Chemische Sedimente

Salz am Ufer des Urumieh-Sees in Iran. Photo von Paula Dörfler.

Zu den chemischen Sedimentgesteinen gehören Gesteine, die Resultat chemischer Prozesse sind und bei denen die Beteiligung von Mikroorganismen keine oder eine untergeordnete Rolle einnimmt. Die wichtigsten chemischen Sedimentgesteine sind Evaporite und Rauhwacken. Zudem gibt es kleinräumig auftretende chemische Bildungen wie z.B. Hornsteinknollen oder Phosphoritknollen.

Evaporite

Zu den chemischen Sedimentgesteinen zählen in erster Linie die Evaporite. Die Bildung ist auf die Eindampfung salziger Wässer und die daraus folgende Ausfällung von Mineralen ohne Mithilfe von Organismen zurückzuführen. Mit zunehmender Verdunstung bilden sich in dieser Reihenfolge Kalkstein, Dolomit (Gestein), Gips, Anhydrit, Steinsalz und Edelsalze. Gips kommt zudem häufig als Produkt der Sulfidverwitterung in Böden vor.

Auch wenn sie als Folge der Evaporitreihe entstehen können, wird der Großteil der Kalksteine und Dolomite unter Aktivität von Organismen gebildet und somit zu den biogenen Sedimenten gezählt. Dabei nimmt der Dolomit eine Sonderstellung ein, weil er dann oft sekundär aus Kalksteinen entsteht. Die Dolomitisierung von Kalkstein ist wohl auf seine Reaktion im Austausch mit einströmendem Süßwasser zurückzuführen, jedoch findet sie untergeordnet auch in Verbindung mit Salzpfannen statt. Auch unter den Kalksteinen gibt es anorganische Bildungen, wie z.B. Höhlensinter (Tropfsteine).

Rauhwacken

Da die Evaporite leicht löslich sind, sind sie an der Erdoberfläche meist nicht erhalten.

Salze sind wasserlöslich und daher oft nur anhand von Hohlräumen oder Pseudomorphosen in Gesteinen erhalten. Bei der Versenkung von Evaporiten kommt es oft zur Umwandlung von Gips in Anhydrit, wobei durch die Volumenänderung und den damit verbundenen Innendruck sehr auffällige Deformationsstrukturen entstehen („Schlangen“- oder „Gekrösegips“). Umgekehrt ist bei Kontakt mit Wasser zudem die Umwandlung von Anhydrit in Gips möglich, auch dabei wächst das Volumen. Durch diese Umwandlungsprozesse bilden sich in Karbonat-Sulfat-Wechellagerungen sogenannte Rauhwacke. Die oft brekziösen, karbonathaltigen Gesteine sind Zeugen der Evaporite an der Erdoberfläche.

Hornstein

Häufig treten z.B. in Kalksteinen sogenannte Hornsteinknollen (nodular cherts) auf. Diese bilden sich diagenetisch. Unter basischen Bedingungen lösen sich kieselige Hartteile leicht. Sie werden in Form von Kieselsäure transportiert und fallen als Kieselgel wieder aus, sobald eine Umgebung mit saurerem pH-Wert erreicht wird.

Im Allgemeinen ist Hornstein ein sedimentäres Silikatgestein. Er bildet sich aus den Resten von Organismen wie Diatomeen oder Radiolarien. In unverfestigter Form spricht man bei solchen Ablagerungen von Diatomeen- bzw. Radiolarienschlamm, in schwach verfestigter Form von Diatomeen- bzw. Radiolarienerde.

Phosphoritkonkretionen

Auch Phosphorite bilden meist Konkretionen in Kalksteinen aus. Sie entstehen unter Beteiligung bestimmter Bakterien, die das Phosphat aus aufströmendem, phosphatreichen Tiefenwasser fällen.

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Referenzen

Scholz, H. & Lempe, B. (2018). Skriptum für die Vorlesung „Sedimentpetrologie“ Sedimentgesteine, Sedimente, Sedimentite oder Absatzgesteine. (unpublished)

Weitere Informationen und Literatur

Tucker, M. E., & Wright, V. P. (1990). Carbonate Sedimentology Petrology. Black Well, Oxford, 482.
Warren, J. K. (2006). Evaporites: sediments, resources and hydrocarbons. Springer Science & Business Media.

Autor:innen

Dieser Artikel wurde geschrieben und gegengelesen von:

Paula Dörfler, Dorothea Frieling

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