Kp. 2) Gesteine
Kartei Details
| Karten | 31 |
|---|---|
| Lernende | 23 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Geographie |
| Stufe | Andere |
| Erstellt / Aktualisiert | 14.08.2013 / 03.07.2019 |
| Weblink |
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biogene Sedimente
werden aus Überresten von Lebewesen gebildet. Karbonate sind chemischen sowie biogene Ursprungs
Hornstein: Diatomeen und Radiolarien(Kieselalgen und Strahlentierchen) bauen ihre Gehäuse aus Kieselsäure auf. Nach deren Absinken auf den Grund bilden sie biogene Keselschlämme. Kieselige Komponente werden auch bei hohem Druck nicht aufgelöst, in Meerestiefen über 4km kann es zu kieseligen Sedimenten kommen. Überlagerung durch jüngere Sedimente führt zur Verfestigung des Kieselschlamms zu Hornstein.
Kohle(organische Sedimentgesteine): Kohle entsteht aus hölzernem Pflanzenmaterial, dieses kommt in ein Millieu ohne Zerleger organischen Materials(unter Sauerstoffabschluss), das Pflanzenmaterial wird also schnell mit Schlamm überdeckt, es entwickelt sich in Torf. Neue Sedimente über Torflagen erhöhen den Druck, was zur Pressung und Entwässerung führt. Als Resultat wird Kohlenstoffimmer mehr angereichert, sodass ein weiches, braunschwarzes Material entsteht(Braunkohle).
chemische Sedimente
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
Diagenese
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
Eigenschaften von Mineralien
- 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
Erdölfalle
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
Fazies
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
fraktionierte Kristallisation
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
geologische Zeittafel
in Einheiten abnehmender Zeitdauer unterteilte "Zeittafel"
1) Äon
--> Ära
---> ---> Periode
Datierungen mit grossen Fehlerquellen verbunden, Zeiteinheiten wechseln ständig nach wechselndem Wissensstand
Inkohlung
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
Kalkader
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
klastische Sedimente
aus Gesteinsbruchstücken der mechanischen Verwitterung aufgebaut, wurden zementiert
Kreislauf der Gesteine
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.
makrokristallin
grobkörnig
Gesteine aus millimeter- bis zenitmetergrossen, von Auge gut unterscheidbaren Mineralkörnern
Metamorphose
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.
Metamorphoseformen
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
metamorphe Gesteine
Umwandlungsgesteine
durch hohe Temperaturen und hohen Druck verändert sich die mineralische Zusammensetzung und das Gefüge
mikrokristallin
feinkörnig
von blossem Auge keine Mineralien erkennbar, sind amorph oder glasig
Mineralien
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
Petrografie
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
Plutonite
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
Sedimentgesteine
Ablagerungsgesteine
durch Wind und Wetter zerstörte Gesteine, von Wasser, Wind und Eis abtransportiert, lagern sich als Lockergesteine ab, verfestigen sich mit der Zeit
Sinterbildung
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
Stoffgruppen
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.
Vulkanite
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
Die 8 häufigsten Elemente der Erdkruste
Sauerstoff, Silizium, Aluminium, Eisen, Kalzium, Natrium, Kalium und Magnesium
machen gemeinsam 98% des Gewichts der Erdkruste aus
Diei wichtigsten Stoffgruppen von Mineralien
- 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
magmatische Differenziation
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
magmatische Gesteine
Erstarrungsgesetine
aus Gesteinsschmelze(Magma)entstanden, stammen aus Erdinnern, durch Aufstieg an Erdkruste abgekühlt
Kompaktion (Diagenese)
Sedimente werdenphysikalisch verändert, Druck wird ständig erhöht, Gesteinsfragmente werden stärker zusammengepresst, Volumen des Gesteins nimmt ab, Porenraum zerkleinert sich, Wasser wird ausgepresst.
Zementation (Diagenese)
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
metamorphe Gesteinstypen
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
