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Vorlesungsmaterial Einführung in die GeologieInstitut für Geotechnik, Technische Universität DresdenAbschnitt 1 Geologische ArbeitsweiseAbschnitt 2 Allgemeine stoffliche GrundlagenAbschnitt 3 Bau des ErdkörpersAbschnitt 4 Altersbestimmung und ErdgeschichteAbschnitt 5 Exogene geodynamische Prozesse - EinführungAbschnitt 6 Exogene geodynamische Prozesse - VerwitterungAbschnitt 7 Exogene geodynamische Prozesse - MassenbewegungenAbschnitt 8 Exogene geodynamische Prozesse - DenudationAbschnitt 9 Exogene geodynamische Prozesse - FlußbildungenAbschnitt 10 Exogene geodynamische Prozesse - SeebildungenAbschnitt 11 Exogene geodynamische Prozesse - GletschereisAbschnitt 12 Exogene geodynamische Prozesse - MeeresküstenAbschnitt 13 Endogene geodynamische Prozesse - EinführungAbschnitt 14 Endogene geodynamische Prozesse - tektonische VorgängeAbschnitt 15 Endogene geodynamische Prozesse - magmatische VorgängeAbschnitt 16 Fachdisziplinen der geologischen WissenschaftenAbschnitt 17 Erläuterungen zu Übungsaufgaben
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TU Dresden / Institut fr Geotechnik Professur fr Angewandte Geologie
Vorlesungsmaterial - Einfhrung in die GeologieSeite 6-1
Abschnitt 6 - Exogene geodynamische Prozesse - Verwitterung
Verwitterung - Definition
Gesteinszerstrung durch physikalische, chemische und biologische Prozesse. Das Angebot der Krfte wird durch das Klima bestimmt (Krfte = Atmosphrilien, Organismen).
Verwitterungsarten - bersicht
physikalische Verwitterung chemische Verwitterung biologische Verwitterung Thermische Verwitterung Frost-Verwitterung Salz-Verwitterung Quelldruck-Verwitterung Wind-Verwitterung
Lsungs-Verwitterung Kohlensure-Verwitterung Hydratations-Verwitterung Rauchgas-Verwitterung Silikat-Verwitterung Oxidations-Verwitterung
physikalisch-biologische Verwitterung
chemisch-biologische Verwitterung
Einflufaktoren auf die Verwitterungsintensitt
Zeit: Zeitpunkt der Heraushebung an die Ober-
flche
Gesteinsart: Mineralbestand Gefge
Bedeckung: Abtragungsgeschwindigkeit des Verwitte-
rungsschuttes Bodenbildung
Klima: Angebot der Krfte Verwitterungsarten
Physikalische Verwitterung
Gesteinszerstrung durch mechanische Krfte / Minerale bleiben erhalten
nival / arid / humid Temperaturnderung Volumennderung Schleifwirkung
Physikalische Verwitterung - Thermische Verwitterung
Temperaturwechsel mit Volumennderung Spannungsentlastung Insolationsverwitterung (arides Klima) Abschuppung (Desquamation) Abschalung (Exfoliation) Kernsprung Hammada (Steinwste) Bild rechts: Temperaturverlauf in der Luft und im Gestein in einem Wstengebiet [6-1].
TU Dresden / Institut fr Geotechnik Professur fr Angewandte Geologie
Vorlesungsmaterial - Einfhrung in die GeologieSeite 6-2
Physikalische Verwitterung - Thermische Verwitterung
Abschuppung [6-2].
Abschuppung [6-3].
Kernsprung [6-4].
Physikalische Verwitterung - Frost-Verwitterung
Volumenzunahme bei der Eisbildung 10 % Spaltenfrost Abschuppung und Abschalung Wollsack- oder Matrazen-Verwitterung
Wollsackverwitterung bei Graniten als Ergebnis der Frostverwitterung im humiden Klima [6-5].
Kluftsystem des Granites als Voraussetzung fr die Wollsackverwitterung [6-5].
Schematische Darstellung der Frostwirkungen in einer Gesteinspore [6-6].
TU Dresden / Institut fr Geotechnik Professur fr Angewandte Geologie
Vorlesungsmaterial - Einfhrung in die GeologieSeite 6-3
Biologische Verwitterung
Gesteinszerstrung durch mechanische Krfte und chemische Prozesse
humides Klima Wurzeldruck Lsungsmittel mikrobielle Prozesse
Biologische Verwitterung - Verwitterungsarten
physikalisch-biologische Verwitterung chemisch-biologische Verwitterung Wurzelwachstum mit Keilwirkung Bioturbation (whlende Tiere) im
Lockergestein
Erstbesiedlung von Felsen durch niedere Pflanzen (Flechten, Algen, Pilze)
Sureabscheidungen (Kohlensure) Zersetzung organischer Substanzen orga-
nische Suren (Huminsuren) mikrobielle Prozesse
Chemische Verwitterung
Gesteinszerstrung durch chemische Prozesse
humides Klima Lsungsmittel Wasser mikrobielle Prozesse Mineralum- und -neubildungen Bodenbildung
Chemische Verwitterung - Lsungs-Verwitterung
Salzminerale (Halit, Sylvin) Gips, Anhydrit Lslichkeit > 1 g/l Lsungsmittel Wasser Lsung im Grundwasser
Subrosion an Salzstcken Salzspiegel Gipshut Ablaugungswanne Solequellen
Chemische Verwitterung - Lsungs-Verwitterung
Ablaugung des Salzstockes von Ronnenburg bei Hannover s-Buntsandstein, m-Muschelkalk, k-Keuper [6-7].
TU Dresden / Institut fr Geotechnik Professur fr Angewandte Geologie
Vorlesungsmaterial - Einfhrung in die GeologieSeite 6-4
Chemische Verwitterung - Kohlensure-Verwitterung
Carbonatminerale (Calcit, Dolomit) Lsungsmittel Wasser beladen mit H2CO3 Bildung von Calciumhydrogencarbonat
Lsung der Kalksteine an der Oberflche und im Grundwasser
Karstbildung
Karren- und Schrattenbildung[6-7].
Schematisches Blockbild von Erscheinungen der Karstgeologie in Kalksteinen [6-5].
1-Karstquelle, 2-Schluckstelle (Ponore), 3-unterirdischer Flu, 4-Tropfsteinhhle, 5-Spaltenhhle, 6-Erdflle (Dolinen) ber Hhleneinstrzen, 7-verdeckter Karst, 8-verstrzte Karsthohlrume
Chemische Verwitterung - Kohlensure-Verwitterung
Bildung von Tropfsteinen [6-7]. 1-Federkiel 2-stndiger Austritt von kalkhaltigem Wasser 3-5-wachsender Stalaktit mit entgegenwachsendem Stalagmit vom Boden her 6-Stalagnat
TU Dresden / Institut fr Geotechnik Professur fr Angewandte Geologie
Vorlesungsmaterial - Einfhrung in die GeologieSeite 6-5
Chemische Verwitterung - Silikat-Verwitterung
Hydrolyse Reaktion der Silikate mit dissoziiertem
Wasser Zerlegung in Kationen, Kieselsure und
Aluminiumhydroxide
Arten in Abhngigkeit vom physikochemi-schen Milieu: - siallitisch (Si-Al) Kaolin - allitisch (Al) Bauxit
Beispiel Feldspatverwitterung 2KAlSi3O8 + 8H2O 2KOH + 2Al(OH)3 + 2H4Si3O8
Literatur / Quellenangaben zum Abschnitt 6
[6-1] ZEIL, W.: Brinkmanns Abri der Geologie. Band 1. Allgemeine Geologie. - 14. Auflage, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart 1990
[6-2] PRESS, F.; SIEVER, R.: Allgemeine Geologie. - Spektrum Akad. Verlag 1995
[6-3] AUGUSTITHIS, S. S.: Landmarks and forms. - Theophrastus Publications S.A., Athen 1999
[6-4] LENZ, L.; WIEDERSICH, B.: Grundlagen der Geologie und Landschaftsformen. - Deutscher Verlag fr Grundstoffindustrie, Leipzig/Stuttgart 1993
[6-5] KLENGEL, J.; WAGENBRETH, O.: Ingenieurgeologie fr Bauingenieure. - Verlag fr Bauwesen, Berlin, 3. Auflage
[6-6] REUTER, F.; KLENGEL, K. J.; PASEK, J.: Ingenieurgeologie. - Deutscher Verlag fr Grundstoffindustrie GmbH, Leipzig und Stuttgart, 3. Auflage 1992
[6-7] RICHTER, D.: Allgemeine Geologie. - Walter de Gruyter Berlin, 4. Auflage 1992