Passerelle, Geographie Schlüsselbegriffe, Naturgeografische Bausteine A: Geologie/ Geomorphologie

feinkörnig

von blossem Auge keine Mineralien erkennbar, sind amorph oder glasig

Natürlich, anorganische, homogene Bestandteile der Erde mit einer klar chemisch definierten Zusammensetzung.

Mineralien sind meist kristallin aufgebaut, können auch amorph sein.

- kommen in der Natur vor
- sind homogene Stoffe, aus Elementen oder Verbindungen
- kristalline Anordnung der Atome oder amoroph(fromlos)
- anorganisch(OHNE Beteiligung von Lebewesen)
- feste Stoffe
 

Wissenschaft, die sich mit dem Aussehen, den Eigenschaften, dem vorkommen und den Biildungsbedingungen der Gesteine beschäftigt

makroskopicshes Aussehen durch 2  Faktoren bestimmt:
- Mineralgehalt
- Gefüge(Grösse, Form und räumliche Anordnung versch. Bestandteile)

Unterteilung aufgrund von Entstehung in 3 Hauptgruppen:
- magmatische Gesteine
- Sedimentgesteine
- metamorphe Gesteine

Tiefengesteine

untergruppe magmatischer Gesteine

sind makrokristalline Gesteine

erhalten ihr Aussehen durch langsame Abkühlung der Gesteinsschmelze, Mineralien haben Zeit zu waschsen und bestimmte Formen anzunehmen

entsteht, wenn Magma in der tiefe stecken bleibt und dort isoliert langsam abkühlt

Ablagerungsgesteine

durch Wind und Wetter zerstörte Gesteine, von Wasser, Wind und Eis abtransportiert, lagern sich als Lockergesteine ab, verfestigen sich mit der Zeit

chemische Bildung von Karbonatgesteinen

veränderte Umgebungsbedingungen wie Druck und Temperatur führen zur Ausfällung von CaCO3 (Bsp Wasserkocher)

Bsp.: Tropfsteine in Höhlen, Kalkstuffe am Fusse von Wasserfällen

In der Erdkruste reichern sich zahlenweise Mineralien an, diese kann man in Stoffgruppen unterteilen. Die wichtigsten Verbindungen sind:
 

• Silikate: Sauerstoff und Silizium, zusammen mit Eisen und Aluminium
• Oxide: Sauerstoff und Metall
• Halogenide: Metall und Nichtmetall
• Karbonate: Ca, Mg, Kohlenstoff und Sauerstoff
• Sulfate und Sulfide: Schwefel

Es bestehen aber auch elementare Mineralien, die aus bloss EINEM Element bestehen:

• Gold
• Silber
• Diamant
• etc.

Ergussgesteine

sind mikorkristalline Gesteine, werden als amorph oder glasig bezeichnet

entstehen durch sehr rasche Abkühlung, wenn das Magma die Erdoberfläche erreicht und somit einen Temperaturschock erleidet

 Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Eisen, Kalzium, Natrium, Kalium und Magnesium

machen gemeinsam 98% des Gewichts der Erdkruste aus

- Silikate: Sauerstoff und Silizium zusammen mit Aluminium oder Eisen

- Oxide: Sauerstoff und Metall

- Halogenide: Metall und Nichtmetall

-Elementare Mineralien: Silber, Gold, Diamant, aus einem Element

- Karbonate: (Kalzium, Magnesium) Kohlenstoff und Sauerstoff

- Sulfide und Sulfate: Schwefel

Steiigt das Magma, bleiben die bereits auskristallisierten(hauptsächlich basischen) Mineralbestandteile in der Kammer zurück (fraktionierte Kristallisation), die Restschmelze wird so immer wie sauerer, da sie aus sehr viel Kieselsäure besteht.
Durch die fraktionierte Kristallisation und das Aufschmelzen der Umgebungsgesteine verändert sich die Zusammensetzung des Magmas, aus basich, gasreicher Schmelze wird eine zunehmend saure, immer wie kältere, viskose Schmelze. Dieser Veränderungsprozess wird magmatische Differenziation genannt

Erstarrungsgesetine

aus Gesteinsschmelze(Magma)entstanden, stammen aus Erdinnern, durch Aufstieg an Erdkruste abgekühlt

Sedimente werdenphysikalisch verändert, Druck wird ständig erhöht, Gesteinsfragmente werden stärker zusammengepresst, Volumen des Gesteins nimmt ab, Porenraum zerkleinert sich, Wasser wird ausgepresst.

In verbleibenden Porenräumen der Sedimentschichten zirkulieren immer noch Ionenlösungen, durch veränderten Druck und Temperatur werden Mineralien ausgefällt, die die Sedimentkörner verkitten (v.a. CaCO3 und SiO2)
Porenraum wird weiterhin verkleinert, Gestein härtet aus

geschieferte metamorhpe Gesteine
Einwirkung von hohen Drücken, bevorzugte Anordnung von Mineralien, zieht sich durch das ganze Gestein(Vgl. Blätterteiggebäck)
--> bsp tonsteine und vulkanische Aschen wandeln bereits bei niedrigen Drücken und Temperaturen. Tonziegel=niedrigste Metamorphosegrad
je grösser der Metamorphosegrad, desto grösser sind die Mineralien, klare Schieferung wird erkennbar, es kommt zur Trennung der dunklen und hellen Mineralien, wobei die hellen mit zunehmenem Grad zunehmen

Massige/ungeschieferte metamorphe Gesteine
gleichmäsige, richtungslose Rekristallisation
Bsp. Marmor, Quarzit, Druck und Temperatur sowie Umwandlung von Mineralien ist stärker als bei der geschieferten Metamorphose

Verlust an Informationen von Gesteinen in intensiven Metamorphosegesteinen wird durch Info über Art und Intensität der Metamorphose kompensiert, was unter anderem etwas über die Bildungsbedingungen aussagt und somit über tektonische Prozesse ferner Vergangenheit

Aus der Zusammensetzung der chemischen Sedimente können Rückschlüsse auf die Eigenscahften der Umgebung gemacht werden. Zu chemischen Sedimenten kommt es durch Übersättigung und Ausfällung. Voraussetzungen sind eine charakteristische Umgebung, bsp. hohe Verdungstungsraten und geringen Wasseraustausch mit dem offenem Meer(tiefen, stehenden Wasserkörper eines Sees, Küstenebene, Salzseen und Salzpfannen)

Zur Ausfällung von gelösten Stoffen kann es durch Umweltbedungungen bzw. Veränderung der physikalischen Eigenschaften der Lösung kommen. WIchtigster Faktor ist die Temperatur der Lösung(Abkühlung=Ausfällung), aber auch der Druck.

Evaporite entstanden infolge der Verdunstung und werden aus übersättigtem Wasser ausgefällt. in bsp. einer ausgetrockneten Lagune sammeln sie sich am Grund an und werden danach verfestigt.
Evaporitablagerungen sind häufig zyklisch aufgebaut, wobei das schwerstlösliche, zuletzt das am besten lösliche Salz ausgeschieden wird.

Evaporite haben oft wirtschaftliche Bedeutung: Gips, Steinsalz

Durch die Überlagerung verändern sich die Sedimentschichten als Folge von chemischen und physikalischen Bedingungen wie Druck und Temperatur.
Dies führt zur Verfestigung, des Sedimentgesteins. Man unterscheidet zwischen Kompaktion und Zementation

- Härte
Mohs'sche Härteskala von 1(Talk) bis 10(Diamant)

- Spaltbarkeit (zerfallen oft entlang von Spaltflächen(aufgrund der Kristallstruktur), andere zerfallen in Teile --> Bruch)

- Glanz(wie das Mineral das Licht reflektiert). auffällig bei Erzmineralen(metallhaltig) und bei spaltbaren Mineralien

- Farbe(jedoch unzuberlässig), basische Mineralien eher dunkel, saure Mineralien oft hell gefärbt

- Dichte, basische Mineralien eher höhere Dichte als saure Mineralien. auffällig: hohe Dichte der Erzmineralien

seltene Eigenschaften:
- Magnetismus
- Geschmack
- Geruch
- Säurelöslichkeit

Erdöl entsteht vor allem in SChelfmeeren, wo kleine organische Partikel sedimentiert werden, aber wegen Sauerstoffmangels nicht vollständig abgeabut werden. Steigende Drücke und Temperaturen führen zur Kohlenwasserstoffbildung, die vom durchlässigen Muttergestein in ein poröses Speichergesteine wie bsp. Kalke oder Sandsteine aufsteigen. Aufgrund einer besonderen Faltenstruktur kann sich im Speichergestein Erdgas, dann Erdöl und zuletzt Wasser ansammeln(sortiert nach Dichte) --> Erdölfalle

Aussehen und Merkamle eines Sedimentgesteines, die es von anderen Gesteinen unterscheiden.

Solche Faktoren können sein:

• Ablagerungsprozess
• Ablagerungsmilieu
• tektonische und klimatische Verhältnisse

Merkmale können sein:

• Korngrösse
• Sedimentstruktur
• Fossilgehalt
• Farbe

teilweises Kristallwachstum

die an Subduktionszonen gebildete Schmelze steigt aufgrund ihrer geringeren Dichte langsam durch die Krustenplatte auf. Der Weg nach oben wird durch die konvergenten Bewegungen der Platten an der Subdutionszone ständig verstellt, das Magma kämmpft sich den Weg von Magmakammer zu Magmakammer, in jeder Kammer bleibt die Schmelze eine Zeit lang stecken, wo sich das Magma langsam abkühlt, der Schmelzpunkt der ersten Mineralien wird unterschritten, und sie beginnen zu wachsen

in Einheiten abnehmender Zeitdauer unterteilte "Zeittafel"

1) Äon

--> Ära

---> ---> Periode

Datierungen mit grossen Fehlerquellen verbunden, Zeiteinheiten wechseln ständig nach wechselndem Wissensstand

Durch neue Sedimente über den Torflagen nehmen Druck und Temperatur zu, Wasser wird ausgepresst, physikalische und chemische Prozesse beginnen abzulaufen, der Kohlenstoffgehalt nimmt zu. Mit zunehmender Überdeckung steigen Druck und Temperatur stets.

Torf-->Braunkohle-->Steinkohle-->Anthrazit

Brennwert nimmt zu, da Kohlenstoffwert zunimmt

durch Druck und Zerrbewegung entstehen Risse oder Klllüfte im festen Gestein, in den Rissen zirkuliet Wasser, das aus umliegenden Gesteinen Stoffe löst --> in Rissen von Kalkstein folglich Kalzium und Karbonat-Ionen

Durch Druck- und Temperaturveränderungen kommt es zur Ausfällung von Kalzitmineralien

aus Gesteinsbruchstücken der mechanischen Verwitterung aufgebaut, wurden zementiert

Durch tektonische Prozesse befinden sich die Gesteine unserer Erde in einem langsamen, aber stetigen Kreislauf der Gesteine: Aus Magma erstarren Plutonite und Vulkanite, die durch Verwiterung und Erosion abgetragen werden. Das abgetragene Material kann durch Diagenese zu Sedimentgeesteinen verfestigen. Alle Gesteine werden durch grossen Druck un hohe Temperaturen zu metamorphen Gesteinen. Sind Druck und Temperatur noch höher, werden die Gesteine wieder aufgeschmolzen.
Der Kreislauf muss nicht zwingend nach diesem Schema ablaufen. Es ist beispielsweise möglich das Sedimentgestein gehoben wird und erneute durch Verwitterung abgetragen wird oder dass magmatisches Gestein durch die Metamorphose erneut umgewandelt wird. usw.

grobkörnig

Gesteine aus millimeter- bis zenitmetergrossen, von Auge gut unterscheidbaren Mineralkörnern

verstärkte Zunahme von Druck und Temperatur auf das Gestein. Übergang von Diagenese zur Metamorphose ist fliessend.

chemische Einflüsse können auch auf die Metamorphose wirken, chemische Bestandteile werden zu- oder abgeführt. --> Fluide wandern durch das Gestein, welches zusammengedrückt wird. Diese Gesteinsumwandlung ändert auch den Mineralienbestand der Gesteine(Umkristallisation oder Neuenstehung von Mineralien)
Metamorphose findet im festen Gestein statt.

Regionalmetamorphose
entstehend durch konvergente Plattenbewegungen und bei Kollision zweier kontinentaler Platten, Temperatur ist mässig, Druck ist hoch

Kontaktmetamorphose
hauptsächlich durch hohe Temperaturen entstanden, verursacht durch Intrusion von glutflüssigem Magma entstehen temperaturbedingte Umwandlungen, je weiter weg vom Magma, desto schneller nimmt Metamorphosegrad ab --> lokales Phänomen

durch Fluide kommt es häufig zu Stofftransporten