Download - Einfuehrung in Die Geologie Abschnitt 006

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  • TU Dresden / Institut fr Geotechnik Professur fr Angewandte Geologie

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    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].

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    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].

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    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].

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    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

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    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