Sedimentgestein

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Sedimentgestein
Schichten alpinen Muschelkalks in der Partnachklamm bei Garmisch-Partenkirchen
Sandstein im Killesbergpark, Stuttgart
Sedimentation im Flyschkomplex der Niederen Beskiden auf polnischer Seite / deutliche Wechsellagerung von Sandsteinen, Tonschiefern und Tonsteinen

Sedimente und Sedimentgesteine, auch Ablagerungsgesteine oder Schichtgesteine, entstehen durch Ablagerung (Sedimentation) von Material an Land und im Meer. Von ganz anderer Entstehung ist Eruptivgestein, das durch rasche Abk√ľhlung einer Gesteinsschmelze an der Erdoberfl√§che entstanden ist.

Sedimente und Sedimentgesteine unterteilt man in die Hauptgruppen Klastische Sedimente (Klastika, Tr√ľmmergesteine), Chemische Sedimente, Biogene Sedimente (Organogene Sedimente) und Residualgesteine:

Der Vorgang der Sedimentation findet auf dem Land (terrestrisch), in Fließgewässern (fluviatil) oder in Seen (limnisch) und Meeren (marin) statt.

Zur Unterscheidung werden unverfestigte Sedimente Lockersediment genannt, während verfestigte Sedimente Festgesteine genannt werden.

Inhaltsverzeichnis

Bildung von Sedimentgesteinen aus unverfestigten Sedimenten

Sedimentgesteine gehen durch Diagenese (Lithifizierung, Lithogenese) aus unverfestigten Sedimenten (Lockersedimente) hervor. Bei der Diagenese kommt es durch den erh√∂hten Umschlie√üungsdruck infolge der weiteren √úberlagerung mit Sediment bei fortschreitender Sedimentation zur Entw√§sserung und Kompression einer Sedimentlage, zur Druckl√∂sung im Kontakt von Mineralk√∂rnern und zur F√§llung eines Zements, was zur Umwandlung des sediment√§ren Lockergesteins in ein Festgestein f√ľhrt. Ein Sonderfall der Diagenese ist die Inkohlung, bei der sich unter Wirkung von Druck und Temperatur leichtfl√ľchtige organische Komponenten eines Gesteins abscheiden (und entweichen) oder sich in schwerfl√ľchtige hochpolymere (und zum Gro√üteil aromatische) Kohlenwasserstoffe umwandeln.

Grundlegende Eigenschaften

Charakteristisch f√ľr Sedimente ist die auf Materialwechsel zur√ľckgehende Schichtung. Eine Schicht bildete dabei f√ľr zumindest kurze Zeit die Erdoberfl√§che. Weiter sind Sedimentgesteine die einzigen Gesteine, die Fossilien enthalten k√∂nnen. Die Einwirkung von hohem Druck und/oder hoher Temperatur war bei Sedimentgesteinen w√§hrend der gesamten Dauer ihrer Existenz nicht gegeben.

Die sedimentbildenden Prozesse werden durch die Wirkungen der Atmosph√§re, der Hydrosph√§re und der Biosph√§re auf die Oberfl√§che des festen Erdk√∂rpers beeinflusst. Das Sediment wird dabei von den Bedingungen gepr√§gt, unter denen es entstanden ist. Alle Umweltbedingungen, die zur Bildung eines Sedimentes beitragen, werden unter dem Begriff Milieu zusammengefasst, die daraus resultierenden Eigenschaften bezeichnet man als Fazies eines Gesteins. Milieu und Fazies sind charakteristisch f√ľr verschiedene Sedimentationsr√§ume.

Einteilung

Nach dem Bildungssystem

Die Geologie klassifiziert den Vorgang der Sedimentation nach der Entstehung der Sedimente, der entsprechende Zweig der Wissenschaft wird Sedimentologie genannt.

Sie unterscheidet Sedimente nach ihrer Entstehung als

Nach den Korngrößen

Die Sedimente werden wie die Korngr√∂√üen einfach als Ton, Schluff (oder Silt), Sand oder Kies bezeichnet. Lockergesteine mit einem √ľberwiegenden Anteil an groben Korngr√∂√üen (Kies, Steine, Bl√∂cke) nennt man Ger√∂ll (bei abgerundeten Partikeln) oder Schutt (bei eckigen).

Je nach der Korngröße unterscheidet man folgende klastische Festgesteine:

  • Konglomerat bzw. Brekzie bei Korngr√∂√üen gr√∂√üer als 2¬†mm. Konglomerate bestehen aus abgerundeten, Brekzien aus eckigen Gesteinstr√ľmmern.
  • Sandstein besteht √ľberwiegend aus Quarzk√∂rnern der Korngr√∂√üe 0,063 bis 2¬†mm.
  • Schluffstein (oder Siltstein) besteht aus K√∂rnern, die zwischen 0,002 und 0,063¬†mm gro√ü sind.
  • Tonstein enth√§lt √ľberwiegend Partikel, die kleiner als 0,002¬†mm (2¬†¬Ķm) sind.

Fr√ľher verwendete man f√ľr die Klassifizierung auch die Begriffe Psephite (f√ľr gro√üe Korngr√∂√üen), Psammite (f√ľr mittlere) und Pelite (f√ľr kleine Korngr√∂√üen, heute noch verwendet). Ebenfalls auf die Korngr√∂√üe bezogen sind die Begriffe Lutit (kleiner als 0,063¬†mm), Arenit (zwischen 0,063 und 2¬†mm) und Rudit (gr√∂√üer als 2¬†mm), die vor allem bei der Klassifikation von klastischen Kalksteinen verwendet werden.

Nach dem Entstehungsprozess

Klastische Sedimentgesteine

Als Klastika (gr. klast√≥ - (ab)gebrochen, von kl√£n - (ab)brechen) oder klastische Sedimentite bezeichnet man Sedimentgesteine, deren Material aus der mechanischen Zerst√∂rung anderer Gesteine stammt. Eine weitere Bezeichnung ist Tr√ľmmergestein. Klastische Sedimente werden anhand des Korngr√∂√üenspektrums charakterisiert, anhand des Materials, aus dem sie bestehen, und anhand ihrer Genese.

Material und Bindemittel:

  • Enth√§lt ein Sandstein bedeutende Mengen anderer Minerale als Quarz (vor allem Feldspat), spricht man von einer Arkose, bei einem breiten Spektrum an Mineralien und anderen Gesteinsbruchst√ľcken sowie einer aus Glimmer und Tonmineralen bestehenden Matrix von einer Grauwacke.
  • Ein klastisches Sedimentgestein aus unterschiedlichen Mineralen und mit breitem Korngr√∂√üenspektrum, die von einem Tr√ľbestrom abgelagert wurden, wird Turbidit genannt.

Die Körner und Mineralkomponenten, aus denen die klastischen Sedimentgesteine bestehen, sind mit Hilfe von chemischem oder mineralischem Zement verkittet. Hierbei kann es sich um Tonmineralien, kalkige Bindemittel (CaCO3), kieselige Bindemittel (SiO2) und ferritische Bindemittel (FeO(OH)) handeln.

Chemische Sedimentgesteine

Chemische Sedimentite bzw. chemische Sedimentgesteine entstehen durch die F√§llung gel√∂ster Stoffe aus √ľbers√§ttigten L√∂sungen. H√§ufig werden dabei die Evaporite (Karbonate wie Kalkstein, Sulfate, Halogenide und andere Salze) gebildet, die m√§chtige Gesteinspakete umfassen und Formationen bilden k√∂nnen, wie z.¬†B. der Zechstein in Nord- und S√ľddeutschland.

Biogene Sedimentgesteine

In diesem Sedimentkern aus dem S√ľdatlantik wechseln sich dunkle und helle Bereiche ab, hervorgerufen durch unterschiedliche Gehalte an Planktonschalen. Die Wechsel spiegeln die Klimazyklen des Quart√§r wider.

Biogene Sedimentite, auch organogene Sedimentite bzw. biogene Sedimentgesteine werden durch Aktivitäten von lebenden Organismen wie auch aus Resten von toten Organismen gebildet. Hierzu gehören die aktive Ausscheidung mineralischer Substanzen, die sich zu mächtigen Sedimentpaketen anhäufen können, wie z. B. Riffkalke oder Mud Mounds. Reste abgestorbener Organismen können auch größere Sedimentkörper bilden, z. B. Torf oder Kohle, die durch die Anhäufung von abgestorbenen Pflanzenresten entstehen, oder Bone beds u. a.

R√ľckstandsgesteine

R√ľckstandsgesteine, auch Residualgesteine entstehen aus den R√ľckst√§nden chemisch aufbereiteter Gesteine am Ort der Gesteinszerst√∂rung (Verwitterung) wie z.¬†B. Laterit (aus fast allen Gesteinen), Bauxit (aus Karbonatgestein -> Kalkbauxit oder Silikatgestein -> Silikatbauxit) und Kaolin (aus Granit, Rhyolith, Arkose) oder Wegf√ľhrung von leichtl√∂slicher Gesteinskomponenten.

Bedeutung von Sedimentgesteinen

Viele Sedimentgesteine werden wirtschaftlich genutzt (z. B. Kalkstein in der Bauindustrie). In Sedimenten können Erdöl und Erdgas entstehen (Erdölmuttergestein), die dann in ein Erdölspeichergestein ausgepresst werden können. Stein- und Braunkohle sind ebenfalls Sedimentgesteine von großer wirtschaftlicher Bedeutung.

Sedimentgesteine (insbesondere Kalkstein und Dolomit) k√∂nnen gro√üe Mengen an Karbonat enthalten, f√ľr dessen Bildung Kohlendioxid gebraucht wird. Im Vergleich zu den Atmosph√§ren etwa von Venus oder Mars, wo diese Sedimente nicht oder kaum vorkommen, ist der Anteil von Kohlendioxid in der Erdatmosph√§re deshalb extrem gering.

Das Studium der Sedimentgesteine ermöglicht unter anderem durch die in ihnen enthaltenen Strukturen, Mineralien und Fossilien die Rekonstruktion von Lebensräumen, die vor geologischen Zeiten bestanden haben.

Siehe auch

Literatur

  • W. Maresch, O. Medenbach: Steinbachs Naturf√ľhrer Gesteine. Mosaik Verlag, M√ľnchen 1996, ISBN 3-576-10699-5.
  • H. F√ľchtbauer: Sedimente und Sedimentgesteine. 4. neubearbeite Auflage. Schweizerbart‚Äôsche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 1988, 1141 S., ISBN 3-510-65138-3

Weblinks


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Synonyme:

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