Platten und Gesteine

Platten und Gesteine

Geodynamik und Plattentektonik Plattentektonik

Alfred Wegeners Kontinentalverschiebungstheorie Die Struktur des Erdkörpers

Erdkruste und Oberer Mantel

Zusammensetzung des Krustenmaterials

endogene Vorgänge

Vorgänge an den Plattenrändern

Subduktionszone

Plattengrenzen

1. divergierende Plattengrenzen:
2. konvergierende Plattengrenze
3. Transformstörungen

Der Gesteinskreislauf

Die Einteilung der Gesteine nach ihrer Entstehung

1. Eruptivgesteine (magmatische G., Magmatite)

2. Sedimentgesteine (Schichtgesteine)

a: mechanische Sedimente
b: chemische Sedimente
c: organische Sedimente

3. Metamorphe Gesteine (Metamorphite) Lagerstätten

Def. Lagerstätte:

Lagerstättentypen / -klassifikationen

Einteilung der Lagerstätten nach der Art des nutzbaren Stoffes

1. die Erze

Einteilung nach der Entstehung:

2. Organogene Lagerstätten

1. Kohlelagerstätten

2. Erdöllagerstätten / Erdgaslagerstätten

3. Salzlagerstätten

Geodynamik und Plattentektonik

geos - die Erde

dynamik - Bewegk ungen

Platte - bewegende Schollen

Tektonik - Veränderungen durch von innen wirkende Kräfte der Erde

Plattentektonik

Auf der Kontinentalverschiebungstheorie aufbauende, umfassende Vorstellung von der Gliederung der Erdkruste.

Die Erdkruste besteht aus:

6 oder 7 großen Platten

und 18 kleineren Platten

(Geschwindigkeit: 3-5 cm/Jahr)

die sich mit unterschiedlichen Richtungen und Geschwindigkeiten auf der Fließzone bewegen.

Alfred Wegeners Kontinentalverschiebungstheorie

vor 200 Mio. Jahren:

Urkontinent Pangäa

Urozeane Pantalessa und Thetysmeer

vor 135 Mio. Jahren:

Pangäa zerfiel in Laurasia ( Nordamerika, Eurasien ) und Gondwana ( Südamerika, Afrika, Australien, Antarktis )

Mobilismustheorie: Platten bewegen sich nur in wagerechten Bewegungen auf der Fließzone ( Alfred Wegener )

Fixmustheorie: Gebirge entstehen durch vertikale Bewegungen

Die Struktur des Erdkörpers

Lithosphäre: Feste Gesteinsscholle der Erde, die sich aus der Erdkruste und dem obersten Erdmantel zusammensetzt.

Erdkruste und Oberer Mantel

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

die meisten Platten bestehen sowohl aus kontinentaler (Sial) als auch aus ozeanischer Kruste (Sima)

Zusammensetzung des Krustenmaterials

Sial (oben): sauer, siliziumreich, aluminiumreich

Sima ( unten): basaltisch, siliziumreich, magnesiumreich

endogene Vorgänge

alle Vorgänge, die vom Inneren der Erde her die Lithosphäre verändern

endogene Kräfte/Vorgänge

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Vorgänge an den Plattenrändern

Subduktionszone:

( Abtauchzone )

Plattengrenze, an der sich 2 Platten aufeinander zu bewegen, wobei die dünnere, die den Ozeanboden bildet, unter die mächtigere, einer Kontinent bildende Platte abtaucht. Dabei wird der Rand der ozeanischen Platte aufgeschmolzen.

Hier findet die Orogenese statt.

Es entstehen Tiefseegräben.

Motoren der Plattenbewegungen: Konvektionsströme

Konvektionsströme:

Magmaströmungen im Erdmantel, sie werden durch die unterschiedlichen Temperaturen des Magmas ausgelöst und übertragensich auf die Erdkruste.

Sie sind die Ursache für die Kontinentalverschiebung.

Plattengrenzen

Spiegeln sich im Verteilungsmuster der Erdbebenherde und der aktiven Vulkanen wieder. Diese sind entlang bestimter Linien angeordnet.

Es gibt 3 Arten von Plattengrenzen:

1. divergierende Plattengrenzen:

2 Platten entfernen sich von einander weg.

Aufsteigen von Gesteinsschmelze aus dem Erdmantel. Entstehung neuer Lithosphäre.

Vergrößerung der angrenzenden Plattengrenzen

-konstruktive Plattengrenze

2. konvergierende Plattengrenze

Aufeinanderzubewegung von ozeanischer (oder kontinentaler) und kontinentaler Platten Es kommt zur Subduktion.

(ozeanische Platte (oder Teil der kontinentalen Platte) taucht unter die kontinentale Platte)

- Materialstau innerhalb der Kruste

- Anlage tektonischer Strukturen (Falten, Überschiebungen)

-destruktive Plattengrenze

3. Transformstörungen

Plattengleiten horizontal aneinander vorbei

-konservierende Plattengrenze

Der Gesteinskreislauf

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Der Kreislauf der Stoffe in räumlicher Darstellung

(von links nach rechts in endloser Wiederholung fortlaufend) (Nach Hans Cloos)

Vorgänge und Bereiche:

I Verwitterung und Abtragung
II Verfrachtung (Transport) durch Flüsse
III Ablagerung (Sedimentation) und Verfestigung von Verwitterungsschutt (Sedimentgesteine)
IV Umwandlung durch gebirgsbildende Vorgänge. Auffaltung von Gesteinsmassen (Dynamo- oder Dislokationsmetamorphose)
V Stärkere Umwandlung durch erhöhten Druck und erhöhte Temperatur (Regionalmetamorphose)
VI Bildung neuer Gesteinsschmelzen

(Granitisierung)

Gesteine:

A Eruptivgesteine (Magmatite)

P = Plutonite (Tiefengesteine z.B.:Granit, Syenit) V = Vulkanite (Ergußgesteine z.B.:Basalt, Porphyr)

B Absätze und Absatzgesteine (Sedimentgesteine, Sedimentite)

1 Kies, Konglomerat, Schutt, Brekzie
2 Sand, Sandstein sowie
3 Ton, Schieferton ( mechanisch gebildete Sedimente, meistens mariner Entstehung )
4 Mergel (Kalk-Tonstein-Gemenge) ( Gemenge aus chemisch und mechanisch gebildeten Sedimenten )
5 Kalkstein und Dolomit sowie
6 Salze

( chemische (marine) Sedimente )

C Umwandlungsgesteine, metamorphe Gesteine (Metamorphite) aus Sedimenten

z.B.:Gneis, Marmor, Quarzit

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Einteilung der Gesteine nach ihrer Entstehung

ergibt drei große Gruppen:

1. Eruptivgesteine (magmatische G., Magmatite)

Unterteilung:

a: Plutonite z.B.: Granit b: Vulkanite z.B.:Basalt

entstehen aus silikatischen Schmelzen infolge einer Temperaturerniedrigung.

Erfolgt die Erstarrung innerhalb der Erdkruste, dann entstehen Tiefengesteine (Plutonite).

Gelangt der Schmelzfluß an die Erdoberfläche, dann bilden sich Ergußgesteine (Vulkanite).

Tiefengesteine haben durch ihre langsame Abkühlung ein gleichmäßig körniges Gefüge.

Ergußgesteine jedoch infolge schneller Abkühlung ein glasiges oder sehr feinkörniges bzw. ungleichkörniges Gefüge.

In geringeren Massen treten Ganggesteine als Füllungen klaffender Spalten oder von

Schloten auf. Sie werden aus dem Magma gebildet und haben entweder die gleiche Zusammensetzung wie die Tiefengesteine

(ungespaltene, aschiste Ganggesteine, z. B. Granitporphyr)

oder eine stark abweichende Zusammensetzung

(gespaltene, diaschiste Ganggesteine, z. B. Lamprophyr, Aplit).

In einer gesetzmäßigen Anordnung vollzieht sich die Mineral- und Gesteinsbildung bei den Eruptivgesteinen.

Ihre Aneinanderreihung erfolgt geregelt nach dem Kieselsäuregehalt. Man unterscheidet nach dem SiO2-Gehalt:

- saure G. (mehr als 65%)

- intermediäre G.(65 bis 52%)

- basische G.(52 bis 45 %)

- und ultrabasische G. (weniger als 45 %)

Nach der chemischen Zusammensetzung lassen sich einem Tiefengestein entsprechende Ergußgesteine zuordnen.

z. B. Granit -Liparit

Basalt -Gabbro

Durch verschiedene Namensgebung werden die Ergußgesteine auch nach dem Alter untergliedert.

z.B.:Basalt (Tertiär), Melaphyr (Karbon)

Unterschiede zw.Granit und Basalt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Vorkommen in D.: Schwarzwald, Odenwald Eifel, Westernwald

2. Sedimentgesteine (Schichtgesteine)

a: mechanische Sedimente

z.B.: Sandstein

Sedimentgesteine werden im Meeresraum als marine , auf dem Festland als terestische Sedimente abgelagert.

Sie treten als Lockergesteine und nach Verfestigung als Festgesteine auf.

Die zunächst lockeren Sedimente können durch Diagenese zu festen Sedimentgesteinen verfestigt werden.

z. B. Sand zu Sandstein

Ton zu Tonstein

Kalkschlamm zu Kalkstein Torf zu Kohle

Alle an der Erdoberfläche befindlichen Gesteine werden durch Verwitterung zerkleinert.

Das Material kann dann durch Wasser, Wind oder Eis transportiert und schließlich abgelagert werden.

Verwitterungsprodukte, die in fester Form transportiert wurden, sind klastische Sedimente. Nach der Korngröße ihrer Einzelteile unterscheidet man:

-grobkörnige Psephite (Korndurchmesser >2 mm),

z.B. Konglomerat

-mitelIkörnige Psammite (2 bis 0,02 mm),

z.B. Sand

-feinkörnige Pelite (<0,02 mm)

z. B. Ton.

b: chemische Sedimente

z.B.: Gips, Salz

Die durch chemische Verwitterung in wäßrige Lösungen übergeführten Teile werden in

Bächen und Flüssen transportiert und unter bestimmten Bedingungen ausgefällt und abgelagert.

Sie bilden dann die chemischen Sedimente

z. B. Salzgesteine, Gips, Oolithe, Sinter.

c: organische Sedimente

z.B.: Kohle

Bei der Ausfällung und Sedimentation können auch Organismen beteiligt sein

z.B. bei der Bildung von Kalkstein.

Organogene Sedimente sind die Ansammlungen von Kieselsäureskeletten niederer Organismen

z.B. Radiolarien, Diatomeen

3. Metamorphe Gesteine (Metamorphite)

sind Produkte der Metamorphose.

Die durch Druck- und Temperaturerhöhungen vor allem infolge der Regionalmetamorphose entstandenen Gesteine werden kristalline Schiefer genannt

z. B. Gneis.

Es sind Gesteine mit überwiegend gerichteter Anordnung der Minerale.

Durch die rein thermische Kontaktmetamorphose werden die Kontaktgesteine erzeugt z, B. Fleckschiefer

Gesteine die die Wirkung des Durchbewegungsdruckes (Streß) zeigen, heißen Tektonite. Zumeist läßt sich hier aber die Wirkung von Druck und Temperatur nicht trennen.

Metamorphe Gesteine, die aus Eruptivgesteinen umgebildet sind, werden auch Orthogesteine , aus Sedimentgesteinen entstandene Paragesteine genannt.

Bei der normalen Metamorphose verbleibt das Gestein im festen Zustand. Die Erhöhung der Temperatur kann jedoch dazu führen, daß Teile des Gesteins in Schmelze überführt werden; es bilden sich dann Migmatite (Mischgesteine)

z.B.: Gneis.

Diese Umwandlung heißt Ultrametamorphose, sie kann im Extremfall zu der Bildung

palingener Magmen führen. Die daraus entstehenden Gesteine werden zu den Eruptivgesteinen gezählt.

Man unterteilt metamorphe Gesteine nach der Entstehung: a: durch Absenkung in tiefere Bereiche und bei Faltung z.B.: Granit -Gneis

Kalkstein -Marmor Sandstein -Quarzit

Tonstein -Glimmerschiefer

b: durch aufdringendes Magma in der Nachbarschaft z.B.: Tonstein -Knotenschiefer

Sandstein - Quarzit

Lagerstätten

Def. Lagerstätte:

Natürliche Anhäufung von Mineralien, die entsprechend den heutigen technischen

Möglchkeiten und wirtschaftlichen Erfordernissen nutzbringend gewonnen und verarbeitet werden können.

Lagerstättentypen / -klassifikationen

1. tektonisch bedingte Lagerstätten (Erze, Mineralien, Mineralwässer)

2. klimatisch und tektonisch bedingte Lagerstätten (Salze)

3. klimatisch, organisch und tektonisch bedingte Lagerstätten

Einteilung der Lagerstätten nach der Art des nutzbaren Stoffes

1. Erzlagerstätten
2. Kohlelagerstätten
3. Salzlagerstätten
4. Erdöllagerstätten (mit Erdgas)
5. Lagerstätten der Steine und Erden

1. die Erze

Einteilung nach der Entstehung:

1. magmatogene Lagerstätten (primäre)

-umfassen alle Bildungen, die aus dem Magma direkt oder aus den von ihm abgespaltenen Spätphasen stammen

-entstanden in der Kruste beim Aufsteigen des Magmas aus dem Erdmantel

-Minerale werden je nach Dichte, Schmelzpunkt und Chemismus selektiv ausgeschieden (magmatische Differentation)

-es kommt so zur Trennung der einzelnen Mineralbestandteilen ·es gibt 3 Kristallisationsphasen

1. Erstkristallisation

-bei 1400°C

-liquidmagmatische Lagerstätten (Chrom, Nickel, Titan, Platin)

2. Hauptkristallisation

-1300 - 700°C

-mineralgemisch - selten Lagerstätten

3. Restkristallisation

-pegmatische Lagerstätten ( 700°C)

(Molybdän, Zinn, Wolfram, Lithium)

-pneumatolitische Lagerstätten (600°C)

(Arsen, Wofram, Kupfer, Eisen)

-hydrothermale Lagerstätten (400°C)

(Kupfer, Quecksilber, Gold, Blei, Eisen, Silber)

2. sedimentare Lagerstätten (sekundäre)

-umfassen alle nach Abtragung und Transport erzhaltiger Gesteine durch Ablagerúng entstandene Lagerstätten

-Ragte eine Lagerstätte über den Grundwasserspiegel hinaus. gelangt sie unter Einfluß der

Atmosphäre. Die sich bildene Oxidationsschicht wird auf Grund von Anreicherungen an Eisenoxiden auch "Eisener Hut" genannt.

2. Organogene Lagerstätten

1. Kohlelagerstätten

Def. Kohle:

brennbares Sedimentgestein, über lange Zeiträume

aus Holz oder anderen pflanzlichen Stoffen entstanden

Entstehung:

Ausgangsmaterial: Sumpfmoorwälder

Entsehungsorte: große, feuchtwarme Gebiete mit Moorlandschaft und reichlichem Pflanzenwuchs

-Abgestorbene Pflanzen und Pflanzenreste gerieten unter Wasser unter Luftabschluß (keine Verwesung)

-Entstehung eines Waldmoores - Faulschlamentstehung

-Einsetzung der Vertorfung unter Mitwirkung anaerober (ohne O2 lebende) Organismen ·kräftige Absenkung des Beckens (Verstärkung der Torflagen)

-Überschüttung von Fluß- oder Meeressedimenten (Geröll-, Sand- und Schlammschichten) ·Entwicklung eines neuen Waldmoores

- Wiederholung dieses Vorganges

-Entstehung von Wechsellagerungen von Kohlefölzen und Gesteinsschichten

-Verbiegung, Schiefstellung und Verwerfung der Kohlefölze durch gebir gsbildene Prozesse

vor ca.280 Mio. Jahren (Karbon): Steinkohleentstehung

vo ca. 60 Mio. Jahren (Tertiär): Braunkohleentstehung

Entstehung von Kohle aus Torf durch Abnahme von Sauerstoff und Wasserstoff und Zunahme von Kohlenstoff

Inkohlungsprozeß:

Stufen der Inkohlung:

1. biochemische Phase:

in einem Gärungsprozess mit Hilfe von Bakterien entstehen Moder - Torf - Braunkohle

2. geochemische Phase:

3.

unter hohem Druck und unter hohen Temperaturen entstehe Steinkohle - Antrazit - Grafit

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Vorkommen:

Appalachen

östliche Küste Chinas

Steinkohle in Deutschland: an der Ruhr, an der Saar Braunkohle in Deutschland: Köln-Aachen

Cottbus-Senftenberg-Spremberg Leipzig- Borna-Halle-Bitterfeld

2. Erdöllagerstätten / Erdgaslagerstätten

Def. Erdöl:

natürlich vorkommendes dünn bis

zähflüssiges Gemisch verschiedener

Kohlenwasserstoffe von hell- gelber, grauer, brauner bis schwarzer Farbe

Entstehung:

Ausgansmaterial: planktonische Lebewesen Entstehungsorte: abgeschlossene

Meeresteile, Lagunen und Buchten warmer Meere

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

-Absterben und Absinken der toten Lebewesen in tiefe Regionen, in denen wegen Luftabschluss keine Verwesung möglich ist

-Anreicherung mit anorganischen Sedimenten als Faulschlamm am Meeresboden ·Fäulnisbakterien entziehen den organischen Bestandteilen den Sauerstoff ·Organismenreste werden zu Kohlenwasserstoffen

-unter Druck und geringen Temperaturen werden die langkettigen KW zu Erdöl mit kurzkettigen KW (Bitumen)

-Erdöl und Erdgas steigen nach oben und sammeln sich in porösen Sedimentgesteinen

(Speichergesteinen), die von undurchlässigen Schichten (z.B.: Ton, Granit, Basalt) umgeben sind

Vorkommen:

Persischer Golf Westsibirien

2.+3.Baku (RUS) Texas (USA)

Nordsee

Kaspisches Meer

Vorkommen in Deutschland: Emsmündung

Weser-Ems

Elbe-Weser

Molassebecken (bei München)

3. Salzlagerstätten

Def. Salz:

Verbindung von Metall und Säure (NaCl) Man unterscheidet Stein- und Kalisalze

Entstehung:

Ausgangsmaterial: Salzwasser Entstehungsorte: Randmeere

-bei trockenem Klima Verdunstung des Wassers über dem Randmeer ·Salzwassernachstrom aus dem Ozean

-Zunahme der Salzkonzentration im Randmeer

-Ansammlung des schweren Salzwassers in der Tiefe ·Ablagerung der Salze am Grund

-Durch hohen Überlagerungsdruckund hohe Temperaturen können die Salze plastisch werden und in Spalten aufsteigen - Entstehung von Salzstöcken

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(Quelle: Harms Handbuch der Geografie.Physische Geografie.M ü nchen: List Verlag)

Vorkommen:

Rotes Meer

Persischer Golf Sibirien

Russland westlich der Urals

Kanada östlich der Rocky Mountains

Lagerstätten in Deutschland:Hannover-Braunschweig Werra Revier