Diagenese in Evaporiten

Zusammenfassung Die vonWinkler 1967 für silikatische Gesteine vorgeschlagene Grenzziehung zwischen Diagenese und Metamorphose im Temperaturbereich zwischen 200 und 300 C sollte zur Vereinheitlichung auch auf evaporitische Sedimente Anwendung finden; d. h. alle Vorgänge, die unterhalb ca. 200 C zur Veränderung des Mineralbestandes und des Gefüges in Evaporiten führen, werden zur Diagenese gerechnet. Schon G.Müller 1970 hat mit Recht diese Definition auf Salzablagerungen angewandt und insbesondere Thermo- und Lösungsdiagenese unterschieden.Die Diagenese ozeanischer Salzablagerungen beginnt unmittelbar nach der primären Abscheidung, weil schon dann metastabile Kristallisate in stabile übergehen. Die Kristallisation 1. Art im Sinne vonNiggli beinhaltet bereits Diagenese, während die Kristallisation 2. Art nachNiggli die rein primäre Abscheidung darstellt. Die erste Verfestigung einer großen ozeanischen Salzablagerung geschieht nach der Abdichtung gegen die überstehende Mutterlauge und beim Verschwinden des Porenraumes im Sediment, aber weitab vom Einzugsbereich des Festlandes. Es werden Hinweise dafür gegeben, daß diese Vorgänge sich in wenigen Jahrzehnten abspielen können, doch muß diese Abschätzung allgemein auf große ozeanische Salzablagerungen beschränkt bleiben. Kleinere Salzablagerungen, etwa in Binnenseen, mögen zwar von einer ca. bis einige Meter mächtigen Salzkruste überdeckt sein, aber unterhalb derselben verbleibt oft über sehr lange Zeiten ein Salzschlamm mit viel Salzlösung, deren Verdunstungsverluste durch seitliche Grundwasserzuflüsse wieder ergänzt werden (Beispiel Searles-See). Die wesentlichen diagenetischen Vorgänge in Evaporiten werden angegeben (Gips/Anhydrit; Gips/Polyhalit; Mg SO₄ · 5/4 H₂O/Kieserit; theoretische thermodiagenetische übergänge), wobei besonders die Vorstellungen vonD'Ans 1933–1969 berücksichtigt werden.

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Winkler 1967 sets the temperature range 200–300 C as limit between diagenesis and metamorphosis in silicatic rocks, and this limit should be used for evaporitic sediments also, for standardization; i. e. all prozesses changing the mineral inventory or the structure of evaporites below ca. 200 C are diagenetic ones. G.Müller 1970 has applied, for good reasons, this definition on salt sediments, distinguishing especially thermo- and solutiondiagenetics.The diagenesis of oceanic salt deposits starts immediately after primary precipitation, because already then metastable separation of crystalls are changing into the stable one. The crystallization 1. manner, in the sense ofNiggli includes already diagenesis, whereas the crystallization 2. manner, in the sense ofNiggli, represents the mere primary separation. The first consolidation of a big oceanic salt deposition happens after making tight against the mother liquor standing over, and by disappearing of the pores in the sediment, but far off the catchment area of the continent. Indications are given, that these processes may be terminated during few decennials; but this estimation must be restricted, in general, on big oceanic salt deposits. Smaller salt deposition, f. i. in inland lakes, may be covered with a salt crust, beeing till some meters thick; but below this crust a salt mud, with much solution remains over long time. The loss of water by evaporation becomes supplied by lateral ground water flow (example Searles-Lake). The essential diagenetic processes are stated (gypsum/anhydrite; gypsum/polyhalite; Mg SO₄·5/4 H₂O/kieserite; theoretical thermo-diagenetic transitions), whereby the conceptions ofD'Ans 1933–1969 mainly are born in mind.

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Résumé La délimitation diagenèse — métamorphisme proposée parWinkler (1967) pour les roches silicatées, dans le domaine thermique entre 200 et 300, devrait Être appliquée par raison d'unification aux sédiments évaporitiques: c.—à—d. que seront rattachés à la diagenèse tous les phénomènes qui, pour des températures inférieures à environ 200 conduisent, dans le cas des évaporites, à la transformation des espèces minérales et de la texture. G.Müller (1970) a appliqué avec juste raison cette définition aux dépÔts salifères et a plus particulièrement différencié la thermodiagenèse de la diagenèse par dissolution.La diagenèse des dépÔts salifères océaniques commence directement après la précipitation primaire, puisque les cristaux passent du stade métastable au stade stable. La cristallisation première espèce deNiggli est déjà diagénétique tandis que la cristallisation deuxième espèce représente d'aprèsNiggli la précipitation propre primaire. La première consolidation d'un vaste dépÔt salifère océanique s'opère après compaction par départ de saumure résiduelle, et après disparition de la porosité dans le sédiment, mais loin de la zÔne d'influence continentale. On donne des indications montrant que ce processus peut s'effectuer dans l'espace de quelques décennies; toutefois cette estimation doit se limiter en général aux grands dépÔts salifères océaniques. Des dépÔts salifères de moindre importance, du type lac intérieur, peuvent Être recouverts d'une croûte salifère d'environ un à plusieurs mètres d'épaisseur; mais sous cette croûte subsiste, durant de très longues périodes, un limon salifère imprégné d'eau salée dont les pertes par évaporation sont compensées par des arrivées latérales d'eaux souterraines (exemple: Lac Searles). Les phénomènes diagénétiques essentiels dans les évaporites sont indiqués en tenant particulièrement compte des conceptions deD'Ans 1933–1969 (Gypse/Anhydrite; Gypse/Polyhalite; MgSO₄ 5/4 H₂O/Kiesérite; passages thermodiagénétiques théoriques).

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1967 . 200 300C ; .. , 200C , . . 1970 . . , .. . , . , , , . , . . , .: , , , , — ., Searles. — /; /; MgSO₄ · 5/4 H₂O/ -, D'Ans'a — 1933– 1969.

     

Untersuchungen zur Diagenese an Kalkkonkretionen und umgebenden Tonschiefern

Zusammenfassung Mit Hilfe der verschiedenen Untersuchungsmethoden. wurde versucht aus einem Vergleich von Kalkknollen und den sie umgebenden Tonschiefern Rückschlüsse auf die diagenetischen Vorgänge zu ziehen.Der qualitative Mineralbestand ist in den Geoden und in den Schieferproben der gleiche: Neben dem Carbonat treten hauptsächlich Quarz, Plagioklas, Kalifeldspat, Muskovit und Chlorit auf. Quarz und Plagioklas zeigen in Knolle und Schiefer neben Hinweisen auf Neubildung stark gezackte Ränder, die auf Anlösung deuten.Im quantitativen Gehalt treten Unterschiede zwischen Knolle und Schiefer auf: Abgesehen vom wesentlich höheren Calcitgehalt enthalten die Geoden mehr Quarz und Plagioklas als die Tonschiefer. Für die Schiefer wurde ein, größerer Tonmineralgehalt festgestellt. Aus der chemischen Analyse ergibt sich, daß die Schiefer mehr Titan enthalten als die Knollen.Es lassen sich folgende diagenetische Vorgänge erkennen: Quarz und Plagioklas wurden im Schiefer stärker angelöst als in der Knolle. Dieses wird bestätigt durch das unterschiedliche Maximum der Korngrößenverteilung dieser Minerale in den Geoden- und Tonschieferproben und durch die relative Anreicherung von Titan im Schiefer. Weiterhin wird Chloritneubildung am Knollenrand und im Schiefer beobachtet. Dieser besitzt eine höhere Lichtbrechung und größeren Fe-Gehalt und ist thermisch instabiler als der detritische Chlorit. Für Muskovit-Illit wird die Zunahme des Kaliumgehaltes in den Schiefern während der Diagenese festgestellt. In den Kalkknollen enthält er etwa 8% K₂O, in den Schiefern aber etwa 10%. Alle diese Veränderungen gehen in den Knollenmitten am langsamsten vor sich.

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Calcareous nodules and the surrounding shales were examined by different methods. The comparison of the results was used to draw conclusions about the diagenetic processes.The mineral components of the nodules and of the surrounding shales are qualitatively the same: besides carbonates mainly quartz, plagioclase, potassium-feldspar, muscovite and chlorite. As well in the nodules as in the shales, quartz and plagioclase show new formations together with signs of partial solution (indented grain boundaries).Differences are found in the quantitative composition of the nodules and of the corresponding shales: besides a much higher amount of calcite, the nodules contain more quartz and plagioclase than the shales. The shales contain more clay minerals. The chemical analysis shows that the shales contain more titanium than the insoluble residue of the nodules.The following diagenetic processes are observed: the partial solution of quartz and plagioclase is more pronounced in the shales than in the nodules. This observation is confirmed by the difference between the maxima of the grain size distribution curve of these minerals in the nodules and in the shales. It is, furthermore, confirmed by the relative enrichment of titanium in the shales. Besides, new formations of chlorite are found in the outer zones of the nodules and in the shales. These formations have a higher index of refraction and a higher Fe-content than the detrital chlorite. Their thermic stability is, however, lower. An increase of potassium in muscovite-illite in the course of the diagenesis is observed (in the nodules, muscovite-illite contains about 8% K₂O, in the shales about 10% K₂O). All these transformations occur more slowly in the middle of the nodules than near their surface.

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Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. C.W. Correns danke ich herzlich für die Förderung in meinem Studium, für die Stellung des Themas und für allen Rat, den er mit bei der Ausführung dieser Arbeit zuteil werden ließ.Herrn Prof. Dr. K. H. Wedepohl und Frau Dr. P. Schneiderhöhn danke ich für sehr anregende Diskussionen.Ferner sei allen Angehörigen des Geologischen Instituts der Universität Göttingen gedankt, die mir bei der Probenbeschaffung behilflich waren.Ebenso danke ich allen Angehörigen des Mineralogischen. Instituts, die zum Gelingen der Arbeit beitrugen.     

Geochemische Aspekte der Diagenese von marinen Ton- und Karbonatsedinienten

Zusammenfassung Der Verlauf von diagenetischen Stoffwandlungen im Sediment hängt weitgehend von dessen Zusammensetzung, von der Porenlösung sowie der überdeckung ab. Am Beispiel der Elemente K, Mg, Ca, S, Mn und Ni wird der Stoffaustausch mit dem überlagernden Meerwasser diskutiert. Die hierzu verwendeten Daten stammen vornehmlich aus Porenwasseranalysen von DSDP-Kernen und anderen Proben junger Sedimente. Um den Stoffumsatz durch Diffusion in der Nähe der Meerwasser-Sediment-Grenze abzuschätzen, benötigt man Messungen von Konzentrationsgradienten wichtiger Ionen im Porenwasser. In großen Bereichen der rezenten Ozeane findet eine Diffusion von K, Mg und S vom Meerwasser in das Sediment und umgekehrt von Ca, Mn, Ni (und N, C) in das Meerwasser statt. Verglichen mit den jährlichen gelösten Zufluß-Mengen von den Kontinenten sind die Mengen aus dem Umsatz von Porenlösungen bei K, Mg, Ca geringer, bei S, Ni (und N, C) etwa gleich groß und bei Mn größer als die kontinentalen Zuflüsse. Die Diffusion von Sulfat ins Sediment und von Bikarbonat- und Ammonium-Ionen vom Porenwasser ins Meerwasser ist an die bakterielle Sulfatreduktion in den obersten Sedimentschichten gebunden. Der Umsatz hängt ab von der Verfügbarkeit von organischem Kohlenstoff. Das ebenfalls aus Sedimenten mit reduzierendem Milieu ins Meerwasser transportierte Mn und Ni wird in Mangan-Eisen-Konkretionen und auf Mineraloberflächen fixiert. Die Diffusion benötigt zur Ausbreitung im Porenraum viel kürzere Zeiten als die Ablagerung der Sedimente. Kompaktionsströme sind für Bilanzen der oberen Sedimentschichten quantitativ unbedeutend.Im Gegensatz zu Tongesteinen enthalten Karbonatgesteine prätertiären Alters überwiegend diagenetische Minerale. Das läßt sich durch das Vorherrschen von Mg-armem Calzit in verfestigten und von Aragonit und Mg-reichem Calzit in unverfestigten Flachsee-Karbonatsedimenten zeigen. Ein eindeutiger Hinweis auf die diagenetische Bildung dieser Gesteine ist die für primär marine CaCO₃-Phasen viel zu niedrige Strontiumkonzentration und der mit dem geologischen Alter zunehmende Gehalt an dem leichten Sauerstoffisotop¹⁶O in häufigen Kalken.

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The process of diagenetic alteration of sediments mainly depends on their mineral composition, on the nature of pore solutions and on the depth of burial. Exchange between sea water and interstitial solutions has been evaluated for the elements K, Mg, Ca, S, Mn and Ni. Data for this discussion have been taken from analyses of pore waters extracted from DSDP core materials and from other young sediments. Concentration gradients within sediment profiles were determined for estimates of the exchange rate between sea water and interstitial solutions. In large regions of the present oceans there is a diffusion transport of K, Mg and S into sediments and of Ca, Mn, Ni, (C and N) from interstitial solutions into sea water. Compared with the annual flux of dissolved constituents in the river discharge from the continents the rate of supply from ocean sediments into sea water is smaller in case of K, Mg and Ca, almost equal in case of S, Ni, N and C and larger in case of Mn. Diffusion of sulfate into the upper sediment layer connected with an efflux of bicarbonate and ammonium into sea water is caused by bacterial sulfate reduction. This process is controlled by the availability of organic carbon. Mn and Ni which also diffuse from the reducing environment of sediments into sea water are mainly fixed in manganese iron concretions and in mineral coatings.Diffusion in pore solutions is a relatively fast process compared with the rate of sediment accumulation. The flow from the compaction of sediments is of minor importance in material balances of the upper sediment layers.In contrast to clays and mudstones carbonates of Pre-Tertiary age are mainly composed of diagenetic minerals. This statement is proved by the predominance of low-Mg calcite in consolidated and of high-Mg calcite and aragonite in unconsolidated shallow-marine carbonates. Another indication of the diagenetic origin of the major proportion of calcite in carbonate rocks is their Sr concentration which is much too low for equilibration with sea water. The almost regular decrease of¹⁸O of marine limestones with age is explained as a product of oxygen exchange with fresh water. The probability of this process increases with age.

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Résumé La transformation diagénétique des sédiments est largement influencée par leur composition minéralogique, par la composition des solutions interstitielles et par l'épaisseur du recouvrement. L'auteur disente l'échange de K, Mg, Ca, S, Mn et de Ni entre l'eau de mer et les solutions interstitielles. La majorité des données utilisées ici a éte obtenue par l'analyse des solutions interstitielles des carottes du DSDP et d'autres sédiments de date récente. Pour estimer l'échange par diffusion près de la limite sédiment — eau de mer on doit connaÎtre les gradients des concentrations des ions importants dans l'eau interstitielle. Dans de vastes régions des océans récents le K, Mg et le S diffusent de l'eau de mer dans le sédiment; pour le Ca, Mn, Ni (et le N, C) la diffusion se produit en sens contraire. Comparées à l'apport annuel d'éléments dissous dans les rivières, les quantités échangées par diffusion avec les sédiments océaniques sont plus petites pour K, Mg et Ca, à peu près égales pour S, Ni, (et N, C) et plus grandes pour Mn. La diffusion du sulfate dans le sédiment et des ions dé bicarbonate et d'ammonium de l'eau interstitielle dans l'eau de mer est produite par la réduction bactérielle du sulfate dans les couches supérieures des sédiments. L'échange est conditionné par la disponibilité du carbone organique. Le Mn et le Ni provenant aussi des sédiments à milieu réducteur et transférés dans l'eau de mer sont fixés spécialement dans des concrétions de Mn-Fe et sur la surface des minéraux. La diffusion dans les solutions interstitielles est un processus relativement rapide en comparaison de l'accumulation des sédiments. L'écoulement produit par la compaction des sédiments est d'importance mineure pour la balance quantitative des couches supérieures.Contrairement aux argiles, les roches carbonatées d'âge pré-tertiaire sont constituées en majeure partie de minéraux diagénétiques. Ceci est prouvé par la prédominance de la calcite pauvre en Mg dans les roches carbonatées consolidées d'eau peu profonde vis-à-vis de la prédominance de l'aragonite et de la calcite riche en Mg dans les sédiments non-consolidés. Trets significantive pour la formation diagénétique de ces roches est la concentration en Sr trop petite pour des phases de CaCo₃ d'origine marine primaire de mÊme que l'augmentation de la teneur en¹⁶O avec l'âge géologique dans les calcaires courants.

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, , , . , , , , . , DSDP — . -, . , , , , , . , , ; , - ; . . . , , - , . , . . - , . . . , . ¹⁶0, .

     

DasT-P-Feld der Diagenese und niedrigtemperierten Metamorphose aufgrund von Mineralreaktionen

It is attempted to determineT, P values for the lowgrade metamorphic facies. From geologic-petrographic observations and from experiments mineralreactions are outlined which characterize the zeolitic-, the glaucophane- and the greenschistfacies, respectively. Only such reactions are considered which are univariant if P_f=P_s; thus aP-T grid can be arrived at. Experimental data on the equilibria of the relevant reactions is taken from the literature and from own experiments. Experimental results are always checked against known field-observations. Contrary to current opinium, we arrive at rather higher temperatures for the beginning of the lowgrade metamorphic facies: Diagenesis. From sedimentation up to slightly below 300° C. Zeolitic facies. From slightly below 300° C up to about 400° C. Greenschistfacies. From about 400° C up to about 550° C. Glaucophaneschistfacies. Under pressures of at least 6–7 kb this facies begins somewhat above 300° C, probably at about 330° C, grading into high-pressure greenschistfacies.     

Die Sandsteine in der Molasse nördlich der Alpen

Three main sandstone species have been found in the Molasse N of the Alps (fig. 3):

1. 1.
   In Rupelian and Chattian time: Quartzose calcite-dolomite arenites (source rocks: Flysch; limestones and dolomites).     
   
   

Verhalten von Radiolarienschalen aus dem Zentralpazifik bei der Diagenese

Zusammenfassung Aus dem Manganknollen-reichen zentralpazifischen Radiolarienschlamm wurden 114 Sedimentproben in einzelne Fraktionen getrennt, und die Fraktionen einzeln chemisch analysiert.Die Fraktion <63 m ist aus autochthonen und terrigenen Anteilen zusammengesetzt, wobei der autochthone Anteil angereichert und der terrigene verarmt ist im Vergleich zu den durchschnittlichen Tiefseetonen. Im autochthonen Anteil sind die Elemente angereichert, die für das Wachstum von Manganknollen wichtig sind.Der nichtmagnetische Anteil aus der Fraktion >63 m besteht überwiegend aus Radiolarienschalen. Daneben ist (organogener) Apatit angereichert, und eine Phase, die wir für ein neugebildetes Tonmineral halten.Einige Komponenten ändern ihren Gehalt mit der Teufe, was auf eine diagenetische Mobilisierung schließen läßt. Es wurde errechnet, daß das Angebot an Manganknollenbildenden Metallen aus der diagenetischen Mobilisierung bei weitem den Bedarf an diesen Metallen für das Manganknollen-Wachstum übersteigt.

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Chemical analyses were done on the various fractions made from 114 sediment samples collected from the radiolarian ooze in an area of the Central Pacific rich in manganese nodules.The fraction <63 n contains both terrigenous and autochtonous portions; the percentage of the autochtonaus portion is greater than in the average deep-sea clay, that of terrigenous is less. The concentration of elements important for the growth of manganese nodules is elevated in the autochtonous portion.The non-magnetic part of the fraction >63 m is composed mainly of radiolarian tests. In addition, there is en elevated organogenic apatite content and a phase that we believe to be a recently formed clay mineral.The concentration of some components varies with depth, which could be due to diagenetic mobilisation. It was calculated that the supply of diagenetically mobilized metals greatly exceeds that required for the growth of manganese nodules.

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Résumé 114 échantillons de boue à radiolaires de l'Océan Pacifique central, riche en nodules de manganèse, ont été séparés en fractions, et chacune de celles-ci ont été analysées chimiquement.La fraction <63 m se compose de particules autochtones et terrigènes avec un enrichissement de la partie autochtone et un appauvrissement de la partie terrigène par rapport à la composition moyenne des argiles de grande profondeur. La partie autochtone est enrichie en éléments qui jouent un rÔle important dans la croissance des nodules de manganèse.La partie non magnétique de la fraction >63 m est composée pour sa plus grande partie de tests de radiolaires. On observe également un enrichissement d'apatite (organogène) et une phase que nous considérons comme une argile de néoformation.La teneur en certains éléments varie avec la profondeur, ce qui indique une mobilisation diagénétique. Nous avons pu calculer que le disponible en métaux entrant dans la formation des nodules de manganèse par suite de la mobilisation diagénétique dépasse de loin la quantité nécessaire á la croissance des nodules.

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114 . <63 m , , . , . <64 . . . , . , . , , , .

     

Die Diagenese der Sedimente,ihre Beziehungen zur Sedimentbildung und Sedimentpetrographie

Ohne Zusammenfassung     

Die Diagenese der Sedimente,ihre Beziehungen zur Sedimentbildung und Sedimentpetrographie

Ohne ZusammenfassungDer Aufsatz ist der wenig erweiterte Abdruck der Probevorlesung des Verf. vor der Philosophischen Fakultät der Universität Marburg in Hessen am 25. IV. 1910.     

Das geochemische Verhalten des Strontiums bei der Genese und Diagenese von Ca-Karbonat- und Ca-Sulfat-Mineralen

Experimental partioning of Sr between solutions, aragonite, calcite, gypsum and anhydrite show that the isomorphous replacement of Ca²⁺ by Sr²⁺ can be described as a linear function. The constants of the distributions are used to calculate primary Sr-contents of the various Ca-carbonates and Ca-sulfates precipitated from seawater and to estimate the point of precipitation of celestite. Comparism of these data with actual Sr-contents in sediments and sedimentary rocks show that in most cases gypsum has to be considered as the primary precipitate. Anhydrite in general is formed by diagenetic alteration of gypsum. The average Sr-content of gypsum rocks make it very probable that the Sr-concentration of seawater has stayed virtually unchanged since the end of Mesozoic. Sr-contents of carbonate rocks show that most of the limestones have been altered diagenetically. The distribution of Sr within the various sedimentary units of the earth's crust make it very probable that this alteration occurred in a system open to pore solutions.     

Über den „Hygrophyllit“ im Rotliegenden des Saar-Nahe-Gebietes,ein Beitrag zur Diagenese pyroklastischer Gesteine

In certain areas rhyolitic tuffs of the Upper Rotliegend include a greenish, talc-like substance, called Hygrophyllit. It has been found too at the base of the Rotliegend in the Saarland. It is shown, that Hygrophyllit corresponds to decomposed pumice, related to the acid permian volcanism. X-ray, DTA and chemical investigations yielded, that Hygrophyllit consists essentially of a mixed layer mica-Ca-montmorillonite with random interstratification and previously about 33 % expandable layers. In consequence there are in the Rotliegend of the Saar-Nahe-Basin three different diagenetic developments of acid pyroclastic rocks: The formation of Kaolinite in the Lower Rotliegend, of devitrification products in the Upper Rotliegend and of an interstratified mica-montmorillouite concerning pumice. The reason for this different diagenesis is discussed.

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Für weitgehende Hilfe bei den elektronenmikroskopischen Untersuchungen schulde ich Herrn Doz. Dr. Pense Dank. Ebenso danke ich Herrn Dr. Lorenz für Diskussionen und Überlassung von jüngerem Bimsmaterial.     

Petrographie und Diagenese des Stubensandsteines (mittlerer Keuper) aus Tiefbohrungen im Raum Memmingen (Bayern)

The “Stubensandstein” (Middle Keuper) of the Memmingen region (Southern Germany) — the detrital deposit of a nearby granitic red-soil area — was investigated sedimentologically, on the basis of three cores from 2,230, 1,930 and 1,420 metres depth. Shale- and marl-layers are intercalated in beds of coarse grained, immature sandstone. The rare carbonate is predominantly early diagenetic dolomite. The most exceptional result of the diagenesis is the formation of a variously composed claymineral association in the porous sandstones: Kaolinite, sudoite, sudoite/montmorillonitemixed-layers and tosudite (a regular 1∶1 sudoite/montm.-mixed-layer). The detrital component of the clay-minerals (illite and illite/montm.-mixed-layers) is preserved more or less unchanged in the shales, marls and argillaceous sandstones. Two main diagenetic phases can be distinguished:

1. The early diagenetic formation of kaolinite out of the solution-products of feldspars in acid environment. Quartz is precipitated in microcrystalline form in the pore space, garnet is partly dissolved.
2. In the course of the Neogen deep burial stage kaolinite becomes unstable and sudoite and sudoite/montm. are newformed; the intensity of this phenomenon depends on depth of burial and rock-permeability. Calcite sporadically crystallizes out of an environment that has become alkaline; adjacent feldspar becomes more or less dissolved and is pseudomorphically replaced by calcite. Al(OH)₃ is thereby released and is fixed in montmorillonite, thus forming the sudoite of the carbonatic horizons, which never contain kaolinite.

     

Die Bedeutung der Diagenese für die Bildung und Ausbeutung von Erdöl- und Erdgaslagerstätten

Zusammenfassung Nach einem kurzen überblick über die Entwicklung der Diagenese-Forschung in Sandsteinen sind die wichtigsten Prozesse der Sandstein-Diagenese aufgezählt. Moderne Untersuchungsmethoden wie Massenspektroskopie, Elektronen-Mikrosonde, Raster-Elektronenmikroskop, Fluoreszenzmikroskopie, Kathodenlumineszenz und geochemische Analyse der Porenwässer finden kurz Erwähnung. Probleme der Diagenese sind am Beispiel von produktiven Sandsteinhorizonten aus dem Ober-Karbon, dem Unter-Perm (Ober-Rotliegend), dem Mittel-Jura (Dogger) und der Unter-Kreide in der Bundesrepublik Deutschland aufgezeigt. Rasterelektronenmikroskopische Photographien des Porenraumes der verschiedenen Sandsteine und graphische Darstellungen verdeutlichen die Unterschiede der Porenkonfiguration und ihren Einfluß auf die gesteinsphysikalischen Parameter wie Porosität, Permeabilität und Innere Oberfläche in Abhängigkeit vom Grad der Diagenese und vom geologischen Alter. Die Einflüsse der verschiedenen Diagenese-Prozesse auf Porosität, Permeabilität und Innere Oberfläche von Sandsteinen sind tabellarisch zusammengestellt. Ferner erwähnt ist ein allgemeines Modell der Sandstein-Zementation. Künftig wird man immer mehr auf diagenetische Erdöl- und Erdgas-Fallen prospektieren. So gewinnt die Diagenese zunehmend an Bedeutung für die Suche nach Erdöl- und Erdgaslagerstätten und deren Ausbeutung.

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The history of research in sandstone diagenesis is briefly reviewed and the important diagenetic processes are listed. Modern tools in the research of diagenesis are mass spectroscopy, electron microprobe, scanning electronmicroscope, fluorescence microscope, cathodoluminescence, and the geochemical analysis of brines. Main problems of sandstone diagenesis are discussed based on examples from the Pennsylvanian (Upper Carboniferous), Lower Permian (Rotliegend), Middle Jurassic (Dogger), and Lower Cretaceous (Wealden and Valanginian) of the Federal Republic of Germany. Scanning electronmicrographs and graphs demonstrate differences in pore configuration and their influence upon petrophysical parameters such as porosity, permeability, and internal surface in dépendance on the geological age. The influence of various diagenetic processes, in general, on porosity, permeability, and internal surface of sandstone are tabulated. Moreover, a general model of sandstone cementation is presented. In the future the search for diagenetic oil and gas traps will augment. Thus, diagenesis will increasingly gain importance for the exploration and recovery of oil and gas.

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Résumé L'histoire de la recherche de la diagenèse des grès est brièvement passée en revue et les processus les plus importants de la diagenèse sont énumérés.Les méthodes de recherche modernes et l'appareillage approprié comprenant la spectroscopie de masse, la microsonde électronique, la microscopie électronique à balayage, la microscopie à fluorescence, la cathodoluminescence et l'analyse chimique des eaux interstitielles des pores sont brièvement discutées.Les problèmes les plus importants de la diagenèse des grès sont énumérés en se référant à quelques exemples de la République Fédérale Allemande, notamment des horizons gréseux productifs du Carbonifère supérieur, du Permien inférieur (Rotliegend supérieur), du Jurassique moyen (Dogger) et du Crétacé inférieur.Des photographies de pores de différents grès, prises au microscope électronique à balayage, ainsi que des figures schématiques montrent les différentes configurations possibles des pores et mettent en lumière l'influence de ces configurations sur les paramètres pétrophysiques tels que la porosité, la perméabilité et la surface interne des cavités des pores dans leur dépendance vis-à-vis de la diagenèse et de l'âge géologique de la roche.L'influence des différents processus diagénétiques sur la porosité, la perméabilité et la surface interne des grès a été consignée sous forme de tableau.En outre un modèle est présenté pour expliquer la cimentation des grès en général.Il est à prévoir que l'importance de la prospection des pièges diagénétiques de pétrole et de gaz s'accroÎtra.De ce fait on peut conclure que le phénomène de la diagenèse deviendra de plus en plus important dans l'exploration et la production des hydrocarbures.

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Vortrag gehalten anläßlich der 69. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Heidelberg vom 22.–24. Februar 1979, die das Rahmen-Thema Diagenese zum Inhalt hatte.     

Zur Barium-Strontium-Mineralisation

The baryte occurrences along N to NW striking faults in Carboniferous and Devonian strata of the Ruhr area and the Rheinisches Schiefergebirge (Western Germany) are related to still presently active chloridic, Ba-Sr bearing Na and Na-Ca solutions. These originated from deeper seated waters which have their origin in meteoric waters circulating in the fault systems, and in fossil waters from Ba-rich Ordovician strata. Experimental results of the solubility behaviour of BaSO₄ and SrSO₄ in water and in aqueous solutions can explain the Ba and Sr content of these recent and fossil brines. A theory of Ba-Sr mineralisation is presented for the Rheinisches Schiefergebirge which is believed to find general application in other regions.     

Zur Beachtung

Ohne Zusammenfassung     

Zur Alpensynthese

Ohne Zusammenfassung     

Zur Alpensynthese

Ohne Zusammenfassung     

Zur Spilitbildung

Zusammenfassung Spilite sind Gesteine, die bei ihrer primären Platznahme starke Veränderungen erfahren haben. Eine wesentliche Rolle spielt dabei wahrscheinlich das Meerwasser. Die Metamorphose ist ein späterer Vorgang. Sie kann aus Spiliten wie normalen basischen Gesteinen die gleichen Produkte erzeugen.Je ein Beispiel grüner Gesteine aus den Kaledoniden und den Kareliden werden in ihrem petrographischen Aufbau kurz beschrieben. Auf Grund der allgemeinen geologischen Verhältnisse ist es wahrscheinlich, daß es sich um metamorphisierte Spilite handelt. Petrographisch kann dies jedoch nicht mit Sicherheit nachgewiesen werden.     

Zur experimentellen Tektonik

Ohne ZusammenfassungI. Cbl. f. Min. usw., Abt. B, 1928, 609; II. Natur und Museum, 1929, 225; III. Natur und Museum, 1930, 258; IV. Die Naturwissenschaften, 1930, 741.     

Zur Geomorphogenie Anatoliens

Ohne Zusammenfassung