Sedimentologie (Fach) / Siliziklastika (Lektion)

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Sedimentgefüge, Sedimentstrukturen- subaquatisch, äolisch, prä, post, Komponenten, Sandsteine, Diagenese, Tonsteine

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  • Sedimentgefüge Oberbegriff für strukturelle (Sedimentstrukturen=spiegeln die Ablagerungsbedingungen wider. Sie können im Sediment ausgebildet sein oder die Schichtober- bzw. -unterseite charakterisieren) und texturelle (Sedimenttexturen=räumliche Anordnung eines bestimmten Gesteingemenges) Eigenschaften von Sedimenten und Sedimentgesteinen.
  • Klasten Fragmente magmatischer, metamorpher oder sedimentärer Gesteine
  • Zusammensetzung der Klasten wird bestimmt durch... ...die Verwitterungsprozesse
  • Sedimentgefüge, Sedimentstrukturen werden bestimmt durch... ...die Transport- und Ablagerungsprozesse
  • Bestimmung der Korngröße anhand von SiebanalyseSchlämmethode (Messung der Absinkzeit von Körnern in einer Wassersäule)Dünnschliff (Bildauswertung oder über 100 Körner messen und zählen)
  • Was beschreibt die Sortierung? Die Gesamtbreite der Kornverteilung.--> unimodal, bimodal oder polymodal
  • Wovon hängt die Verteilung der Sortierung ab? vom Liefergebiet: Sande vorsortiert (Schorre=Sortiermaschine), Granite - breites Spektrumder Korngröße: Grobkörnige (Konglomerate) und Feinkörnige (Ton, Silt) schlechter sortiert als Sande, da Sande am leichtesten transportiert und aussortiert werden dem Ablagerungsmechanismus: schnelle Ablagerung - schlechte Sortierung, langsame Ablagerung/mehrfache Umlagerung - gute Sortierung
  • die Korngestalt ist das... Maß der Annäherung an eine Kugel.plattig, isometrisch, flachstenglig, stenglig
  • Der Rundungsgrad... ...nimmt mit der Länge des Transportweges zu.
  • Kornoberfläche (Quarz) äolisch: matte Oberflächefluvial: glänzende Olittoral: pollierte Oglazial: Striemung auf der O
  • Korngefüge - Orientierung längliche Gerölle: quer oder parallel zur Fließrichtung (rollen, gleiten)Geschiebemergel: Längsachsen parallel zur BewegungsrichtungDachziegellagerung: fluvial/turbiditisch
  • Korngefüge - Packungsdichte beeinflusst... ...Porosität und Permeabilitätkubische Packung: hohe Porositätrhomboedrische Packung: geringe Porositätschlecht sortierte: sehr geringe Porosität - kleine Körner füllen Zwsichenräume
  • Kornkontakte: 1. Matrik- gestütztes Gefüge 2. Komponenten- gestütztes Gefüge 1. Geschiebemergel, Schlammströme2. fluvial, hydraulisches Regime
  • Erosionsstrukturen sind Strukturen, die... ...prä-sedimentär also unmittelbar vor der Ablagerung der Schicht durch Strömungen oder mitgeführte Objekte entstehen. 
  • Nenne drei Erosionsstrukturen! Sohlmarken, Fließmarken, SchleifmarkenAuskolkungenFließrinnen/ Kanäle
  • Wodurch zeichnen sich Fließmarken aus? Schaufelförmige Gebilde in kohäsiven Tonen, die durch Wirbelbildung in Sandströmen (Suspensionsströme) entstehen.
  • Wodurch sind Schleifmarken charakterisiert? Wo entstehen sie? Bioklasten oder verfestigte Tonscherben schaffen geradlinige Kämme, die später verfüllt werden - typisch für Turbidite, Tempestite und alluviale Überflutungsflächen
  • Was zeichnet Fiedermarken aus? werden von schleifenden Gegenständen hinterlassen, die aus schlamm gleiten ohne einzusinken und dabei eine oszillierende Deformation hinterlassen --> Pfeil- oder V-förmige Marken zeigen Bewegungsrichtung an
  • Wodurch sind Stoßmarken charakterisiert? touchieren kurz die O - nachlassende Turbidite
  • Was sind typische Formen der Hindernismarken? Luvgräbenpfeilförmige Hindernismarken weisen entgegen der StrömungsrichtungErhaltungspotential an Schichtoberseite am größten
  • Laminaren Fließen Parallele Bewegung der Wasserschichten - kein Austausch -->langsam fließend, viskos, Bsp. Gletscher
  • Turbulentes Fließen höhere Geschwindigkeiten, Reibung --> Wirbel --> intensive Durchmischung (Ozean, Atmosphäre)
  • Was beschreibt die Reynolds-Zahl Das Verhältnis von Trägheitskräften zu Viskosität.Träghietskräfte bedingen Turbulentes Fließen, Viskosität dämpft eskrit. Intervall Re 500-2000 = Übergang von laminarem zu turbulentem Fließen
  • Stylolith Druckstruktur, insbes. in Carbonaten, Verzahnung der beiden Gesteinsbereiche, Die Säulen des Styloliths sind dabei parallel zur Richtung der grössten Einengung orientiert. Die Kontaktfläche ist von unlöslichen Rückständen, z.B. Tonmineralien und Fe-Oxiden, belegt und erscheint daher oft dunkel.
  • Kompaktion Entwässerung, Entgasung, Erhöhung der Packungsdichte, Umorientierung der Sedimentpartikel
  • Advektion (hydrolog.) bei Kompaktion Porenwasser uns darin gelöste Stoffe wandern nach oben(Sediment nach unten - vgl. Trichter)
  • Prinzip der Drucklösung an Kornkontakten - Freisetzung von Kieselsäuren durch Druck - Anreicherung im Porenwasser bis zur Sättigung - Ausfällung - Zementation - Anwachssäume um detritische Quarzkörner ebenfalls möglich durch: Auflösung und Mineralumwandlung von Silikaten, Auflösung von Kieselskeletten: Diatomeen, Schwämme, Radiolarien
  • Diatomeen Photosynthese betreibende Kieselalge
  • Zementation durch Kalzit Poikilotopische Zemente: mehrere cm große Einkristalle, die mehrere Komponeneten umschließenDrusige Zemente: Mosaik aus isometrischen Kalziten, die den Porenraum randtsändig ausfüllen - Kristallgröße nimmt gegen Zentrum d. Porenraums zuKalzit tritt häufig als frühdiagenetischer, Komponentengestützter Zement auf, seine Bildung verhindert Anwachssäume aus Quarz und die Umwandlung zu Feldspat, Porosität kann dabie verloren gehen
  • Einkristall/Monokristall makroskopischer Kristall, dessen Bausteine (Atome, Ionen oder Moleküle) ein durchgehendes einheitliches, homogenes Kristallgitter bilden
  • Neubildung von Feldspäten Anwachssäume um detritische KaliFeldspäte, selten: Plagioklasfür die Bildung Porenwässer mit hohen Gehalten an Natrium, Kalium und Silicium notwendig - werden bei Auflösung instabiler Minerale freigesetzt
  • Neubildung von Tonmineralen um detritische Komponenten und porenfüllende Massen, frühdiagenetisch, vor Quarz-Zementation - verhindern spätere ZementationBsp.: Illiit: alkalische WässerKaolonit: Süßwasser, geringer pH-Wert - in gr. Tiefen Umwandlung zu Illit
  • Zementation durch Hämatit bildet dünne Häutchen - färbt Quarze, Feldspäte, Tonmineraleamorph, Umwandlung detritische Eisenverbindungen - LateritEisen wird diagenetisch bie der Auflösung detritischer Silikate freigesetzte (Hornblende, Augit, Olivin, Chlorit, Biotit)oxidierende Verhältnisse: Goethtit, Hämatitreduzierende Verhältnisse: leicht lösliches Fe2+ wird weggeführt oder in Tonminerale eingebaut - Grünfärbung
  • Diagenesetrends Quarz: mechanisch und chemisch stabilFeldspat: mechanisch stabil, chemisch instabilGesteinsfragmente: mechanisch und chemisch instabil
  • Was beschreibt die Porosität? Porenvolumenabsolutes Porenvolumen: (Gesamtvolumen-Festvolumen/Gesamtvolumen)x100
  • Was beschreibt die Permeabilität? Fließvermögen in kommuniezierenden Porenabhängig von Porosität, Größe, Form und O, Porenverbindungen, Physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeiten
  • Primäre Porosität Porenraum zwischen und in den detrischen Komponentenabhängig von der strukturellen Reife
  • Sekundäre Porosität entsteht während der Diagenese z.b. durch Lösung, Dolomitisierung von Kalzit, Klüftung infolge tektonischer Vorgängeabhängig von der kompositionellen Reife (Ausdruck des Anteils verwitterungs- und transportempfindlicher Komponenten in Sedimenten und Sedimentgesteinen)
  • Welche Auswirkung hat die Neubildung von Tonmineralen auf die Porosität? reduziert die primäre und sekundäre Porosität
  • Welchen Einfluss haben Kompaktion und Zementation auf die Porosität und Permeabilität verringern Porosität und Permeabilitätgute Speichergesteine sind partiell Zementierte Sandsteine mit Porositäten von 20-35% Bsp. Grand Canyon (angedacht als Speichergestein für CO2
  • Mineralbestand Ton wasserhaltige Aluminium-Silikate
  • Woraus besteht Schlamm Ton und Silt
  • 1. Schieferton 2. Tonschiefer 3. Mergelgesteine 1. stärker vefestigte pelitische Gesteine2. wie oben aber deutliche Spaltbarkeit3. karbonatische Pelite
  • Erschwerung der Interpretation der Korngrößen in hydrodynamischen Verhältnissen dadurch, dass: Sediment fressende Organismen Schlämme zu Kotpillen verdichtenTonminerale in Form von Flocken sedimentiert werden
  • Anordnung der Tonminerale und Glimmer parallel zur Schichtung --> Schiefrigkeitenthalten Lamination - gestört durch Bioturbationauf Ablagerung der Tonminerale hemmend wirken: Quarzsilte u. Kalzit, Ausflockung der Tonminerale
  • Welche Sedimentstrukturen sind in den Peliten zu finden? Wodurch werden diese gebildet? Konkretionen und Knollen aus Kalzit, Siderit, Pyrit, Hornstein und Kalziumphosphat als Folge von Abscheidung von Zement aus Porenwasser des Substrats - abhängig vom pH-Wertdurch chemische oder physikalische Veränderungen, bilden sich um einen Organismus, meist gut erhaltene Fossilien im Inneren
  • Verbreitung von Tonmineralen Kaolinit: Flussmündung im tropisch-äquatorialen BereichIllit: mittlere u. höhere BreitenSmektite: MOR, vulkanische Inseln
  • Wie unterscheidet sich die Kohlenstoffzersetzung des durchlüfteten Beckens von der des euxinischen Beckens? beim durchlüfteten Becken finden Oxidation und Nitratreduktion unter Anwesenheit von Bakterien stattdurch das fehlen von Oxidation bleibt organisches Material gut erhalten, es bilden sich Faulgase, steigen diese die Wassersäule auf bilden sich Faulschlämme, die sich als Schwarzschiefer verfestigen