Hornstein, Chalcedon, Ackerstein von A - M

A. Hornstein - sein besonderes Aussehen:

Hornsteinschmuck aus Pforzheim - vom Ackerstein zum Schmuckstück!

Der dunkle Hornstein, auf einem Acker bei Pforzheim aufgelesen, wurde von einem Edelsteinschleifer in Pforzheim in dieses Schmuckstück verwandelt. Das geht nur, weil der Hornstein hart ist. Nach Ausssage des Edelsteinschleifers war es nicht einfach, den Hornstein zu bearbeiten, weil das Gestein zäh ist.

Das Schmuckstück liegt auf dem glitzernden Quarzrasen eines rohen Hornsteins, ebenfalls ein Ackerstein. Das Schmuckstück ist etwas Besonderes, wie der Hornstein überhaupt etwas Besonderes in und um Pforzheim ist. Deshalb bekommt er hier seine eigene Ecke auf der Homepage!

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B. Hornstein - das typische Aussehen:

Klassische dunkle, grauschwarze Hornsteine, Fundorte: Birkenfeld, Wiernsheim-Pinache

Der klassische Hornstein ist ein dunkler, kantig-eckiger Stein, der unter einem Hammerschlag muschelig zerbricht. In und um Pforzheim liegt er auf den Äckern, die den Mittleren Muschelkalk als Untergrund haben. Das Kantig-Eckige deutet darauf hin, dass es ein harter Stein ist. Dem ist so. Landwirte können sich nicht für den Hornstein begeistern. Wegen seiner Härte schadet er den Ackergeräten.

Ein roher und bearbeitete Hornsteine

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C. Hornstein - die außergewöhnliche Härte eines Ackersteins:

 

Auf den Äckern des Mittleren Muschelkalks liegen meistens kalkige und dolomitische Steine, deren Mineralbestand überwiegend eine Mohshärte von 3 bis 4 hat (Calciumcarbonat, Calcium-Magnesium-Carbonat). Der Hornstein, der mehr oder weniger häufig dazwischen liegt, besteht in der Grundmasse aus mikrokristallinem Quarz mit einer Mohshärte von 6,5 (Siliciumdioxid). Bei dieser Härte  lassen sich die Hornsteine zu Trommelsteinen und sogar zu Schmuck verarbeiten. Die Quarzmasse wird durch fein verteiltes Schwefeleisen (Pyrit) und Manganverbindungen dunkel verfärbt.

Eine Glasplatte liegt auf einer dunklen Unterlage, damit man Kratzer besser sieht. Mit dem Hornstein wird über die Glasplatte geritzt. Bei einer Mohshärte von 6,5 kann der Hornstein die Glasplatte ohne Schwierigkeit zerkratzen. Rechts sind drei Kratzer zu sehen (und feinste helle, weggekratzte Glaspartikel).

Rohe und bearbeitete Hornsteine, Fundort: Birkenfeld, Dammfeld

Im Zentrum liegen rohe Hornsteine direkt vom Acker.  Drumherum sind Hornsteine angeordnet, die in Idar-Oberstein zu Trommelsteinen wurden. Das Trommeln,  Schleifen und Polieren macht die Steine dunkler, fast schwarz, und sie glänzen glasartig.

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D. Hornstein - eine Namenserklärung:

Der unbearbeitete Hornstein glänzt wie das Horn einer Kuh, daher der Name. Wer sich mit Kühen nicht so auskennt: Der Hornstein glänzt auch wie Kerzenwachs.

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E. Hornstein - Überlegungen zur Entstehung

Ein paar Skizzen von Radiolarien: Sie zeigen, dass das stützende, stabilisierende feste Gerüst dieser Einzeller porig ist, kugelig oder trichterförmig. Strahlenartige Fortsätze am Stützskelett sind charakteristisch.

Die Entstehung von Hornsteinen hat mit Radiolarien zu tun. Radiolarien (Strahlentierchen) gehören ins Reich der Einzeller. Sie sind oft nur einen Zehntel Millimeter groß. Es sind Meeresbewohner. Sie schweben im Wasser. Sie können sich nicht eigenständig im Wasser bewegen. Strömungen tragen sie dahin und dorthin.

Die Einzeller bauen sich ein festes inneres Gerüst, um die Weichteile zu stützen und von innen her in einer bestimmten Form zu halten. Es ist keine äußere Hülle.

Das kunstvoll gebaute Stützskelett besteht aus Opal. Opal ist festes Siliciumdioxid, das kristalllos=amorph ist und noch reichlich Wasser enthält. Der Einzeller holt sich für sein Skelett aus dem Meerwasser das darin gelöste Siliciumdioxid, die Kieselsäure H4SiO4. Das von einem Organismus, von einem Lebewesen aufgebaute, amorphe SiO2 wird als Skelett-Opal oder Opal-A bezeichnet.

Geht der Einzeller ein, sinkt das Gerüst in die Tiefe. Es bildet sich am Meeresboden ein Radiolarienschlamm. Ein viele Meter dicker Schlamm - erstens weil die Skelette, die Schlammpartikel, winzig klein sind und zweitens weil es Radiolarien als Plankton in riesigen Mengen gab und gibt.

 

Dieser Radiolarienschlamm ist das Ausgangsmaterial für die Hornsteine. Der lockere Schlamm wird zusammengedrückt und fester, wird kälter oder wärmer, verliert Wasser, weil das Muschelkalkmeer verschwindet, ist Erdbewegungen ausgesetzt, fremde Substanzen wandern ins Material - ein Umwandlungsprozess vom Schlamm zum Stein läuft ab. Der knollige Hornstein auf dem Acker ist das Ergebnis.

 

Wie lang der Umwandlungsprozess vom Schlamm zum Stein dauerte, ist  noch unklar. Mit ein paar Millionen Jahre liegt man da sicher nicht falsch. Im Laufe der Zeit veränderte sich die instabile Opal-A-Masse  (wasserhaltig und kristalllos und eher weich) über Opal-CT (weniger Wasser, erste Kriställchen, etwas härter) zu Chalcedon (wasserfrei und mikrokristalllin und ziemlich hart). Eine Weiterentwicklung zum Quarz (wasserfrei und mit dem Auge erkennbare Kristalle und Mohshärte 7) ist möglich, ja vorgesehen.

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F. Hornstein - gelbe Einlagerungen

Häufig haben die Hornsteine gelbliche bis intensiv gelbe Einlagerungen. Die Einlagerungen reagieren nicht auf Säure, und sie sind weich: Tonstein, Tonminerale, durch Limonit/ Brauneisenerz gelb verfärbt.

Die gelben Einlagerungen sind weich. Sie lassen sich mit einem Nagel ritzen. Drei Ritzspuren sind rechts zu sehen. Dem Hornstein selber kann der Nagel nichts anhaben. Die mikrokristalline Quarzmasse ist zu hart.

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G. Hornstein - die bunte Seite des Steins

Hornsteine vom Sedansberg bei Keltern-Niebelsbach im Enzkreis. Oben die rohen Ackerstein Hornsteine vom Sedansberg bei Keltern-Niebelsbach, oben als Rohsteine, direkt vom Acker, unten angeschliffen und poliert.

Der Hornstein kann durch eingelagerte Eisenverbindungen unterschiedlich gefärbt sein. Gelbe, braune und rote Farbtöne sind häufig, die Farbe Weiß kommt seltener vor. Die Farben zeigen sich lebhaft, aber etwas dunkler, wenn die Steine getrommelt, geschliffen und poliert werden. So wird beispielsweise aus einem Weiß ein Grau. Bearbeitet glänzen die Hornsteine glasartig.

Getrommelte bunte Hornsteine vom Sedansberg bei Keltern-Niebelsbach

Rohe bunte Hornsteine vom Sedansberg in Niebelsbach, vom Dammfeld in Birkenfeld und vom Kesselweg in Niefern. Weitere Beispiele in der folgenden Bilderfolge:

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H. Hornstein - mit Quarzkristallen auf den Steinen

Auf dem linken Hornstein sitzen rot umrandet ein paar einzelne Quarzkristalle, eine Quarz-Ecke. Auf dem rechten Hornstein hat sich ein Quarz-Rasen mit vielen großen Kristallen gebildet, darunter auch Bergkristalle.
Quarz-Ecke links und Quarz-Rasen rechts auf den Hornsteinen des vorigen Bildes.

Der Hornstein ist ein Kieselgestein, ein knolliges Produkt der Kieselsäure. In der Kieselsäure sind die beiden häufigsten Elemente, Silizium und Sauerstoff, als Siliziumdioxid - SiO2- eine Verbindung eingegangen. SiO2 kann im Wasser gelöst sein, aber auch als Opal, Chalcedon und Quarz etwas Festes sein.

Einzelen Kriställchen im Chalcedon können sich zu deutlich sichtbaren Quarzkristallen weiterentwickeln.

Es ist nichts Außergewöhnliches, dass auf einem Hornstein Quarzkristalle sitzen. Bergkristall-Formen sind dabei möglich. Links ist der Hornstein oolithisch und hat bläulichen Chalcedon eingelagert.
Die Kamera geht etwas näher an die Quarzkristall-Ecke heran.

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H. Hornstein - der weiße Belag und die Eier

 

Relativ häufig zeigen die Hornsteine einen weißen Belag. Unter dem Mikroskop löst sich der Belag in unzählige eiförmige Gebilde auf. Diese "Eier" nennt man "Ooide". Die Hornsteine sind oolithisch. Es sind "Eiersteine".

Manche grau-schwarze Hornsteine haben einen weißen Belag, weiße Stellen, helle Ecken
Oolithischer Hornstein mit weißen eiförmigen Gebilden aus Quarz. Die graue Gesteinsmasse in und außerhalb der Eier ist die SiO2-Zustandsform Chalcedon.
Hornsteine können oolithisch sein.
Ein weiteres Beispiel für einen oolithischen Hornstein, Fundort: Birkenfeld (Dammfeld)

Die vier Fotos oben: Das Mikroskop vergrößert immer stärker, bis nur noch ein einzelnes Ooid im Fokus ist.

In der Bilderfolge unten: Der Hornstein ist auf der Oberseite voll mit Ooiden, auf der Unterseite voll mit Quarzkristallen. Ein schöner Fund aus Wiernsheim-Pinache:

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I. Mal kein Hornstein - Ooide auf einem Dolomitstein

 

Die Quarz-Ooide sitzen hier auf einem Dolomitstein des Mittleren Muschelkalks. Ein seltener Fund beim Suchen von Hornsteinen. Die Löcher sind Negativformen von einem würfelförmigen Mineral.

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J. Hornstein - die heimischen Trommelsteine und ihre Muster

Zwei große getrommelte Hornsteine und ein kleiner, vom Edelsteinschleifer geformter Hornstein, auf den der Pfeil zeigt (oberes Bild). Bei letzterem geht die Kamera dichter heran (unteres Bld). Die Ooide sind deutlich zu sehen.

Getrommelte bunte Hornsteine mit Ooiden zeigen interessante Muster unter dem Mikroskop. Alle Steine stammen als Rohsteine von Äckern in der Nähe von Pforzheim:

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K. Hornstein - auch bei uns im Museum ausgestellt

Diese Hornstein-Ackersteine aus der Umgebung von Pforzheim wurden in Idar-Oberstein getrommelt. Sie sind bei uns im Museum ausgestellt. Die Abbildung entspricht der Originalgröße der Steine. Durch das Trommeln werden die dunklen Hornsteine noch dunkler. Der Horn-Glanz wandelt sich zum Glas-Glanz.

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L. Hornstein - im tertiären Höhenschotter der Ur-Enz

Diese Hornsteine sind Gerölle der Ur-Enz aus dem späten Tertiär. Fundorte: Heutige Enztalhänge bei Enzberg, Sengach, Mühlacker und Niefern-Öschelbronn.

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M. Hornstein - es kann Fossilien geben

Obwohl der Hornstein aus mikrokristallinem Quarz besteht, kann er winzige Fossilien enthalten, hier eine Turmschnecke.