Specksteinproben

Speckstein (auch Steatit oder Seifengestein genannt ) ist ein Talkschiefer , ein metamorphes Gestein . Er besteht hauptsächlich aus dem magnesiumreichen Mineral Talk . Entsteht er durch dynamothermale Metamorphose und Metasomatose in Subduktionszonen , wo Gesteine ​​durch Hitze und Druck unter Zufluss von Fluiden, jedoch ohne Schmelzen , umgewandelt werden. Speckstein wird seit Jahrtausenden als Material für Schnitzereien verwendet.

Terminologie

Die Definitionen der Begriffe „Steatit“ und „Speckstein“ variieren je nach Fachgebiet. In der Geologie bezeichnet Steatit ein Gestein, das größtenteils aus Talk besteht. In der Bergbauindustrie wird Steatit als hochreines Talkgestein definiert, das sich beispielsweise für die Herstellung von Isolatoren eignet ; minderwertigere Qualitäten des Minerals werden einfach als „ Talkgestein “ bezeichnet. Steatit kann sowohl in Brocken („Blocksteatit“, „Lavasteatit“, „Lavatalk“) als auch gemahlen verwendet werden. Während Geologen logischerweise beide Formen mit „Steatit“ bezeichnen, meint „Steatit“ in der Industrie ohne weitere Spezifizierung typischerweise bereits gemahlenen oder zukünftig zu gemahlenem Steatit. Werden gemahlene Steatite zu Blöcken zusammengepresst, so nennt man diese „synthetischen Blocksteatit“, „künstlichen Blocksteatit“ oder „künstlichen Lava-Talk“. [ 1 ]

In industriellen Anwendungen bezeichnet Speckstein einen Naturstein , der entweder aus Amphibol-Chlorit-Karbonat-Talk-Gestein, Talk-Karbonat-Gestein oder einfach Talk-Gestein besteht und in Form von gesägten Platten verkauft wird . „Gemahlener Speckstein“ bezeichnet mitunter das gemahlene Abfallprodukt der Plattenherstellung. [ 1 ]

Petrologie

Ein Block Talkum

Petrologisch besteht Speckstein überwiegend aus Talk, mit unterschiedlichen Anteilen an Chlorit und Amphibolen (typischerweise Tremolit , Anthophyllit und Cummingtonit , daher der veraltete Name Magnesiocummingtonit) sowie Spuren von Eisen-Chrom- Oxiden . Er kann schiefrig oder massig sein . Speckstein entsteht durch die Metamorphose ultramafischer Ausgangsgesteine ​​(z. B. Dunit oder Serpentinit ) und die Metasomatose kieselsäurehaltiger Dolomite .

Reines Steatit besteht, bezogen auf die Masse, aus etwa 63 % Siliciumdioxid , 32 % Magnesiumoxid und 5 % Wasser. [ 2 ] Es enthält üblicherweise geringe Mengen anderer Oxide wie CaO oder Al₂O₃ .

Pyrophyllit , ein Mineral, das Talk sehr ähnlich ist, wird aufgrund seiner ähnlichen physikalischen Eigenschaften und industriellen Verwendungsmöglichkeiten [ 3 ] sowie seiner häufigen Verwendung als Schnitzmaterial manchmal auch allgemein als Speckstein bezeichnet. Allerdings fühlt sich dieses Mineral in der Regel nicht so seifig an wie Speckstein.

Physikalische Eigenschaften

Speckstein ist aufgrund seines hohen Talkanteils relativ weich. Talk hat einen Härtegrad von 1 auf der Mohs-Skala . Weichere Sorten fühlen sich beim Berühren ähnlich wie Seife an , daher der Name. Die Härte von Speckstein variiert je nach Talkgehalt: von nur 30 % bei architektonischen Sorten, wie sie beispielsweise für Arbeitsplatten verwendet werden, bis hin zu 80 % bei Sorten für Schnitzereien.

Speckstein lässt sich leicht bearbeiten; er ist außerdem langlebig, hitzebeständig und besitzt eine hohe Wärmespeicherkapazität. Daher wird er seit Jahrtausenden für Koch- und Heizgeräte verwendet. [ 4 ]

Speckstein wird aufgrund seiner Haltbarkeit und seiner elektrischen Eigenschaften sowie seiner Formbarkeit vor dem Brennen häufig als Isoliermaterial für Gehäuse und elektrische Bauteile verwendet. Beim Erhitzen auf 1000–1200 °C wandelt sich Speckstein in Enstatit und Cristobalit um ; auf der Mohs-Skala entspricht dies einer Erhöhung der Härte auf 5,5–6,5. [ 5 ] Das so entstehende Material, härter als Glas, wird mitunter als „Lava“ bezeichnet. [ 6 ]

Historische Nutzung

Afrika

Altägyptische Skarabäus- Siegel und Amulette wurden zumeist aus glasiertem Speckstein gefertigt. [ 7 ] Die Yoruba in Westnigeria verwendeten Speckstein für zahlreiche Statuen, insbesondere in Esie , wo Archäologen Hunderte von männlichen und weiblichen Statuen in etwa halber Lebensgröße freigelegt haben. Die Yoruba von Ife stellten außerdem einen Miniatur-Specksteinobelisken mit Metallnieten her, der „Stab von Oranmiyan “ genannt wird.

Der Specksteinabbau in Tabaka, Kenia , findet in relativ flachen und gut zugänglichen Steinbrüchen in der Umgebung von Sameta, Nyabigege und Bomware statt. [ 8 ] Diese waren damals für alle zugänglich, sofern sie über die nötigen Arbeitskräfte verfügten. Dies bedeutete hauptsächlich, dass die Männer den Abbau betrieben, da sie die Hüter des Gemeindelandes waren, also des angestammten Landes in Riamosioma, Itumbe, Nyatike usw. [ 9 ]

Amerika

Die indigenen Völker Nordamerikas nutzten Speckstein bereits seit der späten archaischen Periode. Während der archaischen Periode (8000–1000 v. Chr.) wurden Schalen, Kochplatten und andere Gegenstände aus Speckstein gefertigt. [ 10 ] Die Verwendung von Speckstein-Kochgefäßen in dieser Zeit wird auf die thermischen Eigenschaften des Gesteins zurückgeführt; im Vergleich zu Ton- oder Metallbehältern speichert Speckstein die Wärme besser. [ 11 ] Die Verwendung von Speckstein in den Kulturen der indigenen Völker Nordamerikas setzt sich bis heute fort. Später fertigten andere Kulturen Rauchpfeifen aus Speckstein an , eine Praxis, die bis heute Bestand hat. Die geringe Wärmeleitfähigkeit des Specksteins ermöglicht langes Rauchen, ohne dass die Pfeife unangenehm heiß wird. [ 12 ]

Mythologische Figuren, die von Kayasark, einem Inuit-Schnitzer, aus Speckstein geschnitzt wurden, werden in der Honolulu Academy of Arts aufbewahrt.

Die indigenen Völker der Arktis nutzten Speckstein traditionell für Schnitzereien von Gebrauchsgegenständen und Kunstwerken. Die Qulliq , eine Art Öllampe, wird aus Speckstein gefertigt und von den Inuit und Dorset verwendet . [ 13 ] Die Speckstein-Öllampen deuten darauf hin, dass diese Völker leichten Zugang zu Ölen hatten, die aus Meeressäugetieren gewonnen wurden. [ 14 ]

In der Neuzeit wird Speckstein häufig für Schnitzereien in der Inuit-Kunst verwendet . [ 15 ]

In den Vereinigten Staaten wurde im 19. Jahrhundert im Nordosten Georgias , in der Gegend um Dahlonega und Cleveland , lokal abgebauter Speckstein für Grabsteine ​​verwendet , sowohl für einfache Feldsteingräber als auch für sogenannte „Slot and Tab“-Gräber.

In Kanada wurde Speckstein in arktischen Regionen wie dem westlichen Teil der Ungava-Bucht und dem Appalachen-Gebirge bei Neufundland abgebaut. [ 16 ]

Asien

Die Statue von Iddi-Ilum aus Mari in Syrien aus dem 21. Jahrhundert v. Chr. ist aus Speckstein gefertigt.

Die antike Handelsstadt Tepe Yahya im Südosten Irans war im 5. bis 3. Jahrtausend v. Chr. ein Zentrum für die Produktion und den Vertrieb von Speckstein. [ 17 ]

Speckstein wird in Indien mindestens seit der Zeit des Hoysala-Reiches , des westlichen Chalukya-Reiches und in gewissem Maße auch des Vijayanagara-Reiches als Material für Skulpturen verwendet . [ 18 ]

Schon früher wurde Steatit als Untergrund für Indus-Harappa -Siegel verwendet . [ 19 ] [ 20 ] Nach dem Aufbringen der kunstvollen Schnitzereien von Ikonen und (noch nicht entzifferten) Symbolen wurden die Siegel mehrere Tage lang bei über 1000 °C erhitzt, um sie zu härten und haltbar zu machen. So entstanden die endgültigen Siegel, mit denen Abdrücke auf Ton gemacht wurden.

In China wurden während der Frühlings- und Herbstannalen (771–476 v. Chr.) aus Speckstein Zeremonialmesser gefertigt. [ 21 ] Speckstein wurde auch zur Herstellung chinesischer Siegel verwendet .

Speckstein wurde in Myanmar bereits im 11. Jahrhundert während der Pagan -Periode als Schreibstift verwendet . Danach diente er bis zum Ende der Mandalay-Periode (19. Jahrhundert) weiterhin als Stift zum Schreiben auf schwarzem Parabaik .

Australien

Pfeifen und dekorative Schnitzereien von einheimischen Tieren wurden aus Speckstein von dem australischen Aborigine- Künstler Erlikilyika ( ca. 1865  – ca. 1930 ) in Zentralaustralien hergestellt . [ 22 ]

Europa

Die minoische Kultur auf Kreta verwendete Speckstein. Im Palast von Knossos wurde ein aus Speckstein gefertigter Opfertisch gefunden. [ 23 ] Speckstein ist in Nordeuropa relativ häufig. Während der Wikingerzeit war Speckstein in Norwegen das wichtigste Material für Kochgefäße. [ 24 ] Die Wikinger schlugen Speckstein direkt aus der Felswand, formten daraus Kochtöpfe und verkauften diese im In- und Ausland. [ 25 ] Auf den Shetlandinseln gibt es Hinweise darauf, dass diese Gefäße zur Verarbeitung von Fisch- und Milchfetten verwendet wurden. [ 26 ] Mehrere erhaltene mittelalterliche Gebäude in Nordeuropa sind aus Speckstein errichtet, darunter der Nidarosdom . [ 4 ]

Moderne Verwendung

Die äußeren Schichten der Christusstatue in Rio de Janeiro bestehen aus Speckstein.

In der heutigen Zeit wird Speckstein am häufigsten für architektonische Anwendungen verwendet, wie zum Beispiel für Arbeitsplatten, Bodenfliesen, Duschwannen und Innenausbauten.

Speckstein wird mitunter für Kaminverkleidungen und die Verkleidung von Holzöfen verwendet [ 27 , 28 ] und ist aufgrund seiner Fähigkeit, Wärme zu absorbieren, zu speichern und gleichmäßig abzustrahlen (bedingt durch seine hohe Dichte und seinen Magnesitgehalt (MgCO₃)), das bevorzugte Material für gemauerte Holzöfen . [ 27 , 28 ] Er eignet sich auch für Arbeitsplatten und Badezimmerfliesen , da er sich leicht bearbeiten lässt und als „stiller Stein“ gilt. Mit der Zeit entwickelt er auf natürliche Weise eine verwitterte oder gealterte Optik durch die Patinabildung.

Speckstein eignet sich zur Herstellung von Gussformen für Objekte aus weichen Metallen wie Zinn oder Silber . Der weiche Stein lässt sich leicht bearbeiten und wird durch Erhitzen nicht beschädigt. Dank seiner glatten Oberfläche lässt sich das fertige Objekt problemlos aus der Form lösen.

Schweißer und Metallbauer verwenden Speckstein aufgrund seiner Hitzebeständigkeit als Markierung; er bleibt auch bei Hitzeeinwirkung sichtbar. Auch Näherinnen, Schreiner und andere Handwerker nutzen ihn seit vielen Jahren als Markierungswerkzeug, da die Markierungen zwar sichtbar, aber nicht dauerhaft sind.

Aufgrund seiner Hitzebeständigkeit eignet sich Steatit für die Herstellung von Gasbrennerdüsen , Zündkerzen und elektrischen Schalttafeln. [ 6 ]

Keramik

Steatitkeramiken sind kostengünstige, biaxiale Porzellane mit der nominellen Zusammensetzung (MgO) ₃ (SiO₂ ) ₄ . [ 29 ] Steatit wird hauptsächlich aufgrund seiner dielektrischen und wärmeisolierenden Eigenschaften in Anwendungen wie Fliesen, Trägermaterialien, Unterlegscheiben, Buchsen, Perlen und Pigmenten eingesetzt. [ 30 ] Es findet auch Verwendung für Hochspannungsisolatoren, die hohen mechanischen Belastungen standhalten müssen, wie beispielsweise die Isolatoren von Mastheizkörpern .

Kunsthandwerk

Speckstein wird weiterhin von Künstlern und indigenen Völkern für Schnitzereien und Skulpturen verwendet. In Brasilien, insbesondere im Bundesstaat Minas Gerais , ermöglicht der Reichtum an Specksteinvorkommen den lokalen Kunsthandwerkern, Töpfe, Pfannen, Weingläser, Statuen, Schmuckkästchen, Untersetzer und Vasen aus Speckstein herzustellen. Diese Kunsthandwerksprodukte werden häufig auf Straßenmärkten in den Städten des Bundesstaates verkauft. Einige der ältesten Städte, insbesondere Congonhas , Tiradentes und Ouro Preto , weisen noch immer Straßen auf, die teilweise aus der Kolonialzeit mit Speckstein gepflastert sind.

Bergbau

Architektonischer Speckstein wird in Kanada, Brasilien, Indien und Finnland abgebaut und in die Vereinigten Staaten importiert. [ 31 ] Zu den aktiven nordamerikanischen Minen gehören eine südlich von Quebec City , deren Produkte von Canadian Soapstone vertrieben werden, die Minen Treasure und Regal im Beaverhead County , Montana , die von der Barretts Minerals Company betrieben werden, sowie eine weitere in Zentral -Virginia , die von der Alberene Soapstone Company betrieben wird.

Der Abbau von Speckstein zur Deckung der weltweiten Nachfrage bedroht den Lebensraum der indischen Tiger. [ 32 ]

Andere

Specksteine ​​können eingefroren und später anstelle von Eiswürfeln zum Kühlen alkoholischer Getränke verwendet werden, ohne diese zu verwässern. Diese sogenannten Whisky-Steine ​​wurden um 2007 eingeführt. [ 33 ] Die meisten Whisky-Steine ​​sind halbpoliert und bewahren so die natürliche Optik von Speckstein, während andere hochglanzpoliert sind.

Sicherheit

Menschen können am Arbeitsplatz durch Einatmen sowie Haut- oder Augenkontakt Specksteinstaub ausgesetzt sein. Eine Exposition oberhalb der zulässigen Grenzwerte kann zu Symptomen wie Husten , Atemnot , Zyanose , Rasselgeräuschen und pulmonaler Herzkrankheit führen . Aufgrund des möglichen Vorkommens von Tremolit und kristallinem Siliziumdioxid im Staub sollten Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um berufsbedingte Erkrankungen wie Asbestose , Silikose , Mesotheliom und Lungenkrebs zu vermeiden . [ 34 ]

Vereinigte Staaten

Die US-Arbeitsschutzbehörde (OSHA ) hat den zulässigen Expositionsgrenzwert für Speckstein am Arbeitsplatz auf 20 Millionen Partikel pro Kubikfuß über einen 8-stündigen Arbeitstag festgelegt. Das Nationale Institut für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz (NIOSH) empfiehlt einen Gesamtexpositionsgrenzwert von 6 mg/m³ und einen Atemwegsgrenzwert von 3 mg/m³ über einen 8-stündigen Arbeitstag. Ab einer Konzentration von 3000 mg/ m³ ist Speckstein unmittelbar lebens- und gesundheitsgefährdend . [ 35 ]

Andere Namen

Die regionalen Bezeichnungen für Speckstein variieren: In Vermont wird er als „Grit“ bezeichnet, in Georgia unterscheidet man zwischen „weiß mahlendem“ und „dunkel mahlendem“ Talk, und in Kalifornien gibt es „weichen“, „harten“ und „blauen“ Talk. [ 36 ] Außerdem:

  • Combarbalit-Gestein, das ausschließlich in Combarbalá , Chile, abgebaut wird, ist für seine vielfältigen Farben bekannt. Diese sind zwar während des Abbaus nicht sichtbar, treten aber nach der Verarbeitung hervor.
  • Palewa- und Gorara-Steine ​​sind Arten von indischem Speckstein.
  • Für Speckstein werden verschiedene andere regionale und Marketingbezeichnungen verwendet. [ 37 ]

Siehe auch

Zitate

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Allgemeine und zitierte Referenzen

Weiterführende Literatur

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