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Vorlesung Allgemeine Geologie, Prof. Dr. Eckart Wallbrecher, Sommer-Semester 2005
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Allgemeine Geologie
Teil 17E. Wallbrecher
SS 2005 Mo, Di, Mi, 8.15 9.00
Entstehung von Festgesteinen
Diagenese
nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbcher)
Umwandlung: Lockergestein zu Festgestein
Ton (Schlamm)Ton (Schlamm) TonsteinTonstein
SandSand SandsteinSandstein
KalkschlammKalkschlamm KalksteinKalkstein
Stofftransport im Sediment:Stofftransport im Sediment:
Porositt = Porenvolumen / GesamtvolumenPorositt = Porenvolumen / Gesamtvolumen
Diagenese
1.) Verfestigung durch Porenzement: 1.) Verfestigung durch Porenzement:
SandsteinSandstein KieselsureKieselsure
KarbonatKarbonat
TonTon
EisenverbindungenEisenverbindungen
2.) Kompaktion2.) Kompaktion
TonTon EntwsserungEntwsserung
Kompaktions-kurve
nach Bahlburg & Breitkreuz (2003)
Verfestigung durch Porenzement
PorenraumPorositt: e = Porenvolumen / GesamtvolumenPorositt: e = Porenvolumen / Gesamtvolumen
g
p
VV
=
relativer Porenraum: Porenvolumen/Volumen der festen Anteilerelativer Porenraum: Porenvolumen/Volumen der festen Anteile
f
p
VV
E = gfp VVV =+
Nutzporositt
Nutzporositt: Raum, der durch Trnkungmit einer Flssigkeit gefllt werden kann.Nutzporositt: Raum, der durch Trnkungmit einer Flssigkeit gefllt werden kann.
Die Porositt ist abhngig von der Sortierung nach KorngreDie Porositt ist abhngig von der Sortierung nach Korngre
Abhngigkeit von Korngre und
Sortierung
0.10 0.14 0.18 0.22 0.26 0.30 0.34
47
45
43
41
39
37
35
33
31
29
Korndurchmesser [mm]
Poro
sit
t [%
]
S0 = 1.06
S0 = 1.13
S0 = 1.28
S0 = 1.62
S0 = 2.09
0.10 0.14 0.18 0.22 0.26 0.30 0.34
47
45
43
41
39
37
35
33
31
29
Korndurchmesser [mm]
Poro
sit
t [%
]
S0 = 1.06
S0 = 1.13
S0 = 1.28
S0 = 1.62
S0 = 2.09
max. Sortierung = 1
nderung des Porenraumes durch Auflast
starke nderung bei Tonenstarke nderung bei Tonen
geringe nderung bei Sandgeringe nderung bei Sand
Adsorption von Ionen
100
90
80
70
60
5040 30 20 10
10
20
30
40
50
Na+K
Mg Ca
100
90
80
70
60
5040 30 20 10
10
20
30
40
50
Na+K
Mg Ca
quivalentprozenteder Kationen inPorenlsungenaus 406 Bohrungen
quivalentprozenteder Kationen inPorenlsungenaus 406 Bohrungen
Stratigraphie
Relative Altersbeziehungen
StratigraphieStratigraphie
LithostratigraphieLithostratigraphie
BiostratigraphieBiostratigraphie
mit Leitfossilienmit Leitfossilien
Nikolaus Steno (1638 1687)Nikolaus Steno (1638 1687)
erste tektonische Profilserieerste tektonische Profilserie
Stratigraphie, Leitfossilien,Sedimentation, TektonikStratigraphie, Leitfossilien,Sedimentation, Tektonik
Entstehung der toskanischen Landschaft (N. Steno)
1) Ablagerung lterer Sedimente (aus dem Urmeer der Genesis)
2) Trockenlegung, Bildung von Hohlrumen
3) Einbruch
4) Ablagerung jngerer Sedimente mit Fossilien (Sintflut)
5) erneute Hohlraumbildung
6) erneuter Einbruch der jngeren Schichten
Sedimentationslcken (Diskordanzen)
Sedimentation Hebung Abtragung erneute Sedi-mentation
Erosionsdiskordanz:Erosionsdiskordanz:
Diskordanzen (Fortsetzung)
WinkeldiskordanzWinkeldiskordanz
Sedimentation Gebirgsbildung,Abtragung
Einebnung Absenkung,Sedimentation
zeitliche Abfolge
1. Sedimentation1. Sedimentation
2. Faltung2. Faltung
3. Intrusion3. Intrusion
4. Abschiebung4. Abschiebung
Transgression des Torridon-Sandsteins auf Lewisian Gneis
Transgression
Lewisian-Gneiss
Torridon-Sandstein
SequenzstratigraphieSequenz : unten und oben von Diskordanzenbegrenzter SedimentkrperSequenz : unten und oben von Diskordanzenbegrenzter Sedimentkrper
Seismische Muster von Schttungskrpern
Turbidit-AblagerungTurbidit-Ablagerung
submariner Schwemmfchersubmariner Schwemmfcher
SchelfsedimenteSchelfsedimente
Flachwasser-AblagerungenFlachwasser-Ablagerungen
terrestrische undDelta-Ablagerungenterrestrische undDelta-Ablagerungen
MassenbewegungenMassenbewegungen
Entstehung von Massenbewegungen
natrlicher Bschungswinkel
Wasser im Porenraum
dnner Wasserfilm im Porenraumhlt die Partikel durch die Ober-flchenspannung zusammen.
dnner Wasserfilm im Porenraumhlt die Partikel durch die Ober-flchenspannung zusammen.
alle Partikel sind durch Wasser getrennt. Das Material fliet.alle Partikel sind durch Wasser getrennt. Das Material fliet.
Erdrutsch, durch Erdbeben
Schden durch Erdrutsche
verschiedene Massenbewegungen
Bergsturz Bergrutsch Steinlawine
Talform vor dem GletscherTalform vor dem GletscherGletscher formt ein U-TalGletscher formt ein U-TalU-Tal nach Abschmelzen des GletschersU-Tal nach Abschmelzen des Gletschers
Entstehung von Bergrutschen
Abrutschen an den bersteilen Hngendes U-Tales
Abrutschen an den bersteilen Hngendes U-Tales
Der Bergsturz von Kfels
Maurach-RiegelMaurach-RiegelSee-SedimenteSee-Sedimente
Bodenkriechen
1 10 cm/Jahr
Bodenflieen
mehrerekm/Stundemehrerekm/Stunde
Solifluktion (in Permafrost- Gebieten)
Rutschungen
Eine Rutschung ist ein langsamesGleitenEine Rutschung ist ein langsamesGleiten
Katastrophe von Vajont (1963)
Allgemeine GeologieEntstehung von FestgesteinenDiageneseUmwandlung: Lockergestein zu FestgesteinDiageneseKompaktions-kurveVerfestigung durch Porenzement PorenraumNutzporosittAbhngigkeit von Korngre und Sortierungnderung des Porenraumes durch AuflastAdsorption von IonenStratigraphieRelative AltersbeziehungenNikolaus Steno (1638 1687)Entstehung der toskanischen Landschaft (N. Steno) Sedimentationslcken (Diskordanzen)Diskordanzen (Fortsetzung)zeitliche AbfolgeSequenzstratigraphieSeismische Muster von SchttungskrpernMassenbewegungenEntstehung von Massenbewegungennatrlicher BschungswinkelWasser im PorenraumErdrutsch, durch ErdbebenSchden durch Erdrutscheverschiedene MassenbewegungenEntstehung von BergrutschenDer Bergsturz von KfelsBodenkriechenBodenflieenSolifluktion (in Permafrost- Gebieten)RutschungenKatastrophe von Vajont (1963)