Gesteine und Mineralien: Geologische Grundlagen

Aufbau der Erde und Plattentektonik

Dynamische Schichten: Lithosphäre, Asthenosphäre, Mesosphäre, Endosphäre

Mechanische Schichten: Litosphäre, Asthenosphäre, Mesosphäre, äußerer Kern, innerer Kern

Theorie der Plattentektonik: Die Kontinente waren einst vereinigt.

Seismische Erkundung

P-Wellen sind Längswellen, S-Wellen sind Querwellen. S-Wellen können sich nicht durch Flüssigkeiten ausbreiten.

Endosphäre und Lithosphärenplatten

Endosphäre: der innere Bereich der Erde.

Ränder der Lithosphärenplatten: Bau (divergent), Zerstörung (konvergent) und Verbindungen (transform).

Abweichende Plattengrenzen

Abweichende Grenzen entstehen, wenn sich Platten voneinander entfernen und neue Lithosphäre gebildet wird.

Minerale und Silikate

Amphibolgruppe

Die Amphibole sind Inosilikate. Glimmer hingegen gehören zu den Schichtsilikaten.

Falten: Antiklinale und Synklinale

Antiklinalen sind nach oben gewölbte Falten, Synklinalen nach unten gewölbte Falten.

Silikatstrukturen

• Nesosilikate: isolierte Tetraeder (z. B. Olivin)
• Inosilikate: Tetraeder in Ketten
  • Pyroxengruppe
  • Doppelkettensilikate (Amphibole)
• Schichtsilikate: Tetraeder in Schichten
  • Glimmer: Muskovit, Biotit
  • Tonminerale: Kaolinit, Illit, Montmorillonit
• Tektosilikate: Tetraeder in dreidimensionalen Netzen
  • Feldspat: Orthoklas (Kalifeldspat), Albit (Natronfeldspat), Anorthit (Kalkfeldspat)
  • Plagioklas: feste Lösungsreihe Albit–Anorthit
  • Quarz: Silizium und Sauerstoff zu 100 %

Magmatische Differenziation

Die Entwicklung des Magmas umfasst Differenziation, Assimilation und Mischprozesse.

Magmaarten

Basaltische, granitische und alkalische Schmelzen.

Gesteinsarten

Magmatische Gesteine (Magmatite)

Magmatische Gesteine entstehen durch die Erstarrung von Magma.

• Plutonische (intrusive) Gesteine: langsame Abkühlung, grobkörnig (Granit, Diorit, Peridotit, Gabbro)
• Vulkanische (extrusive) Gesteine: schnelle Abkühlung, feinkörnig oder glasig (Lava, pyroklastische Ablagerungen, Bimsstein, Rhyolith, Andesit, Obsidian)
• Ganggesteine: entstehen, wenn Magma in Gesteinsspalten erstarrt

Porphyrische Textur entsteht durch zweistufige Abkühlung.

Sedimentgesteine

Sedimentgesteine entstehen aus Trümmermaterial, chemischen Ausfällungen und organischen Resten. Sie bilden Schichten bzw. Lagen. Die Umwandlung von Sediment zu Gestein nennt man Diagenese bzw. Lithifizierung.

• Klastische Sedimente: Trümmer anderer Gesteine
• Chemische Sedimente: z. B. Halit (Steinsalz)
• Organische Sedimente: z. B. Calcit aus Skelettresten

Metamorphe Gesteine

Metamorphe Gesteine entstehen aus anderen Gesteinen unter hohem Druck und hohen Temperaturen, ohne dass sie aufschmelzen. Metamorphose bezeichnet die Veränderung von Mineralien, Textur und Struktur durch Druck und Temperatur.

• Kontaktmetamorphose: in der Umgebung von Magmaintrusionen (z. B. Hornfels)
• Regionale Metamorphose: in großen Tiefen und bei großen Gebirgsbildungen (z. B. Schiefer, Gneis)
• Dynamometamorphose: Zerreibung und Pulverisierung des Gesteins durch mechanische Beanspruchung

Weitere Prozesse

Hydrothermale Ablagerungen entstehen durch heiße, mineralhaltige Wässer, die in Spalten eindringen und Minerale absetzen.

Basaltmagma stammt aus dem oberen Mantel.