Gesteine – Sedimente und Sedimentite

Man unterscheidet nach den Bildungsbedingungen drei genetische Gruppen von Gesteinen: Magmatite, Metamorphite und Sedimentite.

Was sind Sedimente und wie entstehen sie?

Als Sedimente bezeichnet man Akkumulationen von Lockermaterial. Sedimente entstehen, wenn Gesteine, welche in Folge exogener Kräfte verwitterten und durch Wasser, Eis, Wind oder Gravitation abtransportiert und an anderer Stelle wieder abgelagert werden. Voraussetzung für diesen Prozess ist, dass vorher ältere Ausgangsgesteine (z.B. Magmatite und Metamorphite) durch Verwitterung und Erosion zerkleinert und abgetragen wurden.

Hier ein kurzes Video zum Sedimentgestein:

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Nach Art des Transportmittels unterscheidet man äolische (Wind), aquatische (Wasser) und glaziäre (Eis) Sedimente. Weiter kann man nach der Art des Ablagerungsraumes differenzieren in terrestrische (Festland), fluviatile (Fluss), limnische (See) oder marine (Meer) Ablagerungen.

Ein Beispiel für ein äolisches Sediment ist Löss. Lösslandschaften sich charakteristisch für die Trockenen Mittelbreiten.

Loess landscape china.jpg
Eine Lösslandschaft in China
De I, Till Niermann, CC BY-SA 3.0, Enlace

Als Diagenese bezeichnet man den Vorgang der Verfestigung von primär lockeren, porösen und wasserdurchlässigen Ablagerungen in feste, häufig wasserundruchlässiges Sedimentgestein. Dieses verfestigte Ablagerungsgestein bezeichnet mal als Sedimentite.

Sedimentite (Sedimentgesteine) entstehen an oder in Nähe der Erdoberfläche.

Sedimente und Sedimentite sind nur mit 8 % am Aufbau der Erdkruste beteiligt, bedecken jedoch etwa 75 % der Erdoberfläche und sind somit für Prozesse der Reliefformung ein wichtiger Faktor.

Man differenziert nach der Entstehungsart drei Arten von Sedimenten: Klastische Sedimente, Biogene Sedimente sowie Chemische Sedimente.

Klastische Sedimente

Klastische Sedimente bestehen aus Gesteinstrümmern unterschiedlicher Größe, Mineralzusammensetzung und Kornform.

Deren mineralogische Zusammensetzung ist abhängig von den abgelagerten und verwitterten Gesteinen und von der Transportart und -distanz. Je größer die Transportdistanz ist, umso härtere Gesteine bleiben übrig.

Das wichtigste Unterscheidungskriterium der klastischen Sedimente stellt die Korngrößenzusammensetzung (Durchmesser der Komponenten) dar. Man unterteilt sie in verschiedene Gruppen:

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Tone und Tonsteine sind Gesteine, welche in erster Linie aus Ton bestehen. Schluffe bzw. Schluffsteine bestehen dementsprechend aus Schluff. In der Realität handelt es sich zumeist um Korngemische, welche aus Tonmineralen und Quarzfragmenten zusammengesetzt sind. Man bezeichnet sie daher als Tonschluffsteine. Sie quellen mit Wasser auf und werden plastisch. Beim Austrocknen kommt es zum Schrumpfen und zur Bildung von Schrumpfungsrissen. Tonschluffsteine sind fast wasserundurchlässig und weisen ein hohes Schadstoffrückhaltevermögen auf.

Aus dem Schulunterricht weiß man, dass Ton seine Eigenschaften im wassergesättigten Zustand verändert.
Bildquelle: https://pxhere.com/de/photo/3078

Sande bzw. Sandsteine sind körnige Gesteine, welche oft aus Quarz- oder Kalkkomponenten zusammengesetzt sind. Sande sind in der Regel hoch wasserdurchlässig, wobei Festigkeit und Durchlässigkeit abhängig von der Art des Bindemittels und dem Grad der Diagenese variieren können. Bei einer weit fortgeschrittenen Diagenese können Sandsteine sehr fest und fast wasserundurchlässig sein.

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Die meisten Sande bestehen aus Quarzkörnern
Bildquelle: Dushan Hanuska https://bit.ly/2tLZcUx

Bei Kiesen handelt es sich um grobkörnige Gesteine, welche manchmal aus Quarz oder aus vielen unterschiedlichen Komponenten zusammengesetzt sind. Ähnlich der Sande, hängt ihre Festigkeit, Wasserdurchlässigkeit und ihr chemisches Verhalten stark von der Art des Bindemittels und der Diagenese ab. Kiese werden als wichtige Rohstoffe für die Bauindustrie (z.B. als Betonzuschlagstoff) verwendet.

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Kies findet im Straßenbau Verwendung
Bildquelle: https://pxhere.com/de/photo/848046

Biogene Sedimente

Biogene (organogene) Sedimente bestehen aus mineralischen Hartteilen oder der organischen Substanz von Tieren und Pflanzen. Hierbei handelt es sich meist um mineralische Schalen und Skelette, welche meist auf Karbonaten bestehen, und in Folge von Biomineralisation zu lockeren oder festen Sedimenten angereichert werden.

Beispiele hierfür sind unter anderem Globigerinenschlamm, die meisten Kalksteine sowie Kohlen. Kalksteine bilden die Grundlage für die Entwicklung von Karst.

So entstehen Kalke, wenn das im Meer- oder Süßwassser gelöste Calciumkarbonat von im Wasser lebenden Organismen wie Korallen, Schnecken oder Muscheln in Form von Calcit ausgefällt wird und in Schalen und Skelette eingebaut wird. Kalksteine werden dann als lockere Sedimente, z.B. in Form von Kalksand abgelagert. Mit der Zeit härten diese lockeren Ablagerungen aus und werden zu festem Kalkstein.

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Chemische Sedimente

Chemische Sedimente werden aus wässrigen Lösungen ausgefällt. Sie entstehen ohne Mitwirkung von Organismen. Die Fällung wird in der Regel ausgelöst durch Eindampfen, Druckentlastung oder Änderungen im pH-Wert des Wassers.

Oft ist die Abgrenzung von organisch und anorganisch ablaufenden Fällungsprozessen schwierig.

Salzgesteine, Gips, sowie Tropfsteinkalk fallen in diese Kategorie. So wird Gips in erster Linie in Meeresbuchten und Salzseen der Subtropen gebildet, wo Gipskristalle aus dem eindampfenden Meerwasser ausgefällt und als Gipsschlamm am Boden abgesetzt werden.

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Bei den Höhlen im Carlsbad-Caverns-Nationalpark in New Mexico (USA) handelt es sich um einige der tiefsten Kalksteinhöhlen der USA
Bildquelle: https://pxhere.com/de/photo/780089

Quellen

Roland Baumhauer, Brigitta Schütt, Steffen Möller, Christof Kneisel, Elisabeth Tressel (2017): Einführung in die Physische Geographie (Geowissenschaften Kompakt). Nürnberg.

Rainer Glawion, Rüdiger Glaser, Helmut Saurer, Michael Gaede, Markus Weiler (2009): Physische Geographie. 2. Aufl. Braunschweig.

Scholz, H. (2007): Grundlagen der Geologie für Studenten der Physischen Geographie. München.

Zepp, H. (2008): Geomorphologie: Grundriss Allgemeine Geographie. 4. Aufl., Stuttgart.

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