Der Porenraum der Sedimente by Wolf v. Engelhardt (auth.)

By Wolf v. Engelhardt (auth.)

Die Petrographie pflegt allein die festen Mineralien zu betrachten, aus denen die Gesteine zusammengesetzt sind, und nur gelegentlich die Flüssigkeiten und Gase zu erwähnen, die sich in ihnen finden. Diese Beschränkung ist für die meta­ morphen und die meisten magmatischen Gesteine berechtigt, die quick ausschließ­ lich aus festen Mineralien bestehen, so daß die geringen Mengen eingeschlossener beweglicher Phasen - wenn guy von einigen Ausnahmen wie blasenreichen Laven absieht - weder für ihren Stoffbestand noch für ihre innere Struktur von wesentlicher Bedeutung sind. Ganz anders verhält es sich aber mit den Sediment­ gesteinen. Sie entstehen in der Mehrzahl so, daß sich einzelne feste Mineralteilchen aneinanderlagern, used to be niemals lückenlos erfolgen kann und daher zu Strukturen mit oft sehr erheblichem Porenraum führt. Auch alle Sedimente, die durch Kristallisation und Ausfällung entstehen, bilden Anlagerungsgefüge, die nicht notwendig porenfrei sind, zumal diese Vorgänge bei geringem Druck an der Erdo herfläche stattfinden. Die Sedimente bestehen daher im Augenblick ihrer Bildung zu einem wesent­ lichen Teil aus Porenraum, der zunächst mit dem Medium ihres Bildungsortes - Wasser oder Luft- angefüllt ist. Bei den Tonen als den porösesten Sedimenten kann der Porenraum eighty und mehr Prozent des Gesamtvolumens betragen, doch besteht auch bei den weniger porösen Sanden immer noch etwa forty% des Sediment­ volumens aus Hohlräumen. Der Volumanteil des Porenraums, seine Geometrie im einzelnen und die Zusammensetzung der Flüssigkeiten und Gase in ihm sind daher für die meisten Fragen der Sedimentpetrographie von großer Bedeutung.

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Es haben nämlich, wie von STORER im einzelnen belegt wird, die kalkreichen Sedimente durchweg höhere Dichten. Auch ist ein Einfluß der Zeit zu bemerken, indem, wie STORER zeigt, die miocänen Sedimente bei gleicher Tiefenlage im Durchschnitt eine höhere Gesteinsdichte haben als die pliocänen. Die lineare Beziehung zwischen dem relativen Porenraum und dem Logarithmus der Tiefe, wie sie sich empiFisch aus den Beobachtungen in Venezuela, Nordwestdeutschland und im Pobecken ergibt, läßt sich durch die folgende Gleichung darstellen: (27) E = E~ - b' lg t .

Die durch den einseitigen Druck verursachte Reaktion verläuft bei den Carbonaten offenbar sehr viel schneller als beim Quarz. Aus verschiedenen Gebieten sind seit langer Zeit junge Konglomerate mit "eingedrückten" Kalkund Dolomitgeröllen ("pitted pebbles", "microstylolites") bekannt, die nur durch Drucklösung entstanden sein können. Derartige Erscheinungen, die von undifferenzierter Anlösung und glattflächigen Kontakten zu suturierten Korngrenzen und bis zu richtigen Stylolithenführen, hat z. B.

Von anderen Mineralien, die gelegentlich als Porenfüllung von Sandsteinen vorkommen, sind noch Anhydrit, Baryt und in geringerem Umfang Pyrit zu nennen. Anhydrit und Baryt werden in der Regel wohl autochthonen Ursprungs sein. In den bisher untersuchten Sandsteinen wiegen Quarz und Carbonate als Zementsubstanz bei weitem vor. Nach einer Zusammenstellung von 277 Sandsteinen aus einem weiten stratigraphischen und geographischen Bereich durch TALLMANN (1949) geltenfürdie Verbreitung carbonatischerundkieseliger BindemittelfolgendeZahlen: Alter Trias-Gegenwart Devon-Perm Cambrium-Silur % Si02 -Zement 52 75 84 I % Carbonatzement 48 25 16 32 Die Porosität Danach scheint in jüngeren Sandsteinen Carbonatzement, in den älteren Quarzzement zu überwiegen.

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