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gelöste Substanz (Gew.%)
Gesamtwasser im Sediment (%)
0
10
20
30
40
0
20
40
60
80
0
0
Porenwasser
Verlust von
Porenwasser
1
1
Wasser in
Zwischen-
s
chichten
stabile Zone,
kaum Wasserverlust
2
2
Verlust des Wassers
in Zwischenschichten
von Tonmineralen
3
3
4
weiterer Wasserverlust
durch tiefe Versenkung
3.166
Fluidzusammensetzung in diagenetischen
Sedimenten. Rote Linien zeigen die Zusammen-
setzungsvariation von Porenwässern in verschie-
denen Sedimentbecken der USA nach Dickey
(1969), während die grauen Punkte Wässer aus
dem Zechstein und der Unterkreide Deutschlands
darstellen (nach von Engelhardt, 1960).
5
3.167
Wie liegt das Wasser in Tonen vor? Wäh-
rend an der Oberfläche das Porenwasser über-
wiegt, nimmt dies mit zunehmender Versen-
kungstiefe durch verschiedene Prozesse beson-
ders stark ab. Aus Tucker (1996).
tion definiert (Abb. 3.160), die in verschiede-
nen Mineralen bei unterschiedlichen Tempera-
turen, für Calcit bei etwa 200 °C, bei Quarz z. B.
bei etwa 300 °C unter fluid-gesättigten Bedin-
gungen einsetzt. Wenn ein Mineral aber plas-
tisch deformiert werden kann, so kann es mü-
helos Poren und Kanäle verstopfen und das
Fluidnetzwerk damit unterbrechen. Ab dem
Beginn der duktilen Deformation herrscht also
sowohl für Fluid als auch für Mineralkörner
gleichermaßen lithostatischer Druck. Dies ge-
schieht allerdings typischerweise nicht mehr
im diagenetischen, sondern im metamorphen
Bereich.
Es wurde oben schon angesprochen, dass der
Wassergehalt und die Porosität von Gesteinen
bei gleichen Diagenesebedingungen sehr un-
terschiedlich sind, je nachdem, mit was für ei-
nem Gestein man es zu tun hat (z. B. Abb.
3.158). Die wasserrreichsten Sedimente sind
die Tone, doch nimmt in ihnen die Porosität im
Verhältnis zur Veränderung z. B. in Sandstei-
nen auch besonders schnell ab. Wie in Abb.
3.167 gezeigt, überwiegt in Tonen am Anfang
das Porenwasser über das in den Zwischen-
schichten von Tonmineralen gebundene Was-
ser, doch ändert sich dieses Verhältnis suk-
zessive und in verschiedenen Schritten. Mit
diesen Veränderungen gehen auch Umkristalli-
sationen oder Neubildungen von Tonmineralen
einher, sodass nach und nach Kaolinit und
Montmorillonit durch Illit und Chlorit ersetzt
werden und diese dann - wie in Kasten 3.30
beschrieben - sukzessive besser und gröber re-
kristallisieren. In Sandsteinen beobachtet man
bisweilen die
authigene
Neubildung von Alkali-
feldspäten um detritische Feldspäte oder frei in
Porenräumen sowie die Bildung eines karbona-
tischen Zements, wenn im früheren Sand kar-
bonatschalige Organismen lebten bzw. mit ihm
abgelagert wurden.
In manchen Sedimenten entstehen bei der Dia-
genese
Konkretionen
durch Auflösungs- und
punktuell bevorzugte Wiederausfällungsreakti-
onen. Dies sind häufig rundliche Gebilde von
mm- bis dm-Größe, die eine deutlich andere
Zusammensetzung als das Umgebungsgestein
haben können und die durch selektiven Entzug
eines Minerals aus der Umgebung und Anlage-
