Bodentypen, Mineralablagerungen & Diagenese: Geologische Prozesse

Bodentypen und ihre Klassifikation

Böden werden nach klimatischen Zonen klassifiziert. Ähnliche klimatische Bedingungen führen oft zu gleichen Bodentypen, unabhängig vom Muttergestein, der Vegetation oder anderen Faktoren. Man unterscheidet drei Haupttypen von Böden:

• Azonalböden

  Azonalböden sind unabhängig von Klima und Breitengrad. Sie weisen einen geringen Reifegrad auf und kommen in Überschwemmungsgebieten, an Berghängen oder in sandigen Wüstenböden vor.

• Interzonalböden

  Interzonalböden sind etwas stärker entwickelt. Dazu gehören calcimorphe Böden auf kalkhaltigem Untergrund (z.B. Rendzinen) oder silikatische Böden auf Quarz-Gebieten. Basierend auf bioklimatischen Bedingungen können auch Salzböden (mit Salzanreicherungen) oder Gipsböden (mit Gipsanreicherungen) sowie wassergesättigte Böden (z.B. Gleye) auftreten.

• Zonalböden

  Zonalböden sind direkt klimabedingt:

  • Hohe Breiten: Böden kalter Klimate, wie Tundraböden.
  • Mittlere Breiten: Dazu gehören 'Schwarzerden' oder Tschernoseme, die reich an organischen Stoffen sind. Auch graue Böden in nassen und kalten Regionen (Podsole), braune Lehmböden und mediterrane Waldböden (humusreich) sowie mediterrane Roterden (Terra Rossa), die Lehmböden sind.
  • Niedrige Breiten: Böden, die sich in warmen, feuchten Klimazonen bilden, wie Roterden.

Mineralische Ablagerungen und ihre Entstehung

Die wichtigsten Minerale, die Sedimentgesteine bilden, sind Quarz, Feldspate, Glimmer, Tonminerale, Calcit, Eisenoxide, Bauxit und Gips. Einige Minerale entstehen direkt in den Sedimentbecken (autochthone Minerale), während andere von außerhalb des Einzugsgebiets stammen (allochthone Minerale). Minerallagerstätten sind Ansammlungen von Mineralien, die wirtschaftlich rentabel abgebaut werden können.

Ablagerungen durch Verwitterung und Alteration

Ablagerungen durch Verwitterung und Alteration entstehen durch die Infiltration von Wasser und die Verwitterung von Oberflächen. Diese Prozesse können Eisenerze konzentrieren, die auch als 'Bohnerze' bezeichnet werden.

Mechanische Ablagerungen: Seifenlagerstätten

Während des Transports kommt es zu einer mechanischen Sortierung nach Dichte, wodurch wertvolle Minerale, die im Gestein verstreut waren, konzentriert werden können. So entstehen Seifenlagerstätten:

• Eluviale Seifen: Entstehen aus Schutt, der durch den Zerfall von Gestein infolge von Verwitterung gebildet wird. Widerstandsfähige Materialien wie Gold können in der Nähe des Ursprungsgesteins gefunden werden.
• Alluviale Seifen: Wenn Materialien durch Flüsse transportiert werden, konzentrieren sich dichtere Materialien an bestimmten Stellen in Flussbetten oder an Stränden.

Chemische Ablagerungen

Chemische Ablagerungen entstehen durch Variationen im Salzgehalt, der Temperatur und/oder der Konzentration von Elementen, z.B. durch submarine vulkanische Emissionen.

Biochemische Ablagerungen

Biochemische Sedimentation wird durch die metabolische Aktivität von Organismen verursacht. Beispiele hierfür sind Schwefelablagerungen am Grund von Seen, Phosphatanreicherungen aus Skeletten von Organismen oder Pflanzen, sowie Kohle- und Öllagerstätten, die durch marines Plankton entstehen.

Diagenese: Umwandlung von Sedimenten zu Gestein

Diagenese umfasst alle physikalischen, chemischen und biologischen Veränderungen, die Sedimente nach ihrer Ablagerung erfahren, während sie zu Sedimentgestein umgewandelt werden. Diese Veränderungen sind auf Druck, Temperatur, metabolische Aktivität von Organismen sowie Änderungen des pH-Werts oder des Redoxpotenzials zurückzuführen.

Diagenetische Transformationen

• Die Kompaktion (Verdichtung) ist eine Volumenreduktion, die durch den Druck der überlagernden Sedimente verursacht wird.
• Die Zementation ist die Verbindung zwischen Partikeln durch ein Bindemittel oder Zement, der kohlensauer, eisenhaltig, kieselsäurehaltig usw. sein kann.
• Es treten auch andere chemische Veränderungen auf, die die Zusammensetzung der Sedimente modifizieren können:
  • Lösungsprozesse
  • Ionenaustausch zwischen Sediment und Porenlösungen
  • Oxidations- und Reduktionsprozesse
  • Rekristallisation
  • Ersetzung primärer Minerale durch andere

Komponenten der Diagenese

Bei der Diagenese können drei Hauptkomponenten unterschieden werden:

• Skelett: Eine Gruppe von größeren Partikeln oder Körnern, die das Grundgerüst des Gesteins bilden.
• Matrix: Feinere Partikel, die die Poren zwischen den Skelettkomponenten teilweise oder vollständig füllen.
• Zement: Material, das sich aus chemischen Verbindungen, gelöst im Porenwasser, zwischen den Körnern ablagert.