AllgemeinerGeologie

Teil 15

Vorlesung SS 2005

Mo, Di, Mi 8.15 – 9.00

Die TiefseeDie Tiefsee

Der Atlantik

Tiefsee-Ebenen(abyssal plains)> 5000m Tiefe

Tiefsee-Ebenen(abyssal plains)> 5000m Tiefe

Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

Profil durch den Atlantik

N-amerikanischePlatte

N-amerikanischePlatte

AfrikanischePlatte

AfrikanischePlatte

SedimentbeckenSedimentbecken

Tiefsee-EbeneTiefsee-Ebene

Tie

fe (

km)

Profil durch den mittelatlantischen Rücken

Tiefsee-Sedimente

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

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

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

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 Organismen

bis ca. 3500 bis 4000 m Wassertiefe überwiegendSedimente aus Schalen planktonischer Organismen

Foraminiferen-Schlamm

Foraminiferen-Schlamm

GlobigerinenGlobigerinen

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

-

Anreicherung von Sauerstoff

Fe2+O2

Fe3+

Roter TiefseetonRoter Tiefseeton

Tiefsee-Sedimente

Roter TiefseetonRoter Tiefseeton

Sedimente aus Kieselsäureschalen oder Kieselsäureskeletten

Sedimente aus Kieselsäureschalen oder Kieselsäureskeletten

DiatomeenDiatomeen

RadiolarienRadiolarien

RadiolaritRadiolarit

SedimentgesteineSedimentgesteine

Kreislauf der Gesteine

Sedimentgesteine

klastische Sedimenteklastische Sedimente

chemische Sedimentechemische Sedimente

organogene Sedimenteorganogene Sedimente

klastische Sedimente

Transport: Abtragungsgebiet MeerTransport: Abtragungsgebiet Meer

Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

Nomenklatur nach der Korngröße

Die -SkalaDie -Skala

= -log2 DD = Durchmesser [mm]

= -log2 DD = Durchmesser [mm]

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

Die Phi-Skala

> 8 8 - 4 4 - (-1) -1 – (-6)

mm: < 1/256 1/256 – 1/16 1/16 – 2 2 - 64

Ton Silt Sand Kies, Steine

Tonstein Siltstein Sandstein Konglomerate

Pelite Psammite Psephite

Indikatoren für Transport-Medium, -Weite, Herkunftsgebiet

Indikatoren für Transport-Medium, -Weite, Herkunftsgebiet

Korndurchmesser [mm]

Häu

figk

eit [

%]

mittel

Sortierung der Korngröße

Siebanalyse:Siebanalyse: SiebkurvenSiebkurven

Sortierung

gut

schlecht

gut: z.B. äolisches Sedimentgut: z.B. äolisches Sediment

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

Sortierungskurven

Korndurchmesser [mm]

Häu

figk

eit [

%]

SummenkurveSummenkurve

Korndurchmesser [mm]

Häu

figk

eit [

%]

100

10

1

logarithmische Kurvelogarithmische Kurve

Transportweite

Rundung der KörnerRundung der Körner schlecht: geringe Transportweite schlecht: geringe Transportweite

gut: weiter Transportgut: weiter Transport

Reife des SedimentsReife des Sediments Feldspat vorhanden: geringer TransportFeldspat vorhanden: geringer Transport

kein Feldspat: weiter Transportkein Feldspat: weiter Transport

KorngrößeKorngröße groß: geringer Transportgroß: geringer Transport

klein: weiter Transportklein: weiter Transport

Transport und Korngrößen im Buntsandstein

Kornoberfläche

Mattierung:Wüste, WindtransportMattierung:Wüste, Windtransport

Ausbildung der Schichtung

Gradierung: TurbiditGradierung: Turbidit

Kreuzschichtung: Dünen, Flachsee, Fluß

Kreuzschichtung: Dünen, Flachsee, Fluß

Strömung

Rippeln:Rippeln:

asymmetrisch: Fluß-, Windtransport

asymmetrisch: Fluß-, Windtransport

symmetrisch: Oszillation, Strand, Wattenmeer

symmetrisch: Oszillation, Strand, Wattenmeer

Herkunft des Sediments

Schwermineral-Spektren ( > 2.9 g/cm3):Schwermineral-Spektren ( > 2.9 g/cm3):

z.B. Zirkon: magmatische Herkunftz.B. Zirkon: magmatische Herkunft

z.B. Granat: metamorphe Herkunftz.B. Granat: metamorphe Herkunft

Nomenklatur (Klassifikation)

Korngröße: Arenit = SandsteinArenit = Sandstein

z.B. Quarz-Arenit, Kalk-Arenitz.B. Quarz-Arenit, Kalk-Arenit

feldspatreich: Arkosefeldspatreich: Arkose

FeldspatFeldspat

Nomenklatur nach den Komponenten

Q u a rz F e ld sp a t

lith isch eK o m p o n en te n

Quarz-ArenitQuarz-ArenitArkoseArkose

LitharenitLitharenit

Grauwacke,Tonmatrix

Grauwacke,Tonmatrix

Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

PsephiteKomponenten gerundet:

Konglomerate

Komponenten gerundet:Konglomerate

Komponenten eckig:Brekzien

Komponenten eckig:Brekzien

Korn- und matrixgestützteKonglomerate (Brekzien)

korngestütztkorngestützt

KonglomeratKonglomerat BrekzieBrekzie

matrixgestütztmatrixgestützt

Komponenten

Alle Komponenten aus dem gleichen Gestein: monomiktAlle Komponenten aus dem gleichen Gestein: monomikt

Komponenten aus verschiedenen Gesteinen: polymiktKomponenten aus verschiedenen Gesteinen: polymikt

Konglomerate, Brekzien

Bankinterne Brekzie

Molasse-Sedimente

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

Transgressionskonglomerate

Alte LandoberflächeAlte Landoberfläche

Die Sardische Diskordanz

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

Karbonat-Fällung

anorganisch: langsame Fällung im Gleichgewichtanorganisch: langsame Fällung im Gleichgewicht

Kalzit D3d (trigonal-skalenoedrisch)Kalzit D3d (trigonal-skalenoedrisch)

organisch:Fällung im Ungleichgewichtorganisch:Fällung im Ungleichgewicht

Aragonit D2h (orthorhombisch)Aragonit D2h (orthorhombisch)

anorganische Karbonat-Sedimentation

Karbonat-Plattformen auf dem SchelfKarbonat-Plattformen auf dem Schelf

Bahama Banks

Grand BahamaIsland

Grand BahamaIsland

Kleine Bahamabank(0 – 20m)

Kleine Bahamabank(0 – 20m)

Große Bahamabank(0 – 20m)

Große Bahamabank(0 – 20m)

NASA-Photo S-66-62909, Gemini XII

Bahamas, Sedimentationsbereiche

keine Sedimente vom Festland

keine Sedimente vom Festland

RiffeRiffeKarbonat-Sedimente

Karbonat-Sedimente

Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

Karbonat-Sedimentation

RiffKorallen- undAlgen-SedimenteSand

Ooide

Schlamm

OoideOoide RiffRiff

RiffRiff

Korallen- u.Algen-Sedimente

Korallen- u.Algen-Sedimente

SchlammSchlamm

OoideOoide

Ooide, Oolithe

KristallisationskeimKristallisationskeim

KonzentrischeAragonit-Lagen

KonzentrischeAragonit-Lagen

Ooide entstehenim Gezeitenbereich

Ooide entstehenim Gezeitenbereich

Dünnschlif eines OolithesDünnschlif eines Oolithes

Ooid-SandOoid-Sand

Biologische SedimenteBiologische Sedimente

Algenrasen und Stromatolithen

AlgenrasenAlgenrasen

StromatolithenStromatolithen Stromatolithen, Briovérien, BretagneStromatolithen, Briovérien, Bretagne

rezente Stromatolithen

Shark Bay, West-AustralienShark Bay, West-Australien

Aus Stanley, 1999

RiffeRiffe

Riffkorallen (Bahamas)

Rezente Riffbildner, Korallen

Bauplan einer KoralleBauplan einer Koralle

Korallen leben in flachem Wasserbis ca. 20m Tiefe.

Korallen leben in flachem Wasserbis ca. 20m Tiefe.

Da sie in Symbiose mit Grünalgen leben,brauchen sie Licht.

Da sie in Symbiose mit Grünalgen leben,brauchen sie Licht.

Korallen gehören zu den Anthozoa (Coelenteraten)Korallen gehören zu den Anthozoa (Coelenteraten)

Rifftypen

Saumriff: parallel zur KüsteSaumriff: parallel zur Küste

Atoll: auf einem Seamount Atoll: auf einem Seamount

Atolle

Tuamoto-ArchipelTuamoto-Archipel

Atoll mit zentralem Vulkan

Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

Subsidenz und Riffwachstum

Ein Vulkan entsteht übereinem Hot spot

Ein Vulkan entsteht übereinem Hot spot

Der Vulkan erlischt,ein Atoll entsteht.

Der Vulkan erlischt,ein Atoll entsteht.

Subsidenz der Platte,das Riff wächst.

Subsidenz der Platte,das Riff wächst.

LaguneLagune

LaguneLagune

Weitere Subsidenz, das Riff bedeckt den Vulkan-

rest vollständig

Weitere Subsidenz, das Riff bedeckt den Vulkan-

rest vollständig

Aufbau eines Riffs

RiffRiff

Back ReefBack Reef

Riff-Schutt(Talus)

Riff-Schutt(Talus)

Lagun

e

Lagun

e

KüsteKüste

FleckenriffeFleckenriffe

Fleckenriffe in den Malediven

Fossile RiffeFossile Riffe

weitere fossile Riffbildner:weitere fossile Riffbildner:

ArchäocyathidenSchwämmeRudistenBryozoen

ArchäocyathidenSchwämmeRudistenBryozoen

Devonisches Riff

Windjana Gorge, Norwest-AustralienWindjana Gorge, Norwest-Australien

Devonisches Riff im Barrandium

unterdevonisches Riff (Konéprus bei Prag)unterdevonisches Riff (Konéprus bei Prag)

Mesozoische Riffe

Das Sella-Massivin den Dolomiten

Das Sella-Massivin den Dolomiten

passiver Kontinentalrand1 0

01 0

2 03 0

k m

1 00

1 0

2 03 0

k m

1 00

1 0

2 03 0

k m

1 00

1 0

2 03 0

k m

1 00

1 0

2 03 0

k m

1 00

1 0

2 03 0

k m

SchelfSchelfTurbiditeTurbidite

kont.Kruste

kont.Kruste

Graben-füllung

Graben-füllung

TiefseeTiefsee

Platte 1Platte 1 Platte 2Platte 2

Platte 3Platte 3

Vulkan-bogen

Vulkan-bogenTiefsee-

rinne

Tiefsee-rinne

kont.Kruste 1

kont.Kruste 1

kont.Kruste 3

kont.Kruste 3

Platte 1Platte 1

Platte 3Platte 3

kont.Kruste 1

kont.Kruste 1

kont.Kruste 3

kont.Kruste 3

AkkretionskeilAkkretionskeil

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