Geologie
ZHAW UI15 HS15 Modulprüfung Geologie
ZHAW UI15 HS15 Modulprüfung Geologie
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Flashcards
Gefüge der Steine
Umfasst:
Struktur (Korngrösse, Kornform)
Textur (räumliche Anordnung der Komponente)
Ermöglicht Gesteinsbeschreibung und dessen Bestimmung
Struktur
Äussere Gestalt der eingewachsenen Mineralkörper
- Kornform: idiomorph, xenomorph (Magmatite und Metamorphite, Sedimente of abgerundet; Abfolge des Erstarrens des Gesteins bestimmt Kornform)
- Korngrösse: grobkörnig, mittelkörnig, feinkörnig
Idiomorphie
(=eingestaltig)
- geradlinige Kornbegrenzungsform (Magmatische Gesteine: unbehindertes Kristallwachstum in Flüssigkeit oder Schmelze)
Abfolge der Erstarrung des Gesteins entscheiden ob idiomorph oder xenomorph
Xenomorphie
(fremdgestaltig)
- Gegenseitige Wachstumsbehinderung der Kristalle (verdträngte Mineralien durch bereits gewachsene Kristalle
- Ausscheidungsreihenfolge, Abkühlungsbedingungen, Transportwege = Bildungsgeschichte des Gesteins abschätzbar
Abfolge des Erstarrens eines Gesteins bestimmt ob Mineral idiomorph/ xenomorph
Korngrösse
- Grobkörnig
- Mittelkörnig
- Feinkörnig
Bei Klastischen Sedimenten: ungleich grosse Komponenten (Chaotische Ablagerunsvorgänge)
- Porphyrische Struktur: ungleichgrosse Korngrössen
Textur
(räumliche Anorndung der Komponenten/ Gesteinsgemengeteile im Raum)
Orientierung der Textur:
- Isotrop (richtungsunabhängig)
- Anisotrop (richtungsabhängig)
Verteilung der Mineralbestandteile
- Homogen
- Inhomogen
Raumerfüllung eines Gesteins
- Porös (Vulkanite, Pyroklastika)
- Kompakt (Metamorphite)
Anisotropie
(=richtungsabhängige Orientierung des Minerals im Gestein)
- Schichtung
- Schieferung
Lässt auf Orientierung der Kräfte Schliessen
- Metamorphite unter zielgerichteter Einwirkung: Schieferung
Verteilung der Mineralbestandteile
- Homogen
- Inhomogen (Sedimentiten: Lagige Inhomogenitäten durch Materialwechsel und Korngrössenwechsel = Schichtung)
Magmatite
= Produkte von Abkühlung und Erstarrung von Magma
- Plutonite
- Vulkanite
Plutonite
= Produkt aus in der Erdkruste erstarrtem Magma
Synonyme:
- Tiefengestein
- Intrusivgestein
Gefüge
Struktur
- grobkörnig (langsames Entstehen im Erdinneren)
- xenomorphes oder idiomorphes Kristallwachstum
Textur
- Richtungsunabhängige Orientierung der Mineralien (Isotropie)
- Keine Hohlräume
- geringes Porenvolumen
- Kompaktes Gestein
Vulkanite
= Produkt aus der raschen Abkühlung/ Erstarrung der Lava an der Erdoberfläche
oder wenig unterhalb der Oberfläche als Ganggestein (Magma).
Unterscheidung von
- Ergussgestein (Verfestigung von Lava an der Erdoberfläche oder in geringer Tiefe erstarrte Schmelzmassen)
- Pyroklastischem Gestein (Deposition und Ablagerung von den Vulkanen ausgeworfenen Lockermaterials)
Synonyme:
- Effusivgestein
- Extrusivgestein
- Erruptivgestein
Gefüge:
- feinkörnig bis glasig = Matrix (infolge rascher Abkühlung an der Oberfläche)
- Porphyrische Struktur: kleine Einzelkristalle, von Auge kaum wahrnembar
Bsp.:
- wichtigste Vulkanite: Rhyolith, Andesit, Basalt
- Trachyt, Pikrit
Kieselsäuregehalt der Magmatite
Sauer:
- hell gefärbt
- Hoher Kieselsäuregehalt
- geringer Fe-,Ma-Gehalt
- Hoher Anteil an Felsichen Mineralien
- Bsp.: Granit, Rhyolith
Intermediär:
- Bsp.: Diorit, Andesit
Basisch:
Hoher Anteil an:
- Pyroxin, Olivin
- Ma, Fe
- Hoher Anteil an mafischen Mineralien
Dunkle Farbe, Geringer Säureanteil
Ultrabasisch:
- Sehr hoher Anteil an Mafischen Mineralien
- Bsp.: Harzburgit, Pyroxenite (**)
Unterschied Mafische Mineralien / Felsische Mineralien
Mafische Mineralien: kristallisieren bei höheren Temp. (Kristallisation während der Abkühlung einers Schmelze
Felsische Mineralien: Spätere Kristallisation als MM
Schmelztemperaturen von Gesteinen
- Hoher Wassergehalt: Senkt Schmelztemperatur erheblich (wasserreiche Sedimentite haben einen tieferen Schmelzpunkt als wasserfreie Plutonite bspw.)
- Druck: Schmelztemperaturen steigen mit zunehmendem Druck (in grosser Tiefe herrschen höhere Drücke = höhere Temp. für Gesteinsschmelze als an der Erdoberfläche bei Normaldruck
Schmelzdiagramm der Olivine
Olivine: bestehen aus unterschiedlichen Anteilen der Mineralien Forsterit Mg2 [SiO4] und Fayalit Fe2 [SiO4]
- Mischungsverhältnis bestimmt Schmelzpunkt/Erstarrungspunkt bzw. den Unterschied zwischen den Mischmineralien
- Liquiduskurve: Begrenzung zwischen dem geschmolzenen Bereich und jenem Bereich („Gleichgewichts-Kris-
tallistations-Schmelze“), in dem Schmelze und Kristalle koexistieren können - Unterhalb der Soliduskurve: Material starr/erstarrt
- Bei etwa 1650°C, 1550°C und 1430°C (Punkte Y1, Y2, Y3): Mischkristalle werden ausgeschieden (fraktionierte Kristallisation)
- Bei 1205°C: Alle Olivine erstarrt,
Mischkristalle setzen sich an den Wänden und am Boden der Magmakammer ab
Magmatische Differentiation
Differentiation: Die Ausscheidung von Kristallen von der Schmelze
Magmatische Differentiation: Beim Abkühlungsprozes der Schmelze bilden sich Gesteine mit unterschiedlicher Zusammensetzung
- Partielles Aufschmelzen (eines Nebengesteins = Bildung einer Magma mit bestimmter Zusammensetzung)
- Ungleichmässiges Abkühlen (Kristallisation von Mineralen, setzen sich am Boden von Kammer ab)
- Änderung des Chemismus (Vermischung zweier verschiedener Magmenarte/-kammern (basalt))
- Einmischung chemisch anderer Magmen (Bildung einer andesitischen Schmelze)
- Neues Magmagemisch, je nach Bedingungen beginnende partielle Kristallisation (Absetzung der Kristalle an den Wänden der Magmenkammer)
Granite
- plutonische, SiO2-übersättigte Intrusivgesteine mit einem SiO2-Gehalt von über 66 %. (Silizium-oxid)
- entstehen aus sauren Gesteinsschmelzen, welche noch im Untergrund erstarren.
- liegen meist als Intrusivgänge und Batholithe vor.
- zeigen eine teilw. idiomorphe, meist auch porphyrische Struktur und Textur.
- Granite finden hauptsächlich als Naturwerksteine Verwendung.
Diorit
- plutonisches, intermediäres (SiO2-Gehalt zwischen 52 und 63%) Tiefengestein
- Gehört zusammen mit Andesit (Vulkanit) zu den Kalkalkalimagmatiten.
- Diorit bildet selbstständige Stöcke und Gänge, kann aber auch eine lokale Variation eines Granit- oder Gabbromassivs sein.
- Meist schwarz-weiss gesprenkelt (Salz-und-Pfeffer-Textur), zeigen jedoch auch dunkelgrüne Farbtöne.
- Diorit findet ebenso wie Granit als Naturwerkstein Verwendung, ist allerdings nicht ganz so verbreitet.
Basaltbildung
Entsteht bei der Aufschmelzung des Erdmantels, dünnflüssiges, SiO2 -
armes Magma erkaltet an der Erdoberfläche oder im Ozean beim Austritt relativ schnell zu
Basaltlava
Hot Spot
Grosse Magmakammer unter einem Vulkan
Riftbildung
Lange Senken, durch Dehnung der Erdkruste enstanden
Effusiver vulkanismus
Langsames Auslaufen der Lava
Pyroklastische Ablagerungen
Auswurfprodukte (Kristalle, Glas, Gesteine) von Vulkanausbrüchen, die von grösseren Gesteins- und Magmenverbänden getrennt werden und sich separat ablagern
Pyroklastika
= gehören zu den Magmatiten, nicht zu den Sedimentiten!
- Sammelbegriff für alle lockeren oder verfestigten Ablagerungen von
vulkanischen Auswurfsprodukten. - entstehen durch Zerreißen und Zerfetzen infolge vulkanischer
Aktivitäten - Ablagerung der Partikel erfolgt mehr
oder weniger weit vom Entstehungsort entfernt - kann an Land oder im Wasser, aus der
Luft oder einem pyroklastischen Strom erfolgen - Schitung zunächst locker, später durch Kompaktion und Zementierung verfestigt
- sobald verfestigt = pyroklastische Gesteine
Bsp.:
- Tuffe, Bimsstein, Olivinbomben
Bimsstein
Entsteht bei Vulkan-Eruptionen aus zähflüssiger Lava aufgeschäumt durch Kohlendioxid, Wasserdampf
- hohe Porosität mit
- zahlreichen, teilweise großen Hohlräumen.
- auffallend leicht (extrem geringe Dichte
durch hohe Porosität, Dichte kleiner als die von Wasser: schwimmt) - heller Klang
- Farbe: Aus basaltischer Lava nahezu schwarz bis fast weiss bei Zuhname des Luftgehalts
- lässt sich leicht mit Fingernagel ritzen
Andesit
Auch: Islandit
- Vulkanit
- mittlerer SiO2-gehalt (65-52%, intermediärer Vulkanit)
- Tritt insbesondere in Subduktionszonen und in den
vulkanischen Zonen der ozeanischen Rücken (beispielsweise auf Island) auf - Tritt in Form von Lavaströmen, Lavadomen, als Bestandteil von pyroklastischen Ablagerungen und vulkanischen Brekzien sowie als Gänge und Lagergänge in Erscheinung
- Plutonisches Pendant ist der Diorit.
Sedimente:
Physikalische Verwitterung
- zerlegt das Gestein, ohne es chemisch zu verändern
- greift häufig an natürlichen Schwächezonen im Gestein an:
- Klüfte (feiner, noch nicht oder kaum geöffneter Riss) und Spalten (gegenüberliegenden Gesteinspartien bereits auseinandergewichen)
- Temperaturverwitterung: wechsel von Sonneneinstrahlung = Zerrütterung und Lockerung
- Frostzersprengungsverwitterung: Wasser gefriert in Poren, Rissen, Klüften oder Spalten
= Ausdehnung des Volumens, dadruch enorme Sprengkraft - Lockerung durch Gefrieren und wiederauftauen = Gestein zerfällt
Chemische Verwitterung
- führt zu einer stofflichen Veränderung der Gesteine
- fast alle chemische Prozesse finden unter Mitwirkung des Wassers statt:
- Gestein wird vom Wasser selbst oder von im wasser gelösten Stoffen angegriffen
- wird begünstigt duchr phys. Verw. da mehr Angriffspunkte
Bsp.: Kohlensäureverwitterung
- Kohlensäure (durch Vermischung von Regenwasser mit natürlich vorkommendem Kohlendioxid) greift Gesteine an
- für Kalkgesteine der wesentliche Verwitterungsprozess
Verwitterungsfaktoren
1) Chemische Zusammensetzung des Ausgangsgesteins
2) Die Temperatur
3) Druck
4) Anwesenheit von Wasser und der darin gelösten Stoffe
5) Zeit