qualitative geröll- und geschiebeanalyse
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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
