Dechenhöhle - Tropfsteinhöhle und Deutsches Höhlenmuseum

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

Summary:
Subaerial-formed cave-corraloids are formations of aerosolian waters with different contributions of capillary supplied aqueous solutions. Samples from limestone-caves of the Sauerland and dolomitstone-caves of the Eifel (both Germany) as well as from rock-niches of South-Tyrolian (Italy) dolomitstone-areas were examined by SEM- cathodoluminescence-microscopic and X-ray-diffraction means. The corraloids show an intensive, μm-scaled lamination-structure. The corraloid-calcite´s content of Mol-% MgCO3 is positively correlated with the global Mg-content of the host-rock. In addition to high-Mg-calcites aragonit and hydrated carbonates are common mineral-phases in caves with stronger dolomitic-accentuation. The mineralization of aragonite and Mg-rich-calcites is due to precipitation from remaining-solutions. Higher temperatures in galleries near the cave�s entrance represent an additional effect.

Veröffentlichungen:

RICHTER, D.K. & NIGGEMANN, S. (1995): Calcitnadeln in der Hüttenbläserschachthöhle bei Iserlohn (NRW).- Speläolog. Jb. Verein f. Höhlenkunde Westf., 1994: 25-32; Iserlohn.

NIGGEMANN, S., HABERMANN, D.,OELZE, R. & RICHTER, D.K. (1997): Aragonitisch/calcitische Koralloide in Karbonathöhlen unterschiedlicher Mg-Betonung.- Speläolog. Jb. Verein f. Höhlenkunde Westf., 1995/96: 151-168; Iserlohn.

NIGGEMANN, S., HABERMANN, D.,OELZE, R. & RICHTER, D.K. (1997): Aragonitic/calcitic coralloids in carbonate caves: Evidence for solutions of different Mg-influence. - Proc. 12th. Int. Congr. of Speleology, Vol.1: 251-256; La-Chaux-de-Fonds.