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Über dieses Buch

Dieses Lehrbuch stellt das Gesamtgebiet der Diagenese klastischer Sedimente dar. Neben der Einführung und Abgrenzung der Diagenese umfasst das Buch entscheidende Vorgänge, die für die Bildung der wichtigsten fossilen Energieressourcen wie Erdöl, Gas, Kohle und z. T. Uran verantwortlich sind. Die Schwerpunkte der Darstellung liegen dabei auf der diagenetischen Entwicklung von Porenwässern in heutigen Offshore-Bereichen und intrakontinentalen Becken, der Diagenese kieseliger und toniger Sedimente sowie der Sandsteindiagenese.

Dieses Autorenwerk hebt sich durch seine Einheitlichkeit in der Darstellung von vielen bereits bestehenden Sammelbänden ab. Es enthält neugezeichnete Schwarz-Weiß-Abbildungen sowie zahlreiche aussagekräftigen farbige Dünnschliff-Abbildungen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einführung

Zusammenfassung
Diagenese ist die Summe aller Prozesse, durch welche aus Lockersedimenten verfestigte Sedimentgesteine werden. Diese Prozesse sind physikalischer, chemischer und biologischer Natur; sie verändern die mineralogische Zusammensetzung der Sedimentpartikel, ihre Textur und Anordnung im Sediment sowie insbesondere die Porosität und Permeabilität der Ablagerungen.
Reinhard Hesse, Reinhard Gaupp

Kapitel 2. Hydrochemie, diagenetische Entwicklung, Herkunft und Verbleib der gelösten Substanzen von Porenwässern

Zusammenfassung
Diagenetische Reaktionen verlangen die Anwesenheit von Wasser als Porenlösung. Das Vorhandensein von Wasser im Porenraum ist Voraussetzung für die bei der Versenkungsdiagenese auftretenden mineralchemischen Reaktionen. Wo statt Wasser andere Porenfüller wie Öl, Gas oder mineralische Zemente die Poren besetzen, wird der Ablauf advektiv oder diffusiv beherrschter diagenetischer Prozesse unterbunden oder stark gehemmt.
Reinhard Hesse, Reinhard Gaupp

Kapitel 3. Hydrochemie, diagenetische Entwicklung, Herkunft und Verbleib der gelösten Substanzen von Porenwässern: Entwicklung der Formationswässer in intrakontinentalen Becken

Zusammenfassung
Typische Beispiele für intrakontinentale Sedimentbecken an Land sind das Pariser Becken oder die großen intrakratonischen Becken Nordamerikas wie z. B. das Illinois- und das Michigan-Becken. Viele dieser Becken sind aus aufgegebenen ehemaligen intrakontinentalen Riftstrukturen entstanden, in denen der Riftprozess vorzeitig endete (Sengör 1995), andere als Vorlandbecken (foreland oder retroarc basins) vor der Stirn sich entwickelnder Orogene wie das bayerische Molassebecken.
Reinhard Hesse, Reinhard Gaupp

Kapitel 4. Diagenese von Kieselsedimenten und Hornsteinentstehung

Zusammenfassung
Der Begriff Kieselsäurediagenese hat verschiedene Bedeutungen, da er verschiedene Prozesse der Diagenese beinhaltet. Er umfasst die Umwandlung leichter löslicher metastabiler in schwerer lösliche und schließlich stabile feste Kieselsäurephasen unter Wasserabgabe bei der Versenkungsdiagenese. Er bezeichnet ferner die Verdrängung durch Kieselsäure von ursprünglich nicht kieseligen Substanzen, besonders Karbonaten, Evaporiten, fossilem Holz oder vulkanischen Gesteinen, verursacht durch kieselsäureübersättigte Fluide einschließlich hydrothermaler Lösungen.
Reinhard Hesse, Reinhard Gaupp

Kapitel 5. Diagenese von biogenen pelagischen Karbonaten, zeolithhaltigen pelagischen Sedimenten und braunem abyssischem Ton

Zusammenfassung
Pelagische Sedimente sind die Ablagerungen des offenen Ozeans, die auf ozeanischer Kruste in Bereichen jenseits kontinentaler Einflüsse abgelagert werden. Es handelt sich nicht ausschließlich um Tiefwasserablagerungen, sondern sie treten z. B. auch auf Atollen oder flachen Seebergen auf, finden sich in der Regel jedoch in großer Entfernung von den Kontinenten.
Reinhard Hesse, Reinhard Gaupp

Kapitel 6. Diagenese toniger Sedimente

Zusammenfassung
Tonige Sedimente umfassen mehr als die Hälfte des Volumens aller Sedimente und Sedimentgesteine auf der Erde, nach einigen geochemischen Abschätzungen mehr als 80 %. Für die Diagenese klastischer Sedimente sind sie die wichtigste Gruppe sedimentärer Ablagerungen. Sie sind Muttergesteine für die meisten Öl- und Gas-Lagerstätten und viele sedimentäre Erz-Lagerstätten.
Reinhard Hesse, Reinhard Gaupp

Kapitel 7. Kompaktion toniger Sedimente

Zusammenfassung
Kompaktion ist der Prozess der Porositätsreduzierung infolge zunehmenden Überlagerungsdrucks durch neu abgelagerte Sedimente, in der Sprache der Bodenmechaniker Konsolidierung genannt. Kompaktion ist weitgehend ein physikalischer Prozess, insbesondere in Tonsedimenten. In Sandsteinen dagegen kann Kompaktion vorwiegend durch Drucklösung erfolgen und damit auf chemischen Reaktionen beruhen.
Reinhard Hesse, Reinhard Gaupp

Kapitel 8. Sandsteindiagenese

Zusammenfassung
Die Sandsteindiagenese ist das für praktische Anwendungen wichtigste Teilgebiet der Diagenese. Eigenschaften von Sandsteinen als Speichergesteine für Kohlenwasserstoffe, metallische Erze und Trinkwasser hängen grundlegend von ihrer Diagenese ab. Der wichtigste Teilaspekt der Sandsteindiagenese ist die Entwicklung des Porenvolumens während der Versenkungsdiagenese.
Reinhard Hesse, Reinhard Gaupp

Kapitel 9. Diagenetische Entstehung von Erz-Lagerstätten

Zusammenfassung
Vorbemerkung: Die Darstellung der in diesem Kapitel behandelten diagenetischen sedimentären Erz-Lagerstätten fußt im Wesentlichen auf wenigen ausgewählten Übersichtsreferaten für (1) Pb–Zn-Lagerstätten vom Mississippi–Valley-Typ (Leach und Sangster 1993; Paradis et al. 2007), (2) schichtgebundene sedimentäre Kupfer-Lagerstätten (Brown 1997, 2005; Hitzmann et al. 2010), und (3) sedimentäre Uranerz-Lagerstätten (Finch und Davis 1985). Die Literaturlisten für jeden aufgeführten Lagerstättentyp werden der Übersichtlichkeit halber nicht zu einer einheitlichen Liste zusammengefasst, sondern getrennt am Ende der Einzelabschnitte angefügt.
Reinhard Hesse, Reinhard Gaupp

Kapitel 10. Diagenese und Tektonik, extraterrestrische Diagenese

Zusammenfassung
Die diagenetische Zonierung in Außenzonen von Orogengürteln beruht auf Illit-Kristallinitätsdaten (Abschn. 6.3.3.2) und Reflexionsdaten organischer Substanzen (Vitrinit- und Pyrobitumenreflexion, Kap. 3) sowie Temperatur- und Druckbestimmungen an Flüssigkeitseinschlüssen und wird anhand zweier Beispiele veranschaulicht, den Schweizer Alpen und den nördlichen Appalachen in Quebeck. Da für die Schweizer Alpen aus Flüssigkeitseinschlüssen ermittelte Paläotemperatur- und -druckdaten zur Verfügung stehen, die in Abschn. 10.1.2 behandelt werden, folgt die Darstellung der Schweizer Ergebnisse anschließend in Abschn. 10.1.3.
Reinhard Hesse, Reinhard Gaupp

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