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Sedimente und Sedimentgesteine

Sedimente und Sedimentgesteine, auch Ablagerungsgesteine oder Schichtgesteine, entstehen durch Ablagerung (Sedimentation) von Material an Land und im Meer. Von ganz anderer Entstehung ist Eruptivgestein, das durch rasche Abkühlung einer Gesteinsschmelze an der Erdoberfläche entstanden ist.

Sedimente und Sedimentgesteine unterteilt man in die Hauptgruppen Klastische Sedimente (Klastika, Trümmergesteine), Chemische Sedimente, Biogene Sedimente (Organogene Sedimente) und Residualgesteine:

Der Vorgang der Sedimentation findet auf dem Land (terrestrisch), in Fließgewässern (fluviatil) oder in Seen (limnisch) und Meeren (marin) statt.

Zur Unterscheidung werden unverfestigte Sedimente Lockersediment genannt, während verfestigte Sedimente Festgesteine genannt werden.

Inhaltsverzeichnis

Bildung von Sedimentgesteinen aus unverfestigten Sedimenten

Sedimentgesteine gehen durch Diagenese (Lithifizierung, Lithogenese) aus unverfestigten Sedimenten (Lockersedimente) hervor. Bei der Diagenese kommt es durch den erhöhten Umschließungsdruck infolge der weiteren Überlagerung mit Sediment bei fortschreitender Sedimentation zur Entwässerung und Kompression einer Sedimentlage, zur Drucklösung im Kontakt von Mineralkörnern und zur Fällung eines Zements, was zur Umwandlung des sedimentären Lockergesteins in ein Festgestein führt. Ein Sonderfall der Diagenese ist die Inkohlung, bei der sich unter Wirkung von Druck und Temperatur leichtflüchtige organische Komponenten eines Gesteins abscheiden (und entweichen) oder sich in schwerflüchtige hochpolymere (und zum Großteil aromatische) Kohlenwasserstoffe umwandeln.

Grundlegende Eigenschaften

Charakteristisch für Sedimente ist die auf Materialwechsel zurückgehende Schichtung. Eine Schicht bildete dabei für zumindest kurze Zeit die Erdoberfläche. Weiter sind Sedimentgesteine die einzigen Gesteine, die Fossilien enthalten können. Die Einwirkung von hohem Druck und/oder hoher Temperatur war bei Sedimentgesteinen während der gesamten Dauer ihrer Existenz nicht gegeben.

Die sedimentbildenden Prozesse werden durch die Wirkungen der Atmosphäre, der Hydrosphäre und der Biosphäre auf die Oberfläche des festen Erdkörpers beeinflusst. Das Sediment wird dabei von den Bedingungen geprägt, unter denen es entstanden ist. Alle Umweltbedingungen, die zur Bildung eines Sedimentes beitragen, werden unter dem Begriff Milieu zusammengefasst, die daraus resultierenden Eigenschaften bezeichnet man als Fazies eines Gesteins. Milieu und Fazies sind charakteristisch für verschiedene Sedimentationsräume.

Einteilung

Nach dem Bildungssystem

Die Geologie klassifiziert den Vorgang der Sedimentation nach der Entstehung der Sedimente, der entsprechende Zweig der Wissenschaft wird Sedimentologie genannt.

Sie unterscheidet Sedimente nach ihrer Entstehung als

Nach den Korngrößen

Die Sedimente werden wie die Korngrößen einfach als Ton, Schluff (oder Silt), Sand oder Kies bezeichnet. Lockergesteine mit einem überwiegenden Anteil an groben Korngrößen (Kies, Steine, Blöcke) nennt man Geröll (bei abgerundeten Partikeln) oder Schutt (bei eckigen).

Je nach der Korngröße unterscheidet man folgende klastische Festgesteine:

Früher verwendete man für die Klassifizierung auch die Begriffe Psephite (für große Korngrößen), Psammite (für mittlere) und Pelite (für kleine Korngrößen, heute noch verwendet). Ebenfalls auf die Korngröße bezogen sind die Begriffe Lutit (kleiner als 0,063 mm), Arenit (zwischen 0,063 und 2 mm) und Rudit (größer als 2 mm), die vor allem bei der Klassifikation von klastischen Kalksteinen verwendet werden.

Nach dem Entstehungsprozess

Klastische Sedimente

Als Klastika (gr. klastó - (ab)gebrochen, von klãn - (ab)brechen) bezeichnet man Sedimentgesteine, deren Material aus der mechanischen Zerstörung anderer Gesteine stammt. Eine weitere Bezeichnung ist Trümmergestein. Klastische Sedimente werden anhand des Korngrößenspektrums charakterisiert, anhand des Materials, aus dem sie bestehen, und anhand ihrer Genese.

Material und Bindemittel:

Die Körner und Mineralkomponenten, aus denen die klastischen Sedimentgesteine bestehen, sind mit Hilfe von chemischem oder mineralischem Zement verkittet. Hierbei kann es sich um Tonmineralien, kalkige Bindemittel (CaCO3), kieselige Bindemittel (SiO2) und ferritische Bindemittel (FeO(OH)) handeln.

Chemische Sedimente

Chemische Sedimentite (Sinter) entstehen durch die Fällung gelöster Stoffe aus übersättigten Lösungen. Häufig werden dabei die Evaporite (Karbonate wie Kalkstein, Sulfate, Halogenide und andere Salze) gebildet, die mächtige Gesteinspakete umfassen und Formationen bilden können, wie z. B. der Zechstein in Nord- und Süddeutschland.

Biogene Sedimente

Biogene Sedimentite, auch organogene Sedimentite oder Biolithe, werden durch Aktivitäten von lebenden Organismen wie auch aus Resten von toten Organismen gebildet. Hierzu gehören die aktive Ausscheidung mineralischer Substanzen, die sich zu mächtigen Sedimentpaketen anhäufen können, wie z. B. Riffkalke oder Mud Mounds. Reste abgestorbener Organismen können auch größere Sedimentkörper bilden, z. B. Torf oder Kohle, die durch die Anhäufung von abgestorbenen Pflanzenresten entstehen, oder Bone beds u. a.

Rückstandsgesteine

Rückstandsgesteine, auch Residualgesteine, entstehen aus den Rückständen chemisch aufbereiteter Gesteine am Ort der Gesteinszerstörung (Verwitterung) wie z. B. Laterit (aus fast allen Gesteinen), Bauxit (aus Karbonatgestein -> Kalkbauxit oder Silikatgestein -> Silikatbauxit) und Kaolin (aus Granit, Rhyolith, Arkose).

Bedeutung von Sedimentgesteinen

Viele Sedimentgesteine werden wirtschaftlich genutzt (z. B. Kalkstein in der Bauindustrie). In Sedimenten können Erdöl und Erdgas entstehen (Erdölmuttergestein), die dann in ein Erdölspeichergestein ausgepresst werden können. Stein- und Braunkohle sind ebenfalls Sedimentgesteine von großer wirtschaftlicher Bedeutung.

Sedimentgesteine (insbesondere Kalkstein und Dolomit) können große Mengen an Karbonat enthalten, für dessen Bildung Kohlendioxid gebraucht wird. Im Vergleich zu den Atmosphären etwa von Venus oder Mars, wo diese Sedimente nicht oder kaum vorkommen, ist der Anteil von Kohlendioxid in der Erdatmosphäre deshalb extrem gering.

Das Studium der Sedimentgesteine ermöglicht unter anderem durch die in ihnen enthaltenen Strukturen, Mineralien und Fosssilien die Rekonstruktion von Lebensräumen, die vor geologischen Zeiten bestanden haben.

Siehe auch

Literatur

 Commons: Sedimentgestein – Bilder, Videos und Audiodateien