Geographie Infothek: Sedimentgesteine

Sedimentgesteine oder auch Sedimentite sind durch Ablagerung entstandene Gesteine, die häufig aus Bruchstücken von älteren Gesteinen entstehen. Die Gesteine auf der Erde sind schon seit vielen Millionen Jahren der Verwitterung ausgesetzt. Durch das Einwirken von Schwerkraft, Wasser, Eis und Wind entstehen feste und gelöste Mineralien und Zersetzungsprodukte. Die festen und gelösten Bestandteile werden durch die exogenen und endogenen Kräfte abgetragen, transportiert und dann an tiefer gelegenen Orten wie Tälern abgelagert und sedimentiert. Durch diese Vorgänge entstehen unverfestigte Sedimente. Die neu entstandenen Ablagerungen bestehen aus unveränderten, veränderten und neuen Mineralien. Durch Verfestigung (Diagenese) werden aus den Sedimenten in der Folge Sedimentgesteine.

Verschiedene Prozesse können zur Umwandlung von Sedimenten zu Sedimentgesteinen führen. Einer der wichtigsten ist die Verdichtung. Wenn zahlreiche Schichten übereinander lagern, erhöht sich der Druck auf die darunterliegenden Schichten, so dass Luft und Wasser aus den Zwischenräumen der einzelnen Poren gedrängt werden. Dabei regeln und drehen sich die Partikel so ein, dass sie sich ineinander verzahnen.
Ein weiterer wichtiger Prozess ist die Verkittung oder Zementierung. Dabei werden im Wasser, welches durch das Sediment fließt, gelöste Mineralien, beispielsweise Calzit, deponiert. Im Laufe der Zeit wird aus dem lockeren Sediment eine feste Masse.
Alle Sedimente werden zunächst in einer lockeren Lagerung abgesetzt (Lockersedimente), können aber durch die oben genannten Prozesse der Verkittung oder Zementierung und der Auflast durch Diagenese zu Sedimentiten verfestigt werden. Mithilfe dieser Prozesse werden die Kontaktflächen zwischen den Mineralkörnern sowie die Festigkeit des Gesteins erhöht.
Sowohl Lockersedimente als auch Sedimentite können wieder verwittern, abgetragen und verfrachtet werden. So kann ein Sediment mehrmals den Kreislauf der Verwitterung, des Transportes und der Ablagerung durchlaufen.

Die Sedimentgesteine können in klastische, chemische und biogene Sedimente eingeteilt werden.

• klastische Sedimentgesteine
  Aus Teilen von älteren Gesteinen zusammengesetzte und durch Diagenese verfestigte Sedimentite tragen die Bezeichnung Trümmergestein oder Klastite.
  Bestehen diese aus überwiegend gerundeten Komponenten wie Kies oder Geröll spricht man von Konglomeraten. Aus eckigen Geröllfragmenten zusammengesetzte Sedimetite werden hingegen als Brekzien (auch Breccien) bezeichnet.
  Die klastischen Sedimente bestehen aus mechanisch transportiertem und unverändertem Gesteinsmaterial. Die Korngrößen sind unterschiedlich und reichen von sortiert (einheitlich) wie in Flugsanden bis unsortiert (gemischt) wie bei Moränen.
  Die Lockersedimente heißen der Korngröße nach: Ton (< 0,002 mm), Schluff (0,002 - 0,063 mm), Sand (0,063 - 2,0 mm), Kies (2,0 - 63 mm) und Stein/Grobschutt (> 63 mm). Die verfestigten klastischen Sedimente heißen entsprechend ihrer Zusammensetzung: Tonstein (Schieferton, bei plattiger Absonderung), Schluffstein und Sandstein.
  Besondere Typen von klastischen Sedimentgesteinen sind die Arkose und die Grauwacke. Die Arkose hat einen hohen Anteil von chemisch unverwitterten Feldspatfragmenten. Die Grauwacke enthält neben den Quarzkörnern 50 % andere Mineralkörner.
  
• Die chemischen und biogenen Sedimente entstehen durch Ausfällungen aus Lösungen oder aus biologischen Vorgängen. So entstehen Kalke beispielsweise durch chemische Ausfällungen, andere Sedimente wiederum sind aus organischem Material wie fossilen Überresten von Pflanzen und Tieren entstanden.
  Kalkstein besteht vorwiegend aus Calciumcarbonat. Es entsteht entweder durch Ausfällung aus einer Lösung oder durch Ablagerungen kalkiger Skelett- und Schalenreste. Mergel, ein Gemisch aus Kalk und 35 - 65 % Ton, kann man in Kalkmergel, Mergelkalk, Tonmergel und Mergelton unterscheiden (der Tongehalt nimmt dabei zu). Dolomit ist ein Calcium-Magnesium-Carbonat und ähnelt dem Kalk. Es ist nachträglich durch die Zufuhr von magnesiumhaltiger Lösung zum Kalk in Dolomit verwandelt worden. Weiter zählen Kohleflöze sowie Erdöl und Erdgas führende Schichten zu den Sedimentgesteinen. Zu den Evaporiten, Salze die durch Verdunstung von Lösungen entstanden sind, gehören das Anhydrit, das Steinsalz und das Kalisalz. Diese Salze können in Salzstöcken vorkommen.
  Die Sedimente lassen sich ebenfalls durch das Transportmittel (äolisch: mit dem Wind transportiert, glazigen: mit dem Eis transportiert) und den Ablagerungsort (terrestrisch: auf dem Festland, fluvial: im Fluss, limnisch: im See und marin: im Meer abgelagert) kennzeichnen.
  

Mehr als zwei Drittel der Erdoberfläche sind von Sedimentgesteinen bedeckt. Sie geben Einblicke in die früheren Umweltbedingungen und in die sich verändernde Klimate. Mit ihrer Hilfe lassen sich ferner Aussagen über die Geschichte der Veränderungen in der Natur treffen.