Das Gestein des Jahres 2013 – Kaolin

28. Januar 2013 von Gunnar Ries in Lagerstätten / Rohstoffe

Was passiert, wenn man Feldspatreiche Gesteine einer intensiven, tropischen Verwitterung aussetzt? Wir erinnern uns, dass Verwitterung prinzipiell dem Kaffeekochen ziemlich ähnlich ist. Nur dass in diesem Fall kein Kaffeepulver, sondern Gestein vom Wasser durchflossen wird. Aber auch hier werden bestimmte Elemente gerne von der Verwitterungslösung aus dem Gestein entführt. Bei Feldspäten sind das in erster Linie die Alkalien und Erdalkalien , also Kalium, Calcium und Natrium, die damit das Mineral verlassen. Zurück bleiben Aluminium und Silizium. Aus diesen Elementen kann sich das Mineral Kaolinit, Al4(OH)8Si4O10, bilden.

KAlSi3O8 (K-Feldspat) + 6 H2O  →

Si4Al4O10(OH)8 (Kaolinit) + 8 SiO2 (schwer löslich)+ 4K(OH)(wird mit Verwitterungslösung entfernt)

 

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Kaolin, Foto: USGS

In vielen Lehrbüchern findet sich noch immer die Behauptung, der Feldspat würde sich in Kaolinit umwandeln. Das Problem daran ist nur, dass Feldspat ein Gerüstsilikat, Kaolin hingegen ein Schichtsilikat ist. Es gibt noch weitere kaolinminerale, wie Dickit und Nakrit, die aber mehr im Bereich der hydrothermalen Alteration von feldspatreichen Gesteinen vorkommen. Bei sehr intensiver tropischer Verwitterung kann auch der in den Gesteinen befindliche Quarz schliesslich nachgeben, so dass am Schluss (fast) nur noch die Kaolinminerale in dem Gestein vorhanden sind. Bei mehr oder weniger vollständiger Verwitterung finden sich dann noch einige der Ausgangsgesteine wie Feldspäte, Glimmer und vor allem Quarze in dem Kaolin, sowie Vorläuferminerale wie Allophane (amorpe Gele) und Halloysit, ein Hydro-Kaolin.

Der Name "Kaolin" leitet sich von dem chinesischen Ort Gao-ling (hoher Berg) in der Provinz Jiangxi her, wo die "weiße Erde" gefunden wurde. Das Wort kam im 18. Jahrhundert durch einen französischen Jesuitenpater nach Europa, wo es die bisher üblichen Bezeichnungen „Weißton“ oder „Passauer Erde“ ersetzte.

Als Verwitterungsprodukt ist Kaolin (wenn er denn eben kein hydrothermales Umwandlungsprodukt ist) ein guter Anzeiger für das Paläoklima. Kaoline entwickeln sich am Besten in warmen feuchten und tropischen Klimaten, wo nicht nur dauerhaft hohe Temperaturen, sondern auch die entsprechende Menge Wasser im Spiel ist. Da wir auch bei uns in Mitteleuropa entsprechende Vorkommen finden, liegt die Vermutung nahe, dass auch hier in der Erdgeschichte ein deutlich wärmeres und feuchteres Klima als heute geherrscht hat. in der Oberkreide bis zuletzt ins Miozän hinein herrschten auch in Mitteleuropa tropische oder zumindest fast tropische Klimabedingungen. Dies führte auf feldspatreichen Gesteinen wie Granitoiden, Rhyolithoiden, aus Arkosen oder Grauwacken Kaoline zur Bildung von mächtigeren Kaolindecken. So finden wir in Deutschland Kaoline vor allem in der Oberlausitz (Raum Königswartha-Caminau) auf Granodioriten, Nordwestsachsen (Kemmlitz bei Oschatz) und im Raum Halle (Salzmünde) als Porphyrkaoline, in der Oberpfalz (Hirschau-Schnaittenbach) als Arkosekaoline und noch einige Vorkommen in Thüringen und im Westerwald.

 Kaolinite mineral mine in Bulgaria, photo by Nikola Gruev

Kaolinitmine in der Nähe von Wetowo in Bulgarien. Foto Nikola Gruev, CC-Lizenz.

Bekannt ist Kaolin, wie auch die Bezeichnung "Porzellanerde" andeutet, vor allem durch seine Rolle bei der Porzellanherstellung. Und es ist daher auch nicht sehr verwunderlich, dass die traditionellen Zentren der Porzellanherstellung wie Meißen, Selb oder Kahla sich in der Nähe von Kaolinvorkommen befinden. Daneben hat Kaolin aber auch eine Reihe von weiteren Verwendungen. So wird die rund 50 % des in der Bundesrepublik geförderten Kaolins als Beschichtung für Papier, ein etwas geringerer Anteil, rund 35 % geht als Füllstoff in die Papier und Gummiindustrie. Auch in der Kosmetik wird Kaolin zum Beispiel als Grundlage zur Herstellung von Pudern benutzt. In Lebensmitteln kann Kaolin als Trenn- und Bleichmittel oder als Trägerstoff zugesetzt werden. Es kann vom Darm nicht aufgenommen werden und ist daher unbedenklich. In der EU ist es als Lebensmittelzusatzstoff mit der Nummer E 559 für bestimmte Lebensmittel zugelassen. Die weltweite Förderung beträgt (für 2003) rund 45,6 Millionen Tonnen. Die weltweit bekannten förderwürdigen Vorräte werden auf rund 14,2 Milliarden Tonnen geschätzt, was bei einer unveränderten Förderung theoretisch für 300 Jahre reichen dürfte.

http://www.gestein-des-jahres.de/2013

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