriefte Fasern mit hahnenkammähnlichen Fortsätzen. Derartige Fasern werden in der Literatur aus bodenbezogenen Krustenkalken (calcretes) beschrieben. Die Wölbungen der gerieften Nadeln stellen unserer Meinung nach eine Biomineralisation oder eine anorganische Kristallisation in Filamentlumen dar, die aufgrund des Vorkommens nur auf Pilzfäden zurückzuführen sind. Die hahnenkammähnlichen Fortsetze markieren ein homoaxial zu den Calcitnadeln erfolgtes freies Kristallwachstum, das für Aerosolbildungen typisch zu sein scheint.
 

Knöpfchensinter aus der Hüttenbläserschachthöhle (Schlazkillerkluft) bei Iserlohn	KL-Aufnahme eines Koralloids aus der Ostenberghöhle bei Bestwig.  Calcit: dunkelblau - intrinsische KL; fahlblau bis -violett -SEE aktiviert; orange- Mn aktiviert	KL-Aufnahme eines Koralloids aus der B7-Höhle bei Iserlohn.  Calcit: dunkelblau - intrinsische KL; orange- Mn aktiviert; Aragonit: grün-Mn aktiviert