Schotterkurs Sedimente

1. Prinzip der lateralen Ausdehnung

2. Prinzip der ursprünglichen Horizontalität

3. Prinzip der Lagerungsabfolge

Sedimentation

➢ (Locker)Sediment

Kompaktion

➢ Verkleinerung des Porenraumes (Porosität)

➢ Austreiben von Porenwasser durch Auflast

Zementation

➢ Verfüllung des Porenraumes

➢ Mineralneubildungen

➢ Drucklösung

1 Mineralbestand

➢ Chemische Stabilität der Minerale

➢ Härte/Spaltbarkeit

➢ ...

2 Korngröße und –form

➢ Größe

➢ Rundungsgrad

➢ Gradierung und Sortierung

3 Gefüge und Farbe

➢ Hinweis auf physikalische Ablagerungsbedingungen

4 Fossilinhalt

➢ Hinweis auf Ablagerungsmilieu (marin, terrestrisch,…)

➢ Tiefe (Faziesfossilien)

➢ Ökologie

➢ Ablagerungsalter (Leitfossilien)

Biogen: durch absterbende Organismen

Chemisch: durch Ausfällung (Salze, Sulfate, Karbonate)

Klastisch/ Physikalisch: durch Zerkleinerung v. Gestein durch Wasser, Wind oder Eis

Verwitterungsreste anderer Gesteine

• Ausgangsgestein

• Transportart (Wind, Wasser, Eis)

• Ablagerungsmilieu (Schuttfäscher, Gletscher, Totarme, Moor, See, Dürren, Riffe, Schell etc.)

• Verwitterung

• Transportweite

Pyroxen, Amphibol, Olivin: Tonminerale

Feldspäte: Tonminerale

GLimmer: Tonminerale

Quarz: Quarz

sie werden erst kantengerundet und später gerundet und nehmen in ihrer Korngröße ab, sie verändern ihre Sortierung

Talk, Gips

tonig

Kalzit, Fluorit, Apatit

tonig

Feldspat, Quarz, Topas, Korund, Diamant

kieselig

kalkige Gesteine

• klastisches Sedimentgestein

• >2mm

• Fragmente/Komponenten in feinkörniger Matrix

• Komponenten vs. Matrixgestützt

• Monomikt vs. Polymikt

Das Gestein besteht hauptsächlich aus den Komponenten

dieSteine berühren sich gegenseitig

Das Gestein besteht hauptsächlich aus Matrixgestein

die Komponenten berühren einander nicht/kaum

Es ist ein Sedimentgestein bei dem die Komponenten aus dem gleichen Gestein bestehen (sie kommen aus nur einem Gebiet)

Es ist ein Sedimentgestein bei dem die Komponenten aus unterschiedlichen Gesteinen bestehen (z.B. ein Flusslauf, der mehrere Gesteinsarten erodiert

• klastisches Sedimentgestein

• meist schlechte Sortierung

• Polymikt vs. monomikt -> Liefergebiet

• fluviatil (lakustrin, marin)

• klastisches Sedimentgestein

• sehr schlecht sortiert-> chaotische Ablagerung

• vgl. vulkanische Brekzie, Impaktbrekzie, tektonische Brekzie, Riffbrekzie

• klastisches Sedimentgestein

• oft rotgefärbt -> oxidierendes Eisen (Hämatit Fe2O3 Goethit FeOOH)

• klastisches Sedimentgestein

• • An Kontinentalrändern und submarinen Fächern

• Bouma-Sequenz charakteristisch

• klastisches Sedimentgestein

• ➢ Sandsteine: 0.063-2 mm

➢ Hauptkomponente: Quarz

➢ Nebenkomponenten:

• Glimmer → Glimmerführender Sandstein

• Feldspäte → Arkose

• Glaukonit → Glaukonitsandstein

• klastisches Sedimentgestein

• Glaukonit: grünes Phyllosilikat

• Entstehung:

• in warmen, flachmarinen Schelfgebieten (Vollmarin)

  durch Umwandlung von Biotit, Illit und Koprolithen

• Toniger Sandstein

• Kieseliger Sandstein

• Kalkiger Sandstein

• klastisches Sedimentgestein

• Komponenten: Tonminerale, Quarz, Organik, Fossilien

• Bindemittel: tonig, kieselig, etwas kalkig

• klastisches Sedimentgestein

• 63-2µm

• porös

• hauptsächlich Tonminerale und Quarz

• wenn Kalzit enthalten->Mergel

• klastisches Sedimentgestein

• <2 µm

• porös

• hauptsächlich Tonminerale und Quarz

• wenn Kalzit enthalten->Mergel

• klastisches Sedimentgestein

• sehr porös

• Hauptsächlich Quarz und Kalzit

• Transport durch Wind (oft bei Gletscher)

• Sedimentstrukturen

• entstehen durch unterschiedliche Dichte, Entwässerung, Ablagerung

• Sedimentstrukturen

• Entstehen durch Turbulenz, beim Transport

• Sediementstrukturen

• Asymmetrisch

• Strömungsrichtung erkennbar

• Zentimeter: Wasser/Meter: Wind

• Sedimentstrukturen

• symmetrisch

• Oszillatorischer Transport

• Sedimentstrukturen

• Strömung- oder Wellenrippel übereinander

• Sedimentstrukturen

• Entwässerung bei der Sedimentation

• Sedimentstrukturen

• Volumenabnahme durch austrocknen

• oft negativ-Abdrücke

• Sedimentstrukturen

• Durch Sand und Wind geschliffen

• Windrichtung rekonstruierbar

➢ Karbonate: Kalzit, Aragonit, Dolomit, Siderit, Ankerit

➢ Hydroxide: Goethit, Limonit, Gibbsit, Diaspor, Boehmit

➢ Sulfate: Gips, Anhydrit, Kieserit

➢ Halogenide: Halit (Steinsalz-NaCl), Sylvin (Kalisalz-KCl), Bischofit

Sie sprudeln bei Salzsäure

sie weise häufig eine Färbung auf (z.B. rot bei eisenhaltigen)

• sie lassen sich mit dem Messer ritzen

SIe schmecken salzig

• trigonal

• sehr häufig (Bindemittel, biogen,…)

• ritzbar, sprudelt

• orthorhombisch

• selten (meist nur biogen oder hydrothermal)

• Metastabil

• ritzbar, sprudelt

• trigonal

• Diagenese: aus Kalzit

• ritzbar, sprudelt leicht

• trigonal

• sehr seten (hydrothermal)

• ritzbar

Löslichkeit:

➢ Sehr gut in Wasser

Ausfällung:

➢ Entzug von CO2

➢ z.B. Assimilation durch Pflanzen

➢ Temperaturerhöhung (CO2 entweicht)

➢ Druckverminderung (CO2 entweicht)

➢ Verdunstung (H2O Entzug)

• Chemisches Sedimentgestein

• bei hoher Temperatur und geringem Druck

• Quellaustritt

  ➢ Kalzit

  ➢ Pflanzenreste typisch

• Chemisches Sedimentgestein

• CO2-Entgasung

• Austritt Co2-reicher hydrothermaler Wässer

• häufig Aragonit

• Chemisches Sedimentgestein

• Verdunstung von aufsteigenden Bodenwässern

• Arides Klima

• Chemisches Sedimentgestein

• aus Ooiden: Kugelförmig

• konzentrische Ausscheidungen von Mikroorganismen

• anklagerung an Kern

• Bedingungen: stark bewegtes, flaches und warmes Wasser

• EIsenoolithe: Ooide aus Kalzit, Goethit, kleiner aufgrund hoher Dichte

• Chemisches Sedimentgestein

• tropische Verwitterung (heiß und viel Regen)

• Al und Fe sind schlecht löslich

• alles andere abtransportiert

• Residuallagerstätten

• Al: Gibbsit, Diaspor, Boehmit

• Fe: Goethit, Limonit

• Chemisches Sedimentgestein

• Rundliche aus FeOOH bestehende Aggregate

• Entstehen in Karsthohlräumen, Fe gelöst, pH Anstieg durch Karbonatlösung

• Chemisches Sedimentgestein

• Wechselagerung aus Hämatit und KIeselstein

• Wichstigstes Eisenerz

• Entstehung von vor 3,8-1,8 Mrd. Jahren (Fe^2+ im Ozean gelöst), O2 Anstieg in der Atmosphäre oxidiert Fe2+-Fe3+

• Chemisches Sedimentgestein

• weiß grau

• sprudelt nicht

• kubisches Kristallsystem

• Chemisches Sedimentgestein

• Sylvin (KCl): Geschmack leicht bitter, Farbe oft rötlich

  ➢ Bittersalze (MgCl2*6H2O): Geschmack eklig bitter

  ➢ Edelsalze (KMgCl3*6H2O): Geschmack kaum salzig, nicht bitter

• Chemisches Sedimentgestein

• weiß-grau

• Härte 2

• sprudelt nicht

• Chemisches Sedimentgestein

• weiß, häufig grau

• sprudelt nicht

• Wird mit Wasser zu Gips und nimmt an Volumen zu

häufig zyklische Eindampfung

Ein Salzdiapir ist eine geologische Struktur, die entsteht, wenn salzhaltige Gesteinsschichten (z. B. Steinsalz oder Gips) aufgrund ihrer relativ geringen Dichte unter tektonischen oder Überlagerungsdrücken plastisch verformt werden und durch darüberliegende Schichten aufsteigen. Diese Strukturen sind auch als Salzstöcke bekannt und können mehrere Kilometer tief und breit sein.

• Chemisches Sedimentgestein

• poröser, löchriger Kalkstein

• Entstehung:

  • ursprünglich Gips und Dolomit

  • Gips gelöst

  • Dolomit wird zu Kalzit (Diagenese)

• Gestein aus pflanzlichem Material

• Entstehung:

  • Inkohlung von Pflanzenresten (Diagenese)

  • Torf->Braunkohle->Steinkohle->Anthrazit

• organisches Material (tierisch) wird unter anoxischen Bedingungen überlagert

• Erhitzung durch Versenkung

• Anreicherung in porösem Speichergestein

• undurchlässige Deckschicht

• Chemisches Sedimentgestein

• terrestrisch

• Exremente von Seevögeln und Flederdmäusen

• Chemisches Sedimentgestein

• Anreicherung phosphatischer Hartteile von Organismen

• Chemisches Sedimentgestein

• durch Ausfällung

• Nährstoffreiche, kalte Tiefwasser mischen sich mit warmenO2 reichem Oberflächenwasser

die Hartteile von organischem Material werden umgewandelt zu

• Kalkigen (Kalzit, Aragonit…)

• Kieseligen (SiO2)

• Phosphatischen

• Kohlenstoff(haltigen?)

Die Kalzit-Kompensationstiefe (auch Carbonate Compensation Depth, kurz CCD) ist eine Zone in den Weltmeeren, unterhalb derer Calciumcarbonat (CaCO₃), das Hauptbestandteil von Kalzit und Aragonit ist, nicht dauerhaft erhalten bleibt.

Diese im Meer befindliche Grenze ist von Temperatur, CO2- und O2-Partialdruck und Salinität abhängig.

Die Lysokline ist der Übergangsbereich in der Wassersäule der Ozeane, in dem die Auflösungsrate von Calciumcarbonat (CaCO₃) mit zunehmender Tiefe deutlich ansteigt. Sie liegt oberhalb der Kalzit-Kompensationstiefe (CCD) und markiert den Beginn eines chemischen Milieus, in dem Calciumcarbonat immer löslicher wird.

➢ In etwa 3500 – 4000 m Meerestiefe (Kalzit)

➢ In etwa 2500 – 3000 m Meerestiefe (Aragonit)

• Biogenes Sedimentgestein

• Kalkgerüste aus primärer Lebensgemeinschaft

• Photische Zone

• Biogenes Sedimentgestein

• Schalen- und Bruchstückanreicherung

• Nach Tod angereichert

• Cocolithophorida

• Grünalgen

• Rotalgen

• Cyanobakterien

• Foraminiferen

• Radiolarien

• Diatomeen

➢ planktisch-bentisch

➢ temperiert

➢ offenmarin, pelagisch, Lagune

➢ tierische Einzeller

➢ planktisch

➢ temperiert

➢ offenmarin, pelagisch

➢ planktisch

➢ kalt

➢ offenmarin, pelagisch (auch süß)

• Muscheln

• ➢ sessile Filtrierer

  ➢ marin, limnisch

  ➢ alle Temp. & (Tiefen)

• Muscheln

• ➢ sessile Filtrierer

  ➢ flaches warmes Wasser

• Armfüßler

• Sessile Filtrirer

• marin

• Schnecken

• ➢ marin, terestrisch, limnisch

• (Seelilien, Seeigel, Seesterne)

• ➢ Filtrierer, Jäger,

  ➢ sessil, vagil,

• nektisch (schwimmen aktiv)

• sessile Ffiltrierer

• ➢ sessil

  ➢ wichtige Riffbildner

  ➢ photische Zone

  ➢ kalkig

• planktonisch

• warm

• offenmarin

• planktonisch-sessil

• warm

• warin-Lagune

• Flachwasser

• Sessil

• temperiert-kalt

• marin, Schelf

• bis etwas höhere Tiefe

• sessil

• warm

• lakustrin (bezeichnet den Küstenbereich, der regelmäßig durch die Gezeiten (Ebbe und Flut) überflutet und wieder freigelegt wird)

• inertidal (bezeichnet den Küstenbereich, der regelmäßig durch die Gezeiten (Ebbe und Flut) überflutet und wieder freigelegt wird)

In der Gesteinsbildung bezeichnet eine Konkretion eine lokalisierte Mineralansammlung in einem Sediment oder Sedimentgestein, die sich von ihrer Umgebung durch ihre Zusammensetzung, Textur oder Farbe unterscheidet. Konkretionen entstehen durch chemische Prozesse während oder nach der Ablagerung der Sedimente, oft bevor diese vollständig verfestigt werden (Diagenese)

• Biogenes Sedimentgestein

• Differenzierung zwischen Tonhorizont und Kalkkonkretionen

• Biogenes Sedimentgestein

• Konkretionen (nicht Akkretionen)

• SiO2 aus z.B. Schwammnadeln in Coccolithenkalk

• Biogenes Sedimentgestein

• Lagig

➢ frühdiagenetische Mg-reiche Wässer

➢ early diagenetic Mg-rich water

➢ Frischwasser fresh water

➢ Meerwasser sea water

➢ Calcit [CaCO3] → Dolomit [CaMg(CO3)2]