Sedimente
ÜbersichtTyp 2: Sedimentgesteine
(= Gesteine aus Ablagerungen)
Sedimente sind Gesteine, die durch Ablagerungen von Gesteinspartikeln, gelöstem Material oder Pflanzen & Tieren entstanden sind. Jedes Gestein an der Erdoberfläche ist dem Einfluss von Wind und Wetter ausgesetzt. Dort verwittert es und zerfällt in kleinere Teile. Diese werden abgetragen und durch Flüsse & Winde in tiefer liegende Abtragungsräume verfrachtet, z.B. in Seen, Meere oder Mulden im Gelände. Dort lagern sie sich ab und verfestigen sich mit der Zeit zu einem festem Sedimentgestein.
Je nach Art der Ablagerung kann man zwischen zwei Typen von Sedimenten unterscheiden:
- klastischen Sedimenten
- chemisch/biogenen Sedimenten
Die klastischen Sedimente werden auch Trümmergesteine genannt und bestehen aus ineinander gepressten und verkitteten Gesteinskörnern. Die Gesteinskörner sind direkt nach ihrer Ablagerung noch lose und leicht beweglich. Mit zunehmender Zeitdauer werden sie aber verdichtet und durch nachträgliche Ausfällungen von Kalk, Quarz oder Ton zu einem festen Gefüge verkittet. Auf diese Weise entstehen massive Sedimentgesteine, z.B. die weitverbreiteten Sandsteine (Abb. 1, Sandstein).
Abb.1: Sandstein in normaler (oben) und vergrößerter Ansicht (unten)
Ein wesentliches Kennzeichen von klastischen Sedimentgesteinen ist die Sortierung und Schichtung. Bei einer langen und gleichmäßigen Ablagerung haben alle Gesteinspartikel die gleiche Größe. Verändern sich jedoch die Ablagerungsbedingungen, dann führt dies zu einer Schichtung, so wie bei den Wachstumsringen von Bäumen. Ein schönes Beispiel zeigt ein in Tübingen verbauter Sandstein (Abb. 2, Ablagerungstypen). Im Teilbereich A wurden gleichartige Sandkörner aus Quarz kontinuierlich abgelagert. Direkt darunter im Teilbereich B findet sich jedoch ein buntes Gemisch von Sandkörnern unterschiedlicher Größe und Zusammensetzung, u.a. Quarz und Feldspat. Dieser Ablagerungstyp ist typisch für starke Überflutungen, bei denen es zu keiner Sortierung kommen konnte. Anhand von solchen Spuren können Gesteinskundler Rückschlüsse auf die Klimabedingungen und –wechsel ziehen, die zur Zeit der Ablagerung herrschten.
Abb.2: Ablagerungstypen
Die chemisch/biogenen Sedimente oder Ausfällungsgesteine bestehen nicht aus einzelnen Partikeln, sondern aus Ausfällungen, d.h. Ablagerungen, die sich bilden, wenn das Wasser in einer Lösung verdunstet. Dabei passiert das Gleiche wie auch im Haushalt öfter zu beobachten ist, z.B. wenn Salzwasser in einer Schale verdunstet und sich kleine Salzkristalle bilden oder wenn Kalkablagerungen in Wasserleitungen entstehen (Abb. 3, Kalkablagerungen). Hier wird durch verdunstendes Wasser eine Lösung übersättigt und die gelöste Substanz lagert sich ab, z.B. Kalk, Anhydrit oder Salze. Chemisch/biogene Sedimente bilden sich deshalb meist in großen abgeschlossenen Meeresbecken oder Seen, bei denen Wasser kontinuierlich verdunstet. So entstehen massive und ungeschichtete Ablagerungen, in denen auch sehr häufig Tier- und Pflanzenreste zu finden sind, z.B. Muscheln, Schalen oder abgestorbene Pflanzen.
Abb.3: Kalkablagerungen (Wikipedia)
Der mit Abstand wichtigste Typ unter den chemisch/biogenen Sedimenten ist der Kalkstein (Abb.4, oben). Er kommt entweder als massiver Kalkstein vor, bei dem der Kalk durch anorganische Ausfällung abgelagert worden ist und der deshalb keine Spuren von Pflanzen oder Tieren aufweist (Abb.4 Mitte, Bankkalk). Daneben gibt es noch die Muschel- oder Schalenkalke, die aus abgelagertem Kalk und Resten von kalkhaltigen Schalen oder Pflanzenästen bestehen (Abb.4 unten, Schillkalk). Andere chemische oder biogene Sedimente wie Anhydrit oder Salze sind dagegen von geringer Bedeutung. Sie lösen sich unter dem Einfluß von Feuchtigkeit sehr schnell auf und treten deshalb an der Erdoberfläche oder als Baustein kaum in Erscheinung.
Abb.4: Kalkstein (oben) als massiver Bankkalk (Mitte) oder filligraner Schillkalk (unten)
Die oben gezeigten Kalksteine sind vorwiegend Salzwasserkalke, die in flachen Meeresbecken und in langen Zeiträumen abgelagert worden sind. Im Gegensatz dazu entstehen die sogenannten Süßwasserkalke in kleinen Flüssen von Karstgebieten und in recht kurzer Zeit. Durch die starke Wasserbewegung an Stromschnellen & Pflanzen entweicht oft Kohlendioxid wodurch dann dort Kalk abgelagert wird. So entstehen poröse Kalksteine mit eingeschlossenen Pflanzenresten, Hohlräumen und Gängen (Abb.5).
Abb.5: Süßwasserkalke als Travertin (oben) oder Kalktuff (unten)