Bodenkunde (Fach) / Anorganische Ausgangsmaterialien (Lektion)

3) Anorganische Ausgangsmaterialien

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• 1. Was sind primäre Bestandteile von Böden? ererbte Stoffe anorganisch: mineralisch, Ausgangsgestein organisch: abestrobene Blätter, Streu
• 2. Was sind Minerale, was sind Gesteine? Mineral: homogen, auskristallisiert, chem. Formel Gestein: Gemisch aus Mineralien (oder monomineral), keine chem. Formel, amorph (keine Kristallform)
• 3) Was ist der Unterschied zwischen einen amorphe und einem kristallisierten Mineral? amorph: keine Kristallform, geometrisch ungeordnet kristallisiert: 3-dimensional periodische Anordnung von Ionen/Atomen (Kristallpolyeder)
• 4. Was ist die Mineraleigenschaft Bruch? Bruch: Die Art und Weise wie ein Mineral bricht, erfolgt an kristallographisch nicht orientierten Flächen - glatt, eben, uneben, muschelig, splittrig - nicht zu verwechseln mit Spaltbarkeit
• 5. Erläutern Sie die Härteskala nach Mohs, geben sie drei Beispiele Harte Stoffe ritzen weichere 1-2 weich, 3-5 mittelhart, >6: hart Beispiele: 1: Talk, 7: Quarz, 10: Diamant
• 6. Welche sind der Reihenfolge nach die 4 wichtigsten Elementbestandteile der Erdkruste und welchen Gesamtanteil machen diese Elemente aus? 47% O2 27% Silizium 8% Aluminium 5% Eisen
• 7) Kohlenstoff und Silizium sind benachbarte Elemente der 4. Hauptgruppe des Periodensystems. Welches sind die stabilsten Formen, d.h. die Anhydrite (Wassersabspaltung) der Kiesel- bzw. der Kohlensäure, und wie unterscheiden sie sich? Anhydrit von Kieselsäure -> Quarz (besteht aus langen Ketten von Kieselsäure und Wasser. Feststoff) Anhydrit von Kohlensäure -> CO2 Kolenstoffdioxid (gasförmig)
• 9) Erläutern Sie die Struktur und die Eigenschaften von Quarz Struktur: Si-Tetraeder über Si-O Atombindungen verknüpft, teilweise spiralige Struktur Eigenschaften: härte 6, nicht spaltbar, muscheliger Bruch, verwitterungsresistent, sauer
• 10) Erläutern Sie kurz die Struktur der Feldspäte als Gerüstsilikate und gehen dabei auf den Begriff "isomorpher Ersatz" ein Feldspat (Gerüstsilikat): - bestehen nur aus Silikationen sowie Kationen (Silikate = Salze der Kieselsäure) isomorpher Ersatz: - Schmelze: wenn nicht genug Si vorhanden ist, dann wird einfach Al eingebaut - Rangfolge: 1. räumlich passend, 2. Ladungsausgleich - Al hat nur 3+ anstatt Si4+, also ist negativ geladen, zum Ladungsausgleich werden Kationen eingebaut
• 11. Erläutern sie kurz Ketten-, Band- und Inselsilikat Siliziumtetraeder können sich über die Si-O-Si Verknüpfung zu Ketten oder Bändern zusammenfügen Kettensilikate: Kette von Siliziumtetraedern Bandsilikate: doppelte, parallele Ketten, bilden Ringstruktur aus Inselsilikat: Si-O4 Tetraeder kristallisieren ohne Si-O-Si Bindungen aus; negative Gitterladung wird durch eingestreute Kationen kompensiert, Einlagerung von Magnesium oder Eisen (zb. Olivin)
• 12) Was sind Blatt-(Phyllo-) Silikate. Was hat die geringe Härte des Talks damit zu tun, dass die seine "Kristallblätter ungeladen sind? - Tetraeder ordnen sich in einer Ebene an (blättrige Strukturen, spaltbar in der Ebene) - zwei Silizium Tetraederblätter verbinden sich über geordnete Kationeneinlagerung zu einer dreischichtigen Struktur ungeladene Kristallblätter des Talks: - Kationen sind Mg2+ und OH- - Silikatblätter werden durch Magensiumionen zusammengehalten. Doppelblätter durch van-der-Waals Kräfte zusammengehalten (eher schwache) -> geringe Härte
• 13. Erläutern Sie den Aufbau des hellen Al-Glimmers (Muskovit) (Silikat) unter Verwendung der Begriffe „isomorpher Ersatz“, „Aluminium-Oktaeder“ und „Zwischenschicht-Kationen“. Welche makroskopischen Eigenschaften lassen sich aus dem Kristallaufbau erklären? Muskovit: aus Siliziumblättern aufgebaut -> Tetraedershichten die durch Si-O-Al -Bindungen der Al-Oktaeder fest verbunden sind 1/4 der Si-Atome sind durch Al-Atome isomorph ersetzt Kalium (Zwischenschichtkationen) zwischen den Blättern sorgen für einen Ladungsausgleich makroskopische Eigenschaften: leichte Spaltbarkeit, da Bindung zwischen den Blättern gering extreme Stabilität in Plattenrichtung Transperenz
• 14. Definieren Sie kurz Magmatit, Sedimentgestein, Metamorphit. Welchen Mengenanteil haben Magmatite a) in der Erdkruste b) an der Erdoberfläche? Magmatit: Gestein welches aus erkalteter Magma entsteht (Plutonit/Vulkanit ) Sedimentgestein: nicht-klastisch/klastisch. Aus Gesteinsbruchteilen (verwittertes Gestein) entstanden (Diagnese) Metamorphite: durch hohen Druck/hohe Temperatur entstanden. Magmatite/Sedimente wurden dadurch umgeformt, dabei kommt es nicht zu einer Anataxis (Aufschmelzung) sondern nur zu einer Veränderung der Struktur Mengenanteil Magmatite: a) Erdkruste: 90%, b) Erdoberfläche: 25%
• 15) Erklären Sie die Begriffe Plutonit (Tiefengestein) und Vulkanit (Ergussgestein). Wie unterscheiden sie sich makroskopisch? Plutonit: Magmatit welcher unter der Erdoberfläche erkaltet ist.  auskristallisiert da mehr Zeit (keine Störungen) zur Verfügung steht; grobkörnige Matrix Vulkanit: Magmatit der über der Erdoberfläche erkaltet ist, keine (wenige) Kristalle wegen schnellerer Erstarrung, dunkel, kieselsäurearm
• 16. Was versteht man unter „basischen“ und „sauren“ Gesteinen? Wie unterscheiden sich diese makroskopisch. Nennen Sie für jede Gruppe einen häufigen Vertreter und ein Hauptgemengeteil (Mineral). basisch: Quarzarm dunkel häufiges Gestein: Basalt (Minerale: Olivin) sauer: quarzreich hell häufiges Gestein: Granit (Minerale: Quarz)
• 17. Beschreiben Sie für Granit und Basalt in welchen typischen Bildungen diese in der Landschaft auftreten. Granitlandschaften: Wollsackverwitterung, bei der entland von Klüften abgerundete Blöcke entstehen Basalt: wegen schneller Abkühlung oft Basaltsäulen
• 18. Was versteht man unter physikalischer Verwitterung. Erklären Sie die Frostsprengung. Verwitterung bei der nicht die Molekularstruktur beeinflusst wird sondern nur eine Fragmentierung stattfindet Frostsprengung: Wasser gelangt in feine Haarrisse oder Risse. Es gefriert, dehnt sich um 10% aus und sprengt das Gestein
• 19. Wie verändern sich die Sedimente entlang eines Flußlaufes von steilen Gebirgslagen im Oberlauf bis hinter die Mündung im Meer? mit zunehmender Transportentfernung nimmt die Korngröße von größeren Blöcken (in steilen Gebirgslagen) bis zu feinsten Schwebstoffen(Mündung) ab Kornsortierung nennt man auch Klassierung
• 20. Was ist Diagenese. Erläutern sie zwei mögliche Prozesse Diagnese = Verfestigung von Lockersedimenten zu Festsedimenten zb. Zusammenpressung unter Auflast ( Sand zu Sandstein ) zb. Entwässerung, Entsalzung (Zusammenpressung) (bei Ton zu Tonstein)
• 21. Beschreiben Sie kurz den Materialbestand von 4 Sedimentgesteinen Kalkstein -> Calcit Dolomitstein -> Dolomit Tonstein -> silikatische Mineralkörner Quarzsandstein -> Quarzkörner
• 22. Was versteht man bodenkundlich unter Silikat-, Carbonat- und Mergelgesteinen? Silikatgestein: <5% Calcit . beestehen aus Silikaten ( Salze der Kieselsäure) wie Quarz, Feldspat Carbonatgestein: > 75% Calcit. bestehen aus Carbonaten (Salze der Kohlensäure) Kalk, Dolomit Mergelgestein: bestehen aus Silikaten und Carbonaten. entstehen wenn das feine Material (Ton, Schluff) abgelagert und gleichzeitig Kalk ausgefällt wird
• 23. Erklären Sie den Begriff der Schieferung bei metamorphen Gesteinen. Wie entsteht sie? Metamorphite sind hohen Druck und Temperatur ausgesetzt. Dabei richten sich die Kristalle. Unterschiede zur Schichtung: gleichbleibender Mineralbestand und häufiges Auskeilen der Schieferblätter mit variabler Dicke
• 24. Was sind Ortho-, was sind Paragneise? Orthogneis: aus Granit entstanden mit hohen Quarzanteil Paragneis: aus Sedimentgesteinen entstanden, reicher an basischen Kationen
• 25. Finden Sie in der geologischen Karte direkte Informationen über Gesteine? geologische Karten geben nur begrenzt Auskunft über die Gesteinseigenschaften, sondern hauptsächlich über das Erdzeitalter, in dem die oberflächennahen Sedimente abgelagert wurden. (außer Magmatite)
• 26. Erläutern Sie kurz 3 typische Oberflächenbedeckungen (Lockersedimente), die Ausgangsmaterialien der Bodenbildung sind. Glazial: Grundmoränenmaterial: schlecht sortiert, kantengerundet (Sander, Endmoränen etc) Vulkanische Aschen: sehr große innere Oberfläche, schnelle Verwitterung fluvial: gute sortierung, Schichtung, meist fein über grob (kiese, Sande, Hochflutlehme)

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