Entwicklung der Litho- und Biosphäre (Geologie)

Teil 8Vorlesung 4.11 – 22.11. 2004

Mo - Do 9.15 –10.00

SedimentationSedimentation

Sedimentationsbereiche

SeeSee

FlußFluß

StrandStrand

WattWatt

SchelfSchelf

Kontinentalhang

Kontinentalhang

TiefseeTiefsee

DeltaDelta

GletscherGletscher

WüsteWüste

Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

Mariner BereichMariner Bereich

Meeresbereiche

1) Küste (Litoralbereich)1) Küste (Litoralbereich)

2) Flachmeer (Sublitoral)2) Flachmeer (Sublitoral)

3) Schelf (bis 200m Tiefe)3) Schelf (bis 200m Tiefe)

4) Kontinentalhang4) Kontinentalhang

5) Tiefsee5) Tiefsee

Schelfbereich (Flachmeer)Kontinentalränder:Kontinentalränder:

aktiv:aktiv: HebungHebung ErosionErosion kein Schelfkein Schelf

passiv:passiv: EinsinkenEinsinken

SedimentationSedimentation Breiter SchelfBreiter Schelf

Breite Schelfbereiche

passiver Kontinentalrand(Afrika)

passiver Kontinentalrand(Afrika)

Höhenschichtmodell eines passiven Kontinentalrandes

(Ostküste der USA)

Höhenschichtmodell eines passiven Kontinentalrandes

(Ostküste der USA)

Fluß-Deltas

Das Mississippi-DeltaDas Mississippi-Delta

Aufbau eines DeltasMündungsarmMündungsarmSalzmarschSalzmarsch

flacheBucht

flacheBucht

Sedimenteder Delta-plattform

Sedimenteder Delta-plattform

Deltafront

Deltafront

DeltafußDeltafuß

Sandbank(Mündungsbarre)

Sandbank(Mündungsbarre)

Silt und Ton

Silt und Ton

Ton, wenig Silt

Ton, wenig Silt

Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

Der Kontinentalhang

SchelfSchelfKontinentalhang

Kontinentalhang TiefseeTiefsee

fluviatileSande

fluviatileSande

Strand-sandeStrand-sande

Flachwasser-sande

Flachwasser-sande

RutschungenRutschungen

KontinentalfußKontinentalfuß Tiefsee-EbeneTiefsee-Ebene

Continental Slope (Neigung ca. 4°)Continental Slope (Neigung ca. 4°)

Trübestrom (turbidity current)

SchelfSchelf

Kontinentalhang

KontinentalhangK.-FußK.-Fuß Tiefsee-EbeneTiefsee-Ebene

SedimenteSedimente Rutschungen (durch Erdbeben)Rutschungen (durch Erdbeben)

Suspensions (Trübe)- StromSuspensions (Trübe)- Strom

TurbiditTurbidit

Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

gradierte Schichtung (graded bedding)

3. Turbidit3. Turbidit

2. Turbidit2. Turbidit

1. Turbidit1. Turbidit

Aufbau eines Turbidites

grobkörniggrobkörnig

feinkörnigfeinkörnig

Flysch-Sequenz (Altvater-Gebirge)

Die TiefseeDie Tiefsee

Profil durch den Atlantik

N-amerikanischePlatte

N-amerikanischePlatte

AfrikanischePlatte

AfrikanischePlatte

SedimentbeckenSedimentbecken

Tiefsee-EbeneTiefsee-Ebene

Tief

e (k

m)

Tiefsee-Sedimente

feinkörnige Sedimente (< 0.025 mm Durchmesser)feinkörnige Sedimente (< 0.025 mm Durchmesser)

Material: Ton, vulkanisches Glas, QuarzMaterial: Ton, vulkanisches Glas, Quarz

Sedimentationsrate sehr gering: ca. 1mm/1000J.Sedimentationsrate sehr gering: ca. 1mm/1000J.

ca. 10% der Sedimente durch Windtransportca. 10% der Sedimente durch Windtransport

Karbonat-Sedimentation bis ca. 3500 bis 4000 m Wassertiefe überwiegend

Sedimente aus Schalen planktonischer Organismenbis ca. 3500 bis 4000 m Wassertiefe überwiegend

Sedimente aus Schalen planktonischer Organismen

GlobigerinenGlobigerinenForaminiferen-Schlamm

Foraminiferen-Schlamm

Karbonat-Kompensationstiefe

Tiefsee-EbeneTiefsee-Ebene

mittelozeanischerRücken

mittelozeanischerRücken

Karbonat-KompensationstiefeKarbonat-Kompensationstiefe

AuflösungAuflösung

Karbonat-SedimenteKarbonat-Sedimente

Plankton-Organismen mit KarbonatgehäusenPlankton-Organismen mit Karbonatgehäusen

Tiefenwasser ist kalt und unter hohem Druck. Deshalb Anreicherung von CO2

Tiefenwasser ist kalt und unter hohem Druck. Deshalb Anreicherung von CO2

CO2 + H2O H+ + HCO3-CO2 + H2O H+ + HCO3

-

CaCO3 + H+ + HCO3- Ca2+ + 2HCO3

-CaCO3 + H+ + HCO3- Ca2+ + 2HCO3

-

Tiefsee-SedimenteRoter TiefseetonRoter Tiefseeton

Sedimente aus Kieselsäureschalen oder Kieselsäureskeletten

Sedimente aus Kieselsäureschalen oder Kieselsäureskeletten

DiatomeenDiatomeen

RadiolarienRadiolarien

RadiolaritRadiolarit

Sedimentgesteine

klastische Sedimenteklastische Sedimente

chemische Sedimentechemische Sedimente

organogene Sedimenteorganogene Sedimente

Nomenklatur nach der Korngröße

Die ϕ-SkalaDie ϕ-Skala

ϕ = -log2 DD = Durchmesser [mm]ϕ = -log2 DD = Durchmesser [mm]

ϕ=8 bedeutet: D=2-8 = 1/28 = 1/256ϕ=8 bedeutet: D=2-8 = 1/28 = 1/256

Die Phi-Skala

ϕ > 8 8 - 4 4 - (-1) -1 – (-6)

mm: < 1/256 1/256 – 1/16 1/16 – 2 2 - 64Ton Silt Sand Kies, Steine

Tonstein Siltstein Sandstein Konglomerate

Pelite Psammite Psephite

Indikatoren für Transport-Medium, -Weite, Herkunftsgebiet

Indikatoren für Transport-Medium, -Weite, Herkunftsgebiet

Sortierung der KorngrößeSiebanalyse:Siebanalyse: SiebkurvenSiebkurven

Korndurchmesser [mm]

Häu

figke

it [%

]

mittel

gut: z.B. äolisches Sedimentgut: z.B. äolisches SedimentSortierunggut

schlecht

mittel: z.B. fluviatiles Sedimentmittel: z.B. fluviatiles Sediment

schlecht: z.B. glaziales Sediment,Schlammströme (Muren, debris flow),Olistostrome

schlecht: z.B. glaziales Sediment,Schlammströme (Muren, debris flow),Olistostrome

Konglomerate und BrekzienKomponenten gerundet:

KonglomerateKomponenten gerundet:

KonglomerateKomponenten eckig:

BrekzienKomponenten eckig:

Brekzien

Molasse-Sedimente

Old-Red-Konglomerate (Schottland)Old-Red-Konglomerate (Schottland)

Transgressionskonglomerate

Alte LandoberflächeAlte Landoberfläche

Transgressions-Konglomerat

Huttons Diskordanz (Siccar Point bei Edinburg)Huttons Diskordanz (Siccar Point bei Edinburg)

chemische Sedimentechemische Sedimente

Karbonate

Kalk (Kalzit) CaCO3Kalk (Kalzit) CaCO3

Dolomit (Ca,Mg) CO3Dolomit (Ca,Mg) CO3

Chemische Fällung:Chemische Fällung:

Ca2+ + 2HCO3- CaCO3 + H20 + CO2 Ca2+ + 2HCO3- CaCO3 + H20 + CO2

anorganische Karbonat-Sedimentation

Karbonat-Plattformen auf dem SchelfKarbonat-Plattformen auf dem Schelf

Karbonat-Fällung

Die Band-i-Amir-Seen in Afghanistan

Sinter-Terrassen in Pamukale (Türkei)

Bahamas, Sedimentationsbereiche

keine Sedimente vom Festland

keine Sedimente vom Festland

RiffeRiffeKarbonat-Sedimente

Karbonat-Sedimente

Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

Ooide, Oolithe

KristallisationskeimKristallisationskeim

KonzentrischeAragonit-LagenKonzentrische

Aragonit-Lagen

Ooide entstehenim GezeitenbereichOoide entstehen

im Gezeitenbereich

Dünnschlif eines OolithesDünnschlif eines Oolithes

Ooid-SandOoid-Sand

Karbonat-Sedimentation

RiffKorallen- undAlgen-SedimenteSand

Ooide

Schlamm

OoideOoide RiffRiffRiffRiff

Korallen- u.Algen-Sedimente

Korallen- u.Algen-Sedimente

SchlammSchlamm

OoideOoide