qualitative geröll- und geschiebeanalyse

Qualitative Geröll- und Geschiebeanalyse
DOPPLER 24.05.1991
QUALITATIVE GERÖLL- UND GESCHIEBEANALYSE
Da Geröll- und Geschiebeanalysen (vor allem quartärer Sedimente) meist auf die petrographischen
Gegebenheiten des jeweiligen Arbeitsgebietes bzw. auf Bedürfnisse und Kenntnisse des Bearbeiters
ausgerichtet sind, können ihre Ergebnisse über größere Räume oder zwischen verschiedenen
Bearbeitern nur in seltenen Fällen unmittelbar verglichen werden. Der vorliegende Vorschlag zur
Gliederung des Gesteinsspektrums soll zumindest für das Bayerische Geologische Landesamt mit Hilfe
definierter Zählgruppen in verschiedenen Feinheitsgraden eine einheitliche Form der Geröllanalyse mit
vergleichbaren Ergebnissen ermöglichen.
Die Aufgliederung des Geröll- und Geschiebespektrums geschieht anhand einfacher, im Gelände mit
wenigen Hilfsmitteln nachvollziehbarer Kriterien:
-
optischer Eindruck (mit unbewaffnetem Auge oder Lupe);
-
Karbonat- bzw.) Kalkgehalt (zu prüfen mit 10%-iger HCl):
c
= deutliche bis starke Reaktion (kalkhaltig bis rein kalkig),
(c) = schwache oder nur lokale Reaktion (schwach oder nur stellenweise kalkhaltig) bzw.
verzögerte Dolomit-Reaktion,
o
= ohne Reaktion (kalkfrei oder dolomitisch).
-
Ritzhärte des Gesteins bzw. einzelner seiner Komponenten gegenüber (Flaschen-)Glas:
r
= deutlich ritzend bis schneidend,
(r) = schwach oder nur an einzelnen Stellen ritzend,
n
= nicht ritzend.
Um interpretationsbedingte Verschiebungen im Geröllspektrum weitgehend auszuschließen, werden
nach diesen Kriterien auch genetisch ungleichartige Gesteine zu Gruppen zusammengefaßt. Da
Grenzziehungen somit häufig nicht denen der analytischen Petrographie entsprechen, sind prägnante,
aber gleichzeitig umfassende Bezeichnungen für Zählgruppen nur z.T. verfügbar. Verschiedentlich wird
deshalb lediglich ein typisches Merkmal der Zählgruppe für die Benennung verwandt. Die Kriterien zur
Abgrenzung der Fraktionen werden bei der Beschreibung der petrographischen Gruppen erläutert.
Die hierarchische Gliederung der Gesteinsfraktionen in petrographische Sammel-, Haupt- und
Untergruppen gestattet Auszählungen unterschiedlicher Genauigkeit, die auf dem entsprechenden
Niveau und den jeweils höheren vergleichbar bleiben.
Zumindest bis zum Niveau der petrographischen Hauptgruppen (Abkürzung mit zwei Großbuchstaben,
z.B. "KS" = Kalkige Klastite) sollen wesentliche, interpretationsbedingte Verschiebungen zwischen den
Fraktionen ausgeschlossen sein. Die petrographischen Untergruppen (Abkürzung mit drei
Großbuchstaben, z.B. "KSS" = Kalksandsteine) untergliedern die Hauptgruppen und definieren
gleichzeitig deren Inhalt. Eine weitergehende, separate Ausscheidung diagnostisch wichtiger Fraktionen
der Untergruppen (z.B. helle "Wettersteinkalke", Feinkristalline Kalke des germanischen Malms, rote
Radiolarite, schwarze Lydite, Juliergranite o.ä.) ist möglich. Sie kann allerdings nicht mehr standardisiert
werden und soll eine Berücksichtigung der Anforderungen jeweils für ein begrenztes Arbeitsgebiet oder
eine eingeschränkte Fragestellung ermöglichen.
Gerölle aus verschiedenen petrographischen Komponenten müssen nach Augenschein eingeordnet
werden, wohl meist entsprechend dem überwiegenden Bestandteil (z.B. Mergelkalk mit Hornstein-Einschlüssen zu Mergelkalk; spätig verheilter, zerbrochener Kieselkalk nicht zu Spätigen Kalken, sondern zu
Kieselkalk; aber Quarz mit deutlichen Kristallinspuren wahrscheinlich nicht zu Gangquarzen, sondern zu
hellen Metamorphiten, da vermutlich aus quarzreichem Metamorphit).
1
Qualitative Geröll- und Geschiebeanalyse
DOPPLER 24.05.1991
Für die petrographischen Untergruppen kann jeweils Zahl und Prozentsatz der angewitterten Gerölle (mit
Anätzung, Rindenbildung, angegriffener Bindung, Braunfärbung) angegeben werden. Der Verwitterungszustand eines Sediments ist bestimmend für seine Zusammensetzung und kann Hinweise auf
sein Alter geben.
Karbonatische Mischgesteine mit überwiegend kieseligen oder silikatischen Komponenten (Kieselkalke
und Kalksandsteine sowie Mergelsteine bis mergelige Tonsteine) hinterlassen bei vollständiger
Entkalkung ein leichtes, poröses, oft Fe-gefärbtes und mürbes "Kieselskelett", das aufgrund seiner
Eigenschaften aber noch mit hinreichender Sicherheit seinem karbonatischen Ausgangsgestein zugeordnet werden kann. Um annähernde Vergleiche zwischen unverwitterten und verwitterten Schottern zu
ermöglichen, werden solche Restgerölle zwar als eigene Untergruppen geführt, aber den jeweiligen
Hauptgruppen der Karbonatgesteine zugerechnet, auch wenn ihnen - verwitterungsbedingt - die Karbonatkomponente fehlt. Ähnliches gilt für Dolomitaschen.
Die Feststellung des Rundungsgrades der gesamten Zählfraktion kann vor dem Aufschlagen der Gerölle
erfolgen. Vorgesehen ist die einfache Methode durch Formenvergleich nach REICHELT (1961:
Einteilung in Kantige (k), Kantengerundete (kg), Gerundete (g) und sehr gut Gerundete (gg)).
2
Qualitative Geröll- und Geschiebeanalyse
DOPPLER 24.05.1991
Erläuterungen zu den petrographischen Gruppen:
PetrographischeSammelgruppen:
K=
S=
Z=
U=
Karbonatgesteine
Nichtkarbonatische Sedimentgesteine
Kristallingesteine
Undefinierbare
PetrographischeHauptgruppen:
Karbonatgesteine:
KD =
KC =
KS =
KU =
Dolomite (auch mit untergeordnetem Quarzsandgehalt): o-(c) mit Verzögerung, n-(r).
Kalke (reine und kieselige Kalke, auch mit untergeordnetem, nichtkarbonatischem Sandgehalt):
c, n-r (v: o).
Kalkige Klastite (deutlicher Quarz- und Silikatsandgehalt oder Kieskorn): c, n-r (v: o, (r)).
Undefinierbare Karbonatgesteine: c, n-r.
Nichtkarbonatische Sedimentgesteine:
SS =
SQ =
SU =
Siliziklastite (höchstens karbonatarme Ton-, Silt-, Sandsteine und Konglomerate): o-(c), n-r.
Kieselgesteine (Cherts; höchstens karbonatarme Gesteine aus amorpher oder feinkristalliner
Kieselsäure): o-(c), r.
Undefinierbare, nichtkarbonatische Sedimentgesteine: o-(c), n-r.
Kristallingesteine:
ZQ =
ZM =
ZI =
(Gang-)Quarze : o, r
Metamorphite (Gefüge oder Mineralbestand erkennbar metamorph; auch wegen scheinbar
metamorphem Fließgefüge nicht unterscheidbare Magmatite): o-c, r.
Magmatite (auch mangels gerichtetem Gefüge nicht erkennbare Metamorphite): o, r.
Undefinierbare:
U=
Undefinierbare: o-(c), n-r; alle nicht unter obige petrographische Gruppen einordenbaren
Gesteine
3
Qualitative Geröll- und Geschiebeanalyse
DOPPLER 24.05.1991
PetrographischeUntergruppen:
(Die Beschreibung von typischen Merkmalen ist vor allem an alpinen Gesteinen ausgerichtet).
Karbonatgesteine - Dolomite:
KDD = Dolomite: o-(c),r-(r); spätig bis zuckerkörnig, z.T. auch sandig; häufig brecciös mit weißem
Kluftnetz und weißgrauen, mürben Verwitterungsrinden.
KDDv = Dolomitaschen: o, n; "sandig"; da völlig mürbe, meist beim Absieben zerstört; Beobachtung im
Anstehenden nötig!
Karbonatgesteine - Kalke:
Kristalle oder Körner makroskopisch höchstens undeutlich unterscheidbar:
KCQ = Kieselkalke: c, r; splittrige Bruchform, oft runsige Oberfläche, meist schlecht gerundet.
KCQv = Kieselkalk-Skelette: o-(c), r; feinstporöse, matte Oberfläche; leicht.
KCM = Mergelkalke (bis mergelige Tonsteine): c, n-(r); Kiese-liger oder silikatischer Anteil ca. 15 - 95%;
muschelige Bruchform, Bruchfläche matt.
KCMv = Mergelstein-Skelette: o-(c), n-(r); meist Fe-braun, matte Oberfläche, leicht, feinporös, mürbe bis
schmierig.
KCL = Lutitische (feinkristalline) Kalke: c, n; ohne merklichen nichtkarbonatischen Anteil, muschelige
Bruchform, schwach glänzende Bruchfläche.
Kristalle, Körner oder andere Komponenten makroskopisch deutlich unterscheidbar:
KCX = Komponenten-Kalke: c, n-r; makroskopisch erkennbare, nichtdetritische Komponenten oder
Einschlüsse (Fossilien, Ooide oder Peloide, auch Intraklaste).
KCA = Arenitische ("spätige") Kalke: c, n; ohne merklichen nichtkarbonatischen Anteil; spätig glitzernde
Bruchfläche; hierher z.B. auch Marmore (metamorph).
KCS = Sandige Kalke: c, (r)-r; erkennbare detritische, kieselige bis silikatische Komponente unter ca.
50% (kein zusammenhängendes, nichtkarbonatisches Skelett!); meist spätig glitzernde
Bruchfläche, auffällig besonders dunkle Einschlüsse.
4
Qualitative Geröll- und Geschiebeanalyse
DOPPLER 24.05.1991
Karbonatgesteine - Kalkige Klastite:
KSS = Kalksandsteine: c, r; makroskopisch deutlich erkennbare detritische, kieselige bis silikatische
Komponenten über ca. 50% bilden zusammenhängendes Skelett; Kalk vorwiegend als
Bindemittel.
KSSv = Kalksandstein-Skelette: o-(c), (r)-r; meist Fe-braun, erkennbar porös, oft mürbe.
KSG = Karbonatische Konglomerate: c, n-r; deutlicher Anteil über ca. 30% an detritischen Komponenten
größer als 2 mm; auch rein karbonatische Konglomerate.
Karbonatgesteine - Undefinierbare:
KU =
Undefinierbare Karbonatgesteine: c, n-r; alle nicht in obige Gruppen einordenbaren
Karbonatgesteine.
Nichtkarbonatische Sedimentgesteine - Siliziklastite:
SSF = Nichtkarbonatische Pelite (Ton- bis Siltsteine): o-(c), n-(r); makroskopisch im wesentlichen keine
Komponenten unterscheidbar; sedimentäre Gefüge möglich.
SSS = Silikatische Sandsteine: o-(c), (r)-r; makroskopisch erkennbare detrititsche Komponente enthält
deutlichen, meist farbigen nicht-kieseligen Anteil über ca. 15%; z.B. Grauwacken, Arkosen,
Glaukonitsandsteine.
SSQ = Quarzsandsteine (u. Quarzite): o-(c), r; Quarzsandkörner makroskopisch deutlich erkennbar
oder Korngrenzen durch kieseliges Bindemittel bzw. metamorphe Umsetzungen verwischt;
nicht-kieselige Komponenten unter ca. 15%; hierher z.B. auch metamorphe Quarzite!
SSG = Nichtkarbonatische Konglomerate: o-(c), n-r; deutlicher Anteil über 30% an Komponenten größer
als 2 mm.
Nichtkarbonatische Sedimentgesteine - Kieselgesteine:
SQF = "Hornsteine" (feinkristalline Kieselgesteine): o-(c), r; makroskopisch meist keine Komponenten
unterscheidbar; splittriger Bruch; glas- bis fettglänzende Bruchflächen; schlechte Rundung, oft
runsige Oberfläche; z.T. calcitisch verheilte Klüfte; z.B.: Hornsteinknollen, Radiolarit,
Kieselschiefer, Lydit.
Nichtkarbonatische Sedimentgesteine - Undefinierbare:
SU =
Undefinierbare nichtkarbonatische Sedimentgesteine: o-(c), n-r.
5
Qualitative Geröll- und Geschiebeanalyse
DOPPLER 24.05.1991
Kristallingesteine - Quarze:
ZQ =
(Gang-)Quarze: o, r; auch mit unwesentlichen silikatischen Beimengungen unter ca. 10%;
unregelmäßiger Bruch; Fett- bis Glasglanz; selten Fe-Überzüge.
Kristallingesteine - Metamorphite:
Kristalle makroskopisch höchstens undeutlich unterscheidbar bis sehr feinkörnig:
ZMF = Schiefrige Metamorphite: o-c, n-r; lagig-schiefriges Gefüge; metamorpher Mineralbestand (z.B.
Chlorit, Sericit); z.B. Tonschiefer, Phyllite.
Kristalle makroskopisch deutlich erkennbar:
ZMH = Helle Metamorphite: o, (r)-r; leukokrat (weniger als 33% dunkle Minerale); gerichtetes, oft
blastisches Gefüge; z.B. helle Gneise, Glimmerschiefer; hierher z.B. auch Magmatite mit
Fließgefüge (z.B. Rhyolithe)
ZMD = Dunkle Metamorphite: o, (r)-r; meso- bis melanokrat (mehr als 33% dunkle Minarale);
gerichtetes, manchmal blastisches Gefüge; z.B. Hornblendegneise, Amphibolite, Eklogite;
hierher auch Magmatite mit Fließgefüge.
Kristallingesteine - Magmatite:
ZIH =
ZID =
Helle (saure) Magmatite: o, (r)-r; leukokrat (weniger als 33% dunkle Minerale); ohne gerichtetes
Gefüge; z.B. Granite, Diorite, Pegmatite; hierher auch nicht eindeutig erkennbare Metamorphite,
z.B. ohne gerichtetes Gefüge (z.B. Hornfels) oder schwach bzw. retrograd metamorphe (z.B.
Juliergranit mit saussuritisierten Feldspäten).
Dunkle (intermediäre bis basische) Magmatite: o, (r)-r; meso- bis melanokrat (mehr als 33%
dunkle Minerale); ohne gerichtetes Gefüge; z.B. Basalte, Ultrabasite; hierher auch nicht eindeutig
erkennbar oder schwach metamorphe (z.B. Diabase).
Undefinierbare:
U=
Undefinierbare: o-(c), n-r; Alle entweder nicht bestimmbaren oder nicht in eine der obigen
Gruppen einordenbaren Gesteine (z.B. Salzgesteine).
Sondergruppen (bei Bedarf zusammenzufassen):
z.B.:
H = Harte (KCQ + SSQ + SQF + ZQ)
6
Qualitative Geröll- und Geschiebeanalyse
DOPPLER 24.05.1991
Übersicht der Zählfraktionen der Geröllanalyse
Petr.
HClRitzh.
Gruppe Reakt. Glas
Kör- Weitere Merkmale - Unterscheidung
nigk. von Gruppen in Klammern
K
KD
KDD
KDDv
KC
KCQ
KCQv
KCM
KCMv
KCL
KCX
KCA
KCS
KS
KSS
KSSv
KSG
KU
o(v)-c
o-(c)
o-(c)
o-(c)
o(v)-c
c
o-(c)
c
o-(c)
c
c
c
c (r)o(v)-c
c
o-(c)
c
c
n-r
n-(r)
n-(r)
n
n-r
r
r
n-(r)
n-(r)
n
n-r
n
r
n(v)-r
r
(r)-r
n-r
n-r
f-g
f-m
f-m
f-m
f-m
f
f
f
f
f
m-g
m
m
m-g
m
m
g
f-g
------------------------------------"sandig" (KCMv).
------------glänzend (KCM, KCQv).
matt (KCQ).
matt (KCL, KCQ)
schmierig (KD v).
schwach glänzend (KCM)
Schalen, Ooide, Intraklasten u.ä.
weitgehend ohne Detritus (KCS).
Detritus unter ca. 50% (KCA, KSS).
------------Detritus über ca. 50% (KCS).
porös, z.T. braun (SSS, SSQ).
auch rein karbonat. Konglomerate.
-------------
S
SS
SSF
SSS
SSQ
SSG
SQ
SQF
SU
o-(c)
o-(c)
o-(c)
o-(c)
o
o-(c)
o-(c)
o-(c)
o-(c)
n-r
n-r
n-(r)
(r)-r
r
n-r
r
r
n-r
f-g
f-g
f
m
m
g
f
f
f-g
------------------------ohne metam. Gefüge oder Min. (ZMF).
Silikate über ca. 15% (SSQ).
mehr als ca. 85% Quarzsand (SSS).
auch Breccien, Bioklastite o.ä.
-------------------------------------
Z
ZQ
ZM
ZMF
ZMH
ZMD
ZI
ZIH
ZID
o-c
o
o-c
o-c
o
o
o
o
o
n-r
r
(r)-r
n-r
(r)-r
(r)-r
(r)-r
(r)-r
(r)-r
f-g
f
f-g
f
m-g
m-g
f-g
f-g
f-g
------------------------------------metamorph.Gefüge u.Minerale (SSF).
dunkle Minerale unter ca.33%(ZMD).
dunkle Minerale über ca.33% (ZMH).
------------dunkle Minerale unter ca.33%(ZID).
dunkle Minerale über ca.33% (ZIH).
U
o-(c)
n-r
f-g
-------------
Erläuterungen zu den Abkürzungen der Tabelle "Zählfraktionen":
Petrographische Gruppen: Namenskürzel entsprechend Beschreibung.
HCl-Reaktion: o = ohne, (c) = schwach oder nur lokal, c = deutlich.
Ritzhärte auf Glas: n = nicht, (r) = undeutlich oder lokal, r = deutlich
ritzend. Körnigkeit (Unterscheidbarkeit von Komponenten wie Kristallen oder
Trümmern): f = optisch weitgehend dicht (kleiner als ca. 0,06 mm),
m = dominierend Komponenten zwischen 0,06 und 2 mm,
g = mehr als ca. 30% Komponenten über 2 mm.
7
Qualitative Geröll- und Geschiebeanalyse
Karbonatgesteine
Dolomite
Dolomite
Dolomitaschen
Kalke
Kieselkalke
Kieselkalkskelette
Mergelkalke
Mergelkalkskelette
Lutitische Kalke
Komponenten-Kalke
Arenitische Kalke
Sandige Kalke
Kalkige Klastite
Kalksandsteine
Kalksandst.skelette
Karbonat. Konglom.
Undef. Karbonatgest.
K
KD
KDD
KDDv
KC
CQ
KCQv
KCM
KCMv
KCL
KCX
KCA
KCS
KS
KSS
KSSv
KSG
KU
Nichtkarb.Sedimentite
Siliziklastite
Nichtkarb. Pelite
Silikat. Sandsteine
Quarzsandsteine
Nichtkarb. Konglom.
Kieselgesteine
Hornsteine
Undef.Nichtkarb.Sed.
S
SS
SSF
SSS
SSQ
SSG
SQ
SQF
SU
Kristallingesteine
(Gang-)Quarze
Metamorphite
Schiefr. Metamorph.
Helle Metamorphite
Dunkle Metamorphite
Magmatite
Helle Magmatite
Dunkle Magmatite
Z
ZQ
ZM
ZMF
ZMH
ZMD
ZI
ZIH
ZID
Undefinierbare
U
Harte
H
DOPPLER 24.05.1991
8