Gesteinskreislauf 1M - Kantonsschule Kreuzlingen

Grundlagenfach Geografie Kantonsschule Kreuzlingen
Der Kreislauf der Gesteine (Buch S. 166 – 168; siehe auch Poster: „Die Gesteine
und ihre Entstehung“ im Gang vor C33; www.geoscience.de)
Lernziele:
>Grossen und kleinen Gesteinskreislauf beschreiben können
>wichtigsten Gesteinsarten, ihre Merkmale und Entstehung beschreiben können
>wichtigsten Mineralgruppen und deren Entstehung verstehen können
44.1: Kreislauf der Gesteine
Gesteine sind Zusammensetzungen aus natürlich entstandenen Mineralien. Mineralien selbst können sich auf
verschiedene Weise bilden. Feldspat, Quarz und Glimmer
entstehen z.B. aus heißen Gasen und Schmelzen im Erdinneren. Andere Mineralien bilden sich aus wässrigen
Lösungen, unter Mithilfe von Organismen oder durch Umkristallisation in Folge von hohen Temperaturen und großem Druck. Von den über 2000 Mineralien sind nur wenige am Gesteinsaufbau bis 16 km Tiefe beteiligt:
 Feldspate
60 %
 Augit und Hornblende 16 %
 Quarz
12 %
 Glimmer
4%
 Übrige Mineralien
8%
Es werden drei Hauptgruppen von Gesteinen unterschieden, die in einem natürlichen Kreislauf miteinander verbunden sind und unterschiedlichen Anteil am Aufbau der
Erdkruste bis 16 km Tiefe haben:
 Magmatite
95 %
 Sedimente
1%
 Metamorphite
4%
Magmatite (Erstarrungsgesteine)
Plutonite (Tiefengesteine)
Granit, Gabbro, Diorit
Vulkanite (Ergussgesteine)
Basalt, Rhyolith, Andesit,
Tuff, Obsidian
Subvulkanite (Ganggesteine) Pegmatit
Sedimentite (Ablagerungsgesteine)
Mechanische (klastische) Sedimentgesteine
- unverfestigt
Kies, Sand, Ton, Moränen, Löss
- verfestigt
Konglomerat, Sandstein, Tonstein,
Tillit, Löss
Chemische Sedimentgesteine
- unverfestigt
Kalkschlamm, Kalktuff
- verfestigt
Kalkstein, Travertin
- fest abgelagert Kalksinter, Kieselsinter, Steinsalz,
Gips, Kalisalze
Biogene Sedimentgesteine
Torf, Kohle, Erdöl, Bernstein,
Asphalt, Korallen- und Schwammkalk
Metamorphite (Umwandlungsgesteine)
Gneis, Schiefer, Marmor, Quarzit
44.2: Einteilung der Gesteine
Aufgaben:
1. Beschreibe mit eigenen Worten die Entstehung von Sediment- und Erstarrungsgesteinen.
2. Welche Merkmale haben Sediment- Erstarrungs- und Umwandlungsgesteine?
3. Auf
welche
Arten
können
Minerale
entstehen?
Erkläre.
Grundlagenfach Geografie Kantonsschule Kreuzlingen
Kreislauf der Gesteine
1. Großer Kreislauf: Aufsteigendes Magma aus dem
Erdinnern kühlt sich während des Schmelzaufstiegs langsam ab. Dabei kann eine komplette Abkühlung und Kristallisation noch in der Erdkruste stattfinden (> Tiefengesteine/Plutonite). Magma kann aber auch über
vulkanische Tätigkeit ausgeworfen werden oder ausfließen, dann findet eine Kristallisation an der Erdoberfläche
statt (> Ergussgesteine/Vulkanite). Verwitterungsprozesse
zersetzen an der Erdoberfläche die Vulkanite, das verwitterte Material wird durch Wind- und Wassererosion abgetragen, weiter transportiert und in Vertiefungen (Mulden,
Täler, Meer) wieder abgelagert (> Sedimentation). Je
mächtiger die einzelnen Sedimentschichten überdeckt
werden, umso höher verfestigen Druck und Temperatur
die Lockersedimente (Diagenese). Im weiteren Prozess
erfolgt eine Umwandlung (Metamorphose) der Sedimentgesteine in Metamorphite. Diese können tiefer ins Erdinnere absinken und wieder aufschmelzen (> Magma).
Kleinere Kreisläufe: Durch unterschiedliche Hebungsprozesse in Folge tektonischer Bewegungen im Erdkrustenbereich können Tiefengesteine, Metamorphite und
Sedimentgesteine „direkt“ an die Erdoberfläche gedrückt
werden. Dort sind sie wie im großen Kreislauf den Verwitterungs-, Erosions- und Sedimentationsprozessen unterworfen, sodass neue Gesteinsmischungen und Zusammensetzungen ausgebildet werden können.
2. Magmatite lassen sich in Plutonite (z.B. Granit) = Tiefengesteine und Vulkanite (z.B. Basalt) = Ergussgesteine
unterscheiden. Beide Arten entstehen durch Abkühlung
von Magma (Gesteinsschmelze). Plutonite erstarren langsamer, sie sind daher grobkörniger, als die schneller abgekühlten Vulkanite. Zu den Vulkaniten gehören aber
auch mehr oder weniger poröse Lockergesteine, die
durch gashaltige Vulkanausbrüche sehr schnell erkalten
(Tuffe, Bimsstein).
Eine Sonderform bilden die Pegmatite (Ganggesteine).
Sie sind durch große bis riesige Kristalle gekennzeichnet
und bilden sich nach dem Auskristallisieren einer Granitschmelze.
Sedimentgesteine können sich entweder durch starke
mechanische Einwirkungen von unverfestigtem Lockermaterial zu festen Gesteinsverbunde verfestigen (Sand
> Sandstein, Ton > Tonstein), oder durch chemische Pro-
zesse unter Einwirkung von Wasser umwandeln (Kalkschlamm > Kalkstein> Kalksinter).
Sedimentgesteine aus biogenetischem Material wie
Pflanzen- oder Tierresten können sich unter zunehmendem Druck und steigender Temperatur gesteinsartig verfestigen (Torf > Kohle).
Metamorphite entwickeln sich durch zunehmende Tieflegung der Sedimente, wodurch Druck und Temperatur
weiter zunehmen, aber noch kein Verschmelzungsprozess stattfindet, d.h. die ursprüngliche Gesteinsmasse
bleibt erhalten (Tonstein > Schiefer, Kalkstein > Marmor).
3. Feldspate: Mineralienfamilie mit zahlreichen Arten und
Varietäten; farbige Varietäten = Schmuck- und Sammelsteine;
zwei Hauptgruppen: Kalifeldspat (Kaliumaluminiumsilikat;
weißlich, gelblich, grünlich und rot) und Kalknatronfeldspat (weißgrau, rot oder gelb, undurchsichtig, Glasglanz;
fast überall vorkommend.
Augit: Augite (griech. „Glanz“) treten sowohl in den Magmatiten als auch in den Metamorphiten auf. Gemeiner
Augit: Kalziummagnesiumeisensilikat; perlmuttartiger
Glasglanz; undurchsichtig, dunkelgrün bis schwarz; Vorkommen in basischen Vulkanen (z.B. Eifel).
Hornblende: Hornblenden finden sind in Magmatiten und
Metamorphiten. Gemeine Hornblende: kompliziertes CaMg-Fe-Al-Silikat, Glasglanz, undurchsichtig, grünschwarz
bis schwarz; sehr verbreitet.
Quarz: gesteinsbildendes Mineral wie auch Schmuckund Edelstein (z.B. Bergkristall). Durch seine Eigenschaften ist er chemisch wie mechanisch schwer angreifbar
und das verbreitetste Mineral auf der Erde. Farblos
durchsichtig bis trüb. Gemeiner Quarz: Siliziumdioxid =
Kieselsäure), Glasglanz, chemisch sehr widerstandsfähig;
Grundstoff für Glas- und Keramikindustrie; in der Technik
wird er u.a. zur Erzeugung von Ultraschall oder zum
Steuern von Uhren und Sendern genutzt.
Glimmer: glitzernd glimmerndes Aussehen; der am weitesten verbreitete Glimmer ist Biotit: Magnesiaglimmer,
perlmutartiger goldgelber-metallischer Glanz („Katzengold“), dunkelgrün bis dunkelbraun, schwarz; selten Kristallform, eher unregelmäßige begrenzte Platten.
(Quelle:
Schumann:
Steine
und
Verlagsgesellschaft mbH, München 1973)
Mineralien;
BLV-