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Diagenese
M.Geo.137 Beckenanalyse 2: Diagenese und thermische Entwicklung
Sebastian Schönau, Simon Rudolph, Sergej Stürmer, Thanh Phu Felix Nguyen, Paul Heckmann, Axel Lüders, Sebastian Schultz
06.05.2015
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Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
• Definition: Diagenese• Unterteilung der Diagenese in:
• Eogenese (frühe Diagenese)• Mesogenese (Versenkungsdiagenese)• Telogenese (Hebungsbezogene Diagenese)
• Differenzierung:• Sandstein‐Tonstein Diagenese
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Was versteht man unter dem Prozess der Diagenese?−chemische, physikalische oder biologische Umwandlung
organischer oder mineralischer Stoffe
wesentliche treibende Mechanismen für diagenetische Reaktionen sind die Änderung :
•der umgebenden Porenfluidchemie•der Temperatur•des Druckes
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
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McKinley et al. (2001)
Unterscheidung der Diagenese und Metamorphose durch:•Temperaturbereich von 180‐250°C•Vielfalt an Mineralen (Mineralphasen)
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
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Detritisches Material
Porenwasser
Physikalische, biologische, chemische
Eigenschaften des Ablagerungsraums
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
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Unterteilungen
Subaerisch, arid, heiß (tropisch bis subtropisch)
Subaerisch, humid, warm (subtropische
bis gemäßigt)Marin
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
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Subaerisch, humid, warm (subtropische bis gemäßigt)Hohe Niederschlagsraten Intensive chem. Verwitterung Reduzierendes org. Material erfährt bakteriell gesteuerten Zerfall
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
[Burley and Worde
n, 2003]
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Subaerisch, arid, heiß (tropisch bis subtropisch)
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
[Burley and Worde
n, 2003]
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Mariner AblagerungsraumLeicht alkalin Meerwasser pH 8,3 Interaktion zwischen reduzierender organischen Material Na+ und Cl‐ Salinität von ø 35‰ und oxidierenden anorganischen Lösungen
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
[Burley and Worde
n, 2003]
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Mesogenese
Mechanische Kompaktion
Chemische Kompaktion
Ohne Einfluss von meteorischem Wasser
Bildung authigener Minerale bei neuen P und T Verhältnissen
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
[Burley and Worden, 2003]
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KompaktionÜbersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
[Burley and Worden, 2003]
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Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
Kompaktionsgefüge
[Burley and Worden, 2003]
Punktkontakte
frei bewegliche Minerale
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Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
Kompaktionsgefüge
[Burley and Worden, 2003]
Rotation der KörnerLängskontakt
Sprödbrüche
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Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
Kompaktionsgefüge
[Burley and Worden, 2003]
Drucklösung
Glimmerbrüche
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Gefüge im DünnschliffMechanische Kompaktion
[Burley and Worden, 2003]
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
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Gefüge im DünnschliffMechanische Kompaktion
[Burley and Worden, 2003]
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
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Gefüge im DünnschliffChemische Kompaktion
[Burley and Worden, 2003]
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
Irreguläre Verzahnungen
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Reaktionsenergie
• Umwandlung von Mineralen
• Chemische Vorgänge benötigen Aktivierungsenergie
• Auch instabil‐>stabil Umwandlungen
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
[Meunier, 2003]
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Hydrostatischer Druck• Porendruck ist unabhängig vom Gesteinsdruck
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
[Meunier, 2003] [Meunier, 2003]
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Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
[Larsen & Chilingar, 1983]
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MineralneubildungÜbersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
[Larsen & Chilingar, 1983][Gunnar & Chilingar, 1979]
Mineralwachstum auf Körnern im Porenzwischenraum
Gips – Anhydrit Kreislauf
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Telogenese
Chemische Veränderungen durch Kontakt mit meteorischem WasserVerwitterungsreaktionen
Mineralumwandlung und ‐neubildung (Alteration) durch:‐ Oxidation‐ Hydrolyse
• Auflösung von instabilen Mineralen
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
[Burley and Worden, 2003]
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Differenzierung Sandstein‐Tonstein Diagenese
‐Porosität nimmt mit Zunahme der Dichte ab‐> Unterschied zwischen Sand und Ton gering
‐Ausgangsporosität beim Ton höher‐Endporosität niedriger
Wasseranteil Tonstein‐Schiefer: 20 gew.%Sandstein : 30 gew.%C=Clay S=Sand[Meunier, 2003]
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
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Wirtschaftliches Interesse
• Mehr Organik
• Vorhandensein von Öl, Erdgas und Kohle
[Meunier, 2003]
Übersicht Einführung Eogenese Mesogenese Telogenese Differenzierung
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Quellen
• Clays, A.Meunier [2003] – Springer Berlin Heidelberg New York 2005• Sandstone Diagenesis: Recent and Ancient, S. Burley and R. Worden, Editors [2003]– Blackwell Publishing
• Diagenesis in Sediments and Sedimentary Rocks 2, G.Larsen and G.Chilingar [1983]