Bentonit oder kein Bentonit?

 

Gemäß der auf der Seite  "Montmorillonit"  ausgewerteten Quellen wird eine Mindestanforderung von   >50 % Smektit (Montmorillonit) an einen Bentonit gestellt. Unter diesem Aspekt wird häufig gefragt, ob denn quellfähige Tone wie z.B. aus der Lagerstätte Friedland (MV) diesen Ansprüchen gerecht werden und als "Bentonit" zu bezeichnen sind.

 

Hierzu kann gesagt werden, dass der Friedländer Ton im Laufe der Jahre vielfach untersucht, die Lagerstätte eingehend erkundet worden ist. In diesem Zusammenhang weisen wir auf folgende Quelle hin: 

 

 

JAHRESTAGUNG DER DTTG 1998 3. - 5. September 1998, Greifswald

Berichte der DTTG e.V. - Band 6,

- Mineralbestand und Genese feinkörniger quartärer und präquartärer Sedimente in Nordostdeutschland unter besonderer Berücksichtigung des Friedländer Tones"

von K.-H. Henning & J. Kasbohm vom Institut für Geologische Wissenschaften

der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald

 

2. Eozäne Tone"Typ Friedland"

Aus Bohrungen in Nordostdeutschland und aus oberflächennahen Aufschlüssen infolge halokinetischer Hochlagen und Verschuppung durch glazidynamische Einflüsse ist seit längerer Zeit die marine Schichtenfolge des Eozäns bekannt. Zur Typuslokalität zählen die Tonlagerstätten und -vorkommen bei Friedland. Die hier nachgewiesenen Tonvorkommen sind in Form von Schuppen/Schollen Bestandteil einer überfahrenen Stauchmoräne, die als ein Teilabschnitt der Rosenthaler Staffel zu betrachten ist (Bauss 1967). Der eozäne Ton ist zusammen mit einem liegenden zur Grundmoräne des Pommerschen Stadiums gehörenden Geschiebemergel gestaucht worden. Der hangende Geschiebemergel liegt diskordant über dem Stauchmoränenkomplex und schneidet die Schuppen/Schollen im Dachbereich ab. Damit gehören die Friedläner Vorkommen zu den im Quartär weit verbreiteten, als "exotische Schollen" im norddeutschen Flachland bezeichneten, stratigraphisch älteren Bildungen.

Der schluffige, kalkfreie bis schwach kalkhaltige Ton von blaugrauer Farbe und hochplastischen Eigenschaften ist nach seiner Mikrofauna überwiegend in das Unter-Eozän 2 (marine Fazies) einzuordnen. Er enthält wenig Makrofauna (z.B. Haifischzähne u.a.), weiterhin Konkretionen aus Phosphorit (teilweise mit Pyrit in den Rissen und Ichnospuren an den Oberflächen), aus Pyrit sowie aus Karbonaten (Siderit, Calcit). Beim Austrocknen können sich Sekundärminerale wie Gips, Roemerit, Copiapit, Mirabilit, Thenardit, Rozenit, Szomolnokit, Jarosit (wasserfreie und wasserhaltige Sulfate mit Kationen der Elemente Ca, Fe, Na und Al) bilden (Ullrich & Störr 1985). Dieser Prozeß wird durch den mikrobiellen Abbau von Pyrit gefördert.

Nach der komplexen mineralogischen Phasenanalyse (Henning et al. 1971) ist der Friedländer Ton ein Dreischichtsilikat - Ton mit dem Hauptbestandteil ein dioktaedrisches irreguläres Montmorillonit-Muskovit-Mixed-Layer-Mineral (innerkristallin quellfähig) synonym auch Smectit-Illit-Mixed-Layer (irregulär). Daneben enthält der Ton noch Muskovit, Kaolinit, Chlorit und Glaukonit als Tonminerale i.e.S. Als Nichttonminerale sind Quarz, Feldspat, Calcit, Dolomit und Pyrit enthalten.

Zu den diagnostischen Kriterien für die Identifizierung des Montmorillonit-Muskovit-Mixed-Layer-Minerals zählen:

  • das Mineral weist röntgenographisch eine ausgeprägte innerkristalline Quellfähigkeit auf, aber bei im Vergleich zu Montmorillonit geringerer Intensität des Glykol-Basisreflexes;
  • der (060)-Reflex ergibt einen dioktaedrischen Charakter;
  • Röntgentexturdiagramme nach unterschiedlicher Kationenbelegung und stufenweiser Temperung zeigen eine irreguläre Schichtabfolge;
  • der Masse-Verlust bei thermischer Entwässerung beträgt 13 - 15 %;
  • das Temperaturmaxim der Dehydroxylation liegt bei 570 °C;
  • die Berechnung der Strukturbesetzung aus der chemischen Analyse ergibt einen tetraedischen Ersatz von Si durch Al in der Größenord-nung von 10 bis 20 %, in der Oktederschicht sind ca. 20 % Mg und ca. 30 % Fe anstelle von Al substituiert, die Zwischenschichtbereiche sind in abnehmender Konzentration mit K, Na und Ca besetzt;
  • die Morphologie der Teilchen ist blättchenförmig mit leistenförmigen Absonderungen (Henning & Störr 1986) senkrecht zur Basisschicht, ohne wesentliche Quelleffekte;
  • die Fouriertransformation der Basisserie des Glykolkomplexes (Landgraf 1979) zeigt das Vorhandensein von 10-D-(Muskovit) und 17-D-(Glykol-Montmorillonit) Schichten bei einer ungeordneten Schichtabfolge an, der Schichtanteil vom Typ Montmorillonit liegt bei 60 %.

Der weiterhin festgestellte Muskovit ist leicht destruiert in Richtung Illit. Der Kaolinit tritt in kleinen pseudohexagonalen Kristallen auf. Als Chlorit ist ein trioktaedrischer Fe-Mg-Chlorit vorhanden. Der Hauptanteil des Quarzes liegt als kantig-splittrige Körner in den Korngrößen < 63 µm vor. Aus den mikroskopischen Untersuchungen folgt, daß die Minerale Quarz, Feldspat, Muskovit, Chlorit, Glaukonit, Pyrit und die Karbonate auch in Korngrößen < 2 µm vorkommen. Bezüglich der Gefügeeigenschaften ergibt sich, daß die eozänen tonigen Gesteine als inhomogene und anisotrope Tone vorliegen. Der Korngrößenanteil der Tonfraktion beträgt im Durchschnitt 68 Masse-% und variiert zwischen 50 und 70 Masse-%. Der quantitative Mineralbestand des Tones von Friedland ist in seiner Einzelproben-Variation und dem daraus ermittelten Durchschnittswert in Tab. 1 zusammengestellt. Von den mineralogischen Eigenschaften des Tones "Typ Friedland" sind insbesondere die folgenden von Einfluß auf das technologische Verhalten:

  • Das Vorhandensein von wesentlichen Mengen (35 - 53 Masse-%) des irregulären Montmorillonit-Mixed-Layer-Minerals (Mo60Mu40) mit montmorillonitähnlichen Eigenschaften. Die Unterschiede zum Montmorillonit sind eine geringere innerkristalline Quellfähigkeit, geringere Kationenumtauschkapazität (KUK), geringere spezifische Oberfläche, geringere thermische Stabilität und blättchen- bis leistenförmige Morphologie. Bezüglich dieser Eigenschaften kann festgestellt werden, daß sich der Friedländer Ton wie ein Dreischichtsilikatton mit ca. 25 Masse-% des innerkristallin vollständig quellfähigen Tonminerals Montmorillonit verhält und damit bentonitähnliche Eigenschaften aufweist. Er erreicht jedoch nicht die Qualität von Bentonit, der in der Regel weit mehr als 50 Masse-% Montmorillonit enthält.
  • Der hohe Gesamtanteil von Dreischichtsilikaten (Mixed-Layer-Mineral, Muskowit, Illit und Glaukonit).
  • Der hohe Kornanteil < 2 µm und die Kornverteilung in dieser Kornklasse.   Zitat Ende

 

Den vollständigen Bericht können Sie hier nachlesen:
(externer Link zu "DEUTSCHE TON- UND TONMINERALGRUPPE e.V.")
 



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