Verwitterung und Gesteinsbildung: Ein umfassender Überblick

Verwitterung: Veränderung der Gesteins­oberfläche

Die Verwitterung beschreibt die Veränderung der Oberfläche von Gesteinen durch Kontakt mit Luft und Wasser. Sie umfasst physikalische und chemische Prozesse.

Physikalische Verwitterung

• Gelifraktion (Frostsprengung): Durch das Gefrieren von Wasser in Gesteins­spalten steigt das Volumen des Eises und sprengt den Felsen.
• Haloklastie (Salzsprengung): Das Wachstum von Salzkristallen in Gesteins­poren führt zu deren Zerfall.
• Wärmeausdehnung: Temperatur­schwankungen verursachen Ausdehnung und Kontraktion des Gesteins, was zu Rissen führt.
• Dekompression: Durch Druck­entlastung entstehen Risse und Klüfte im Gestein.

Chemische Verwitterung

• Hydrolyse: Wassermoleküle dissoziieren in Wasserstoff- und Hydroxid-Ionen, die mit Mineralien reagieren und sie zersetzen.
• Oxidation: In Gegenwart von Sauerstoff verlieren Minerale Elektronen und oxidieren, was ihre Struktur schwächt.
• Karbonisierung: Kohlensäure im Wasser löst Gesteine, insbesondere Kalkstein.
• Auflösung: Bestimmte Minerale lösen sich direkt in Wasser.

Gesteinsbildung

Diagenese

Die Diagenese umfasst alle Prozesse, die Sedimente in Sediment­gestein umwandeln. Dazu gehören:

• Verdichtung: Ablagerung neuer Sedimente erhöht den Druck auf darunter liegende Schichten und reduziert deren Volumen.
• Zementierung: Aus­fällung von Mineralien im Porenwasser verbindet Sediment­körner und verfestigt das Gestein.

Sedimentgesteine

Detritische Gesteine (Klastische Gesteine)

Entstehen aus Fragmenten anderer Gesteine:

• Rudit: Grobkörnige Gesteine mit abgerundeten (Konglomerat) oder eckigen (Brekzie) Klasten.
• Arenit: Mittelkörnige Gesteine, z. B. Sandstein.
• Pelit: Feinkörnige Gesteine, z. B. Schluffstein (aus Silt) und Tonstein (aus Ton).

Nicht-detritische Gesteine (Chemische/biogene Gesteine)

• Karbonatgesteine: Bestehen aus CaCO₃ und Mg, z. B. Kalkstein und Dolomit.
• Evaporite: Entstehen durch Aus­fällung von Salzen in ariden Gebieten, z. B. Halit, Sylvin und Gips.
• Siliziklastische Gesteine: Entstehen aus verwitterten Böden in tropischen Klimazonen.
• Organogene Gesteine: Entstehen aus Resten von Organismen, z. B. Kohle und Öl.

Kohlenwasserstoffe

• Kohle: Entsteht aus Pflanzenresten in sauerstoffarmen Umgebungen.
• Öl: Entsteht aus Planktonresten auf dem Meeresboden unter anaeroben Bedingungen.