AllgemeinerGeologie Teil 15 Vorlesung SS 2005 Mo, Di, Mi 8.15 – 9.00 Die Die Tiefsee Tiefsee Der Atlantik Tiefsee-Ebenen Tiefsee-Ebenen (abyssal (abyssalplains) plains) >>5000m 5000mTiefe Tiefe Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher) Profil durch den Atlantik Sedimentbecken Sedimentbecken Tiefe (km) Tiefsee-Ebene Tiefsee-Ebene N-amerikanische N-amerikanische Platte Platte Afrikanische Afrikanische Platte Platte Profil durch den mittelatlantischen Rücken Tiefsee-Sedimente feinkörnige feinkörnigeSedimente Sedimente(< (<0.025 0.025mm mmDurchmesser) Durchmesser) Material: Material:Ton, Ton,vulkanisches vulkanischesGlas, Glas,Quarz Quarz Sedimentationsrate Sedimentationsratesehr sehrgering: gering:ca. ca.1mm/1000J. 1mm/1000J. ca. ca.10% 10%der derSedimente Sedimentedurch durchWindtransport Windtransport Karbonat-Sedimentation bis bisca. ca.3500 3500bis bis4000 4000m mWassertiefe Wassertiefeüberwiegend überwiegend Sedimente Sedimenteaus ausSchalen Schalenplanktonischer planktonischerOrganismen Organismen ForaminiferenForaminiferenSchlamm Schlamm Globigerinen Globigerinen Karbonat-Kompensationstiefe Plankton-Organismen Plankton-Organismenmit mitKarbonatgehäusen Karbonatgehäusen Karbonat-Sedimente Karbonat-Sedimente Karbonat-Kompensationstiefe Karbonat-Kompensationstiefe mittelozeanischer mittelozeanischer Rücken Rücken Auflösung Auflösung Tiefsee-Ebene Tiefsee-Ebene Tiefenwasser Tiefenwasserist istkalt kaltund undunter unterhohem hohemDruck. Druck.Deshalb Deshalb Anreicherung Anreicherungvon vonCO CO22 CO CO22++HH22OO + CaCO CaCO33++HH+++HCO HCO33- HH++++HCO HCO332+ Ca Ca2+++2HCO 2HCO33- Anreicherung von Sauerstoff Fe2+ O2 Fe3+ Roter Roter Tiefseeton Tiefseeton Tiefsee-Sedimente Roter Roter Tiefseeton Tiefseeton Sedimente Sedimente aus aus Kieselsäureschalen Kieselsäureschalen oder oder Kieselsäureskeletten Kieselsäureskeletten Diatomeen Diatomeen Radiolarien Radiolarien Radiolarit Radiolarit Sedimentgesteine Sedimentgesteine Kreislauf der Gesteine Sedimentgesteine klastische klastische Sedimente Sedimente chemische chemische Sedimente Sedimente organogene organogene Sedimente Sedimente klastische Sedimente Transport: Transport: Abtragungsgebiet Abtragungsgebiet Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher) Meer Meer Nomenklatur nach der Korngröße Die Die ϕ-Skala ϕ-Skala ϕϕ == -log -log22 D D D D == Durchmesser Durchmesser [mm] [mm] -8 ==1/288= 1/256 -8 ϕ=8 bedeutet: D=2 ϕ=8 bedeutet: D=2 1/2 = 1/256 Die Phi-Skala ϕ>8 8-4 4 - (-1) -1 – (-6) mm: < 1/256 1/256 – 1/16 1/16 – 2 2 - 64 Ton Silt Tonstein Siltstein Pelite Sand Sandstein Psammite Kies, Steine Konglomerate Psephite Indikatoren Indikatoren für für TransportTransportMedium, Medium, -Weite, -Weite, Herkunftsgebiet Herkunftsgebiet Sortierung der Korngröße Häufigkeit [%] Siebanalyse: Siebanalyse: Siebkurven Siebkurven gut: gut:z.B. z.B.äolisches äolischesSediment Sediment Sortierung gut mittel mittel: mittel:z.B. z.B.fluviatiles fluviatilesSediment Sediment schlecht Korndurchmesser [mm] schlecht: schlecht:z.B. z.B.glaziales glazialesSediment, Sediment, Schlammströme Schlammströme (Muren, (Muren,debris debrisflow), flow), Olistostrome Olistostrome Häufigkeit [%] Sortierungskurven Korndurchmesser [mm] Summenkurve Summenkurve Häufigkeit [%] logarithmische logarithmische Kurve Kurve 100 10 1 Korndurchmesser [mm] Transportweite Korngröße Korngröße groß: groß:geringer geringerTransport Transport klein: klein:weiter weiterTransport Transport Rundung Rundungder derKörner Körner schlecht: schlecht:geringe geringeTransportweite Transportweite gut: gut:weiter weiterTransport Transport Reife Reifedes desSediments Sediments Feldspat Feldspatvorhanden: vorhanden:geringer geringerTransport Transport kein keinFeldspat: Feldspat:weiter weiterTransport Transport Transport und Korngrößen im Buntsandstein Kornoberfläche Mattierung: Mattierung: Wüste, Wüste, Windtransport Windtransport Ausbildung der Schichtung Gradierung: Gradierung: Turbidit Turbidit Kreuzschichtung: Kreuzschichtung: Dünen, Dünen, Flachsee, Flachsee, Fluß Fluß Strömung Rippeln: Rippeln: asymmetrisch: asymmetrisch: Fluß-, Fluß-, Windtransport Windtransport symmetrisch: symmetrisch: Oszillation, Oszillation, Strand, Strand, Wattenmeer Wattenmeer Herkunft des Sediments 33): Schwermineral-Spektren (ρ > 2.9 g/cm Schwermineral-Spektren (ρ > 2.9 g/cm ): z.B. z.B. Zirkon: Zirkon: magmatische magmatische Herkunft Herkunft z.B. z.B. Granat: Granat: metamorphe metamorphe Herkunft Herkunft Nomenklatur (Klassifikation) Korngröße: Arenit Arenit == Sandstein Sandstein z.B. z.B. Quarz-Arenit, Quarz-Arenit, Kalk-Arenit Kalk-Arenit Feldspat Feldspat feldspatreich: feldspatreich: Arkose Arkose Nomenklatur nach den Komponenten lithische Komponenten Litharenit Litharenit Grauwacke, Grauwacke, Tonmatrix Tonmatrix Quarz Quarz-Arenit Quarz-Arenit Feldspat Arkose Arkose Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher) Psephite Komponenten Komponenten gerundet: gerundet: Konglomerate Konglomerate Komponenten Komponenten eckig: eckig: Brekzien Brekzien Korn- und matrixgestützte Konglomerate (Brekzien) korngestützt korngestützt matrixgestützt matrixgestützt Konglomerat Konglomerat Brekzie Brekzie Komponenten Alle AlleKomponenten Komponentenaus ausdem demgleichen gleichenGestein: Gestein: monomikt monomikt Komponenten Komponentenaus ausverschiedenen verschiedenenGesteinen: Gesteinen: polymikt polymikt Konglomerate, Brekzien Bankinterne Brekzie Molasse-Sedimente Old-Red-Konglomerate Old-Red-Konglomerate (Schottland) (Schottland) Transgressionskonglomerate Alte AlteLandoberfläche Landoberfläche Die Sardische Diskordanz Transgressions-Konglomerat Huttons HuttonsDiskordanz Diskordanz(Siccar (SiccarPoint Pointbei beiEdinburg) Edinburg) chemische chemische Sedimente Sedimente Karbonate Kalk Kalk (Kalzit) (Kalzit) CaCO CaCO33 Dolomit Dolomit (Ca,Mg) (Ca,Mg) CO CO33 Chemische Chemische Fällung: Fällung: -2+ 2+ Ca + 2HCO Ca + 2HCO33 CaCO CaCO33 ++ H H2200 ++ CO CO22 Karbonat-Fällung anorganisch: anorganisch: langsame langsame Fällung Fällung im im Gleichgewicht Gleichgewicht Kalzit (trigonal-skalenoedrisch) Kalzit D D3d3d (trigonal-skalenoedrisch) organisch: organisch: Fällung Fällung im im Ungleichgewicht Ungleichgewicht Aragonit (orthorhombisch) Aragonit D D2h2h (orthorhombisch) anorganische Karbonat-Sedimentation Karbonat-Plattformen Karbonat-Plattformen auf auf dem dem Schelf Schelf Bahama Banks Große GroßeBahamabank Bahamabank (0 (0––20m) 20m) Grand GrandBahama Bahama Island Island Kleine KleineBahamabank Bahamabank (0 (0––20m) 20m) NASA-Photo S-66-62909, Gemini XII Bahamas, Sedimentationsbereiche RRif i ffee KKa kke arbr einin boon eeS naat Seed -tS-S dim eed ime dim ennt ime etev ennt ete voom mF Fees stltal annd d Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher) Karbonat-Sedimentation Riff Riff Ooide Ooide Riff Riff Schlamm Schlamm Riff Korallen- und Algen-Sedimente Sand Ooide Ooide KorallenKorallen-u.u. Algen-Sedimente Algen-Sedimente Ooide Schlamm Ooide, Oolithe Konzentrische Konzentrische Aragonit-Lagen Aragonit-Lagen Dünnschlif Dünnschlifeines einesOolithes Oolithes Kristallisationskeim Kristallisationskeim Ooide Ooideentstehen entstehen im imGezeitenbereich Gezeitenbereich Ooid-Sand Ooid-Sand Biologische Biologische Sedimente Sedimente Algenrasen und Stromatolithen Algenrasen Algenrasen Stromatolithen Stromatolithen Stromatolithen, Stromatolithen,Briovérien, Briovérien,Bretagne Bretagne rezente Stromatolithen Shark SharkBay, Bay,West-Australien West-Australien Aus Stanley, 1999 Riffe Riffe Riffkorallen (Bahamas) Rezente Riffbildner, Korallen Korallen Korallenleben lebeninin flachem flachemWasser Wasser bis bisca. ca.20m 20mTiefe. Tiefe. Da Dasie sieininSymbiose Symbiose mit mitGrünalgen Grünalgenleben, leben, brauchen brauchensie sieLicht. Licht. Bauplan Bauplan einer einer Koralle Koralle Korallen Korallen gehören gehören zu zu den den Anthozoa Anthozoa (Coelenteraten) (Coelenteraten) Rifftypen Saumriff: Saumriff: parallel parallel zur zur Küste Küste Atoll: Atoll: auf auf einem einem Seamount Seamount Atolle Tuamoto-Archipel Tuamoto-Archipel Atoll mit zentralem Vulkan Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher) Subsidenz und Riffwachstum Ein EinVulkan Vulkanentsteht entstehtüber über einem einemHot Hotspot spot Der DerVulkan Vulkanerlischt, erlischt, ein einAtoll Atollentsteht. entsteht. Lagune Lagune Subsidenz Subsidenzder derPlatte, Platte, das dasRiff Riffwächst. wächst. Lagune Lagune Weitere WeitereSubsidenz, Subsidenz,das das Riff Riffbedeckt bedecktden denVulkanVulkanrest restvollständig vollständig Aufbau eines Riffs Back BackReef Reef nnee u ggu a LLa Riff Riff Riff-Schutt Riff-Schutt (Talus) (Talus) Fleckenriffe Fleckenriffe sstete ü KKü Fleckenriffe in den Malediven Fossile Fossile Riffe Riffe weitere weitere fossile fossile Riffbildner: Riffbildner: Archäocyathiden Archäocyathiden Schwämme Schwämme Rudisten Rudisten Bryozoen Bryozoen Devonisches Riff Windjana Windjana Gorge, Gorge, Norwest-Australien Norwest-Australien Devonisches Riff im Barrandium unterdevonisches unterdevonisches Riff Riff (Konéprus (Konéprus bei bei Prag) Prag) Mesozoische Riffe Das Das Sella-Massiv Sella-Massiv in in den den Dolomiten Dolomiten kont. kont. Kruste Kruste 10 10 00 10 10 20 20 30 30 km km passiver Kontinentalrand VulkanVulkanSchelf Schelf GrabenGrabenfüllung füllung 10 10 00 10 10 20 20 30 30 km km Turbidite Turbidite TiefseeTiefseerinne rinne Tiefsee Tiefsee Platte Platte11 Platte Platte22 Platte Platte33 Akkretionskeil Akkretionskeil kont. kont. Kruste Kruste11 bogen bogen kont. kont. Kruste Kruste33 Platte Platte11 Platte Platte33 1010 00 1010 2020 3030 km km kont. kont. Kruste Kruste33 kont. kont. Kruste Kruste11 11 33