Geomorphologie
1. Einführung
Def.: Lehre von den Formen
der Erdoberfläche und den Kräften und Prozessen, die sie geschaffen haben.
Exogene Dynamik: von außen
auf die Erdoberfläche einwirkende Kräfte (Klima, Wasser)
Endogene: von innen aus
(Kruste und Mantel)
2. Gesteine und
gesteinsbestimmende Formen
Die Reliefbildung wird
maßgeblich von den Gesteinen, ihrer Verwitterungs- und
Abtragungscharakteristik und ihren Struktur- und Lagerungsverhältnissen
bestimmt.
Gesteine: Gemenge von Mineralen gleicher oder unterschiedlicher
Art
Minerale: meist feste, chemisch und physikalisch homogene/ =
kristalline, fast ausschließlich anorganische Körper; Bausteine der Minerale
weisen spezifische geometrische Anordnung auf (Kristallgitter)
Häufigsten Minerale der
Erdkruste:
Plagioklas 41 %,
Alkalifeldspat 21 %, Quarz 21%, Amphibol 6 %, Pyroxen 4 %, Biotit 4 %, Magnetit
2 % , Olivin ½ %
à 80 % sind Silikate außer Quarz und Magnetit
1. Silikate 2.
Nichtsilikate
Einteilungskriterien der
Gesteinsgefüge: Struktur (Kornform, Größe) und Textur (räumliche Anordnung der
Komponenten)
2.1 Magmagesteine
Einschub: Gesteinskunde:
nach dem Ort der Entstehung
werden drei Gruppen von Magmatiten unterschieden:
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1.
Vulkanite: bilden sich durch die Förderung von Magmen an die
Oberfläche.
Durch rasche Abkühlung feinkörnige oder sogar glasige Erstarrung.
Enthalten oft größere Mineralkörner, Einsprenglinge, die in einer feinen
Matrix, Grundmasse, schwimmen. Porphyrisches Gefüge, Einsprenglinge oft
eigengestaltig, häufig Fließgefüge (Fluidaltextur), massig bis blassig oder
schaumig
Vulkanite
kristallisieren dagegen in der Regel relativ schnell und in der Nähe oder an
der Erdoberfläche. Es resultieren feinkristalline Gesteine, die darüber hinaus
ehemalige Gashohlräume aufweisen können. Z. T. enthält das Magma bereits
auskristallisierte Minerale, die in grösserer Tiefe während des Aufstiegs des
Magmas langsam gebildet wurden; es entsteht eine porphyrische Struktur.
2.
Plutonite: Magma bleibt in größeren Tiefen unter der
Erdoberfläche stecken. Erkalten langsam und kristallisieren mittel bis
grobkörnig, holokristallin, kristalle hypidiomorph, richtungslos körnig, massig
Plutonite
kristallisieren langsam und innerhalb der Erdkruste unter höherer Auflast, so
daß in der Regel massige Texturen mit
relativ grossen, gleichkörnigen Kristallen entstehen.
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Der Kreislauf der Gesteine wird durch zwei Energiequellen
gesteuert, die den exogenen und endogenen Bereich charakterisieren. Der exogene
Bereich wird durch die Strahlung der Sonne bestimmt und ist damit von der
Solarkonstante abhängig. Der endogene Bereich - das Erdinnere - hingegen ist
wesentlich durch den Wärme-produzierenden Zerfall radioaktiver Nuklide
bestimmt. Er ist deshalb von der geothermischen Tiefenstufe abhängig.
An der Erdoberfläche, bis zu einer Tiefe von ca. 200 m, findet der
Prozess der Verwitterung statt. Unter dem Einfluß physikalischer und chemischer
Vorgänge werden die Minerale oder Komponenten eines Festgesteins zerkleinert
oder gelöst. Zu diesen Prozesse zählen u.a. die Frostsprengung, Wärmeausdehnung
der Mineralen im Gestein, Stoß durch den Zusammenprall von Gesteinsbrocken
oder, zumeist unter dem Einfluss von flüssigem Wasser, Hydratisierung,
Oxidation und Lösung. Es entstehen Lockergesteine, die im äolischen oder
aquatischen Milieu transportiert werden können oder wässerige Lösungen.
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von < 200°C, und dem gleichzeitig wirksamen Überlagerungsdruck wird das
Sediment durch die Diagenese zu einem Sedimentgestein verfestigt. Diagenetische
Prozesse sind u.a. die Kompaktion sowie die Lösung und Wiederausscheidung
bestimmter Minerale, so daß in der Regel der Porenraum verringert wird.
Steigt die Temperatur über 200°C wird der Bereich der Diagenese
verlassen und die Metamorphose setzt ein. Der Prozess der Metamorphose findet
im festen Zustand statt; meist ist Wasser beteiligt. Die Metamorphose ergibt
eine Umkristallisation der Minerale, vielfach auch die Neubildung spezifischer
Minerale, die bei den herrschenden Druck- und Temperaturbedingungen
thermodynamisch stabil sind.
Höhere Temperaturen leiten die Aufschmelzung (Anatexis) der Gesteine
ein, so daß Magmen entstehen. Bei Anwesenheit von Wasser werden ab ca. 650°C
erste Schmelzanteile gebildet. Diese zumeist silikatischen Schmelzen steigen
auf Grund ihrer geringen spezifischen Dichte auf und ergeben - abhängig vom Ort
der Platznahme - plutonische oder vulkanitische Gesteine.
2.1.1. Plutonite und
Granitformen
Allgemein:
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- Hauptformen: Batholith
(grundlos) ------ Lakkolith (pilzförmig)
- sie entstehen fast nur in
mobilen Zonen der Erdkruste
- 95 % sind Granitplutone,
die oft durch Anatexis und Palingenese (Teil- und Ganzaufschmelzung der
Gesteine) entstehen
- sie erstarren in 5- 20 km
Tiefe; Grundriss rund bis oval; Größe sehr verschieden
sie weisen meist gut
auskristallisierte Minerale einer Größe auf, die mit dem Auge erkennbar sind;
Grund: sehr langsame Abkühlung unter 5- 20 km mächtigem Deckgebirge
- Auflastender Druck
verhindert Bildung von Gasblasen, so dass sie sehr kompakt sind
- Klassifikation nach dem
Streckeisendiagramm als Konzentrationsdreieck: Quarz, Alkalifeldspat und
Plagioklas (oben) und Foide, ALK und P (unten)
M kleiner 90
Q plus A plus P = 100
Oder: A plus P plus
F = 100
Magmatische Gesteine mit mehr als 90% mafischer Minerale werden
nicht nach dem Streckeisen-Diagramm benannt
- ca. 95 % aller Plutonite sind Granite, die sehr
verwitterungsstabil sind
- Verwitterungsreihe:
Olivine< Granat< Pyroxene< Amphibole< Biotit< Plagioklas<
Orthoklase< Muskovit< Quarz< Titanminerale
Verwitterungs- und
Abtragungscharakteristik:
Petrovarianz: bestimmt unterschiedliches Verwitterungsverhalten
Tektovarianz: bestimmt unterschiedliches Abtragungsverhalten
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