Tonminerale

1996

52 S.

zahlr. Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200077898

Die Bildung und Umwandlung von Tonmineralen an der Erdoberflaeche geht ueber den engen Bereich der Pedosphaere hinaus. Es ist dann gerechtfertigt, den abzuhandelnden Stoff in einen etwas erweiterten Rahmen zu stellen, wenn damit Tonmineralentwicklungen aufgezeigt werden koennen, die physikochemischen Gesetzmaessigkeiten gehorchen und so dem Erkennen von Zusammenhaengen in Boeden selbst dienen. Die Kenntnis der Tonmineralentwicklungen in den Sedimenten erleichtert die Beurteilung der Tonmineraleigenschaften in den rezenten Boeden, so dass auf eine etwas detaillierte Darstellung, speziell in marinen Bildungsraeumen, nicht verzichtet werden kann. Dennoch soll hier nicht verschwiegen werden, dass die ablaufenden Reaktionen nicht leicht ueberschaut werden koennen. Es war die Aufgabe, das Typische aus der Vielzahl der Veroeffentlichungen herauszuarbeiten, um es fuer die Boeden als Tonmineralbestaende der C-Horizonte und somit als Basis fuer die Deutung von Tonmineralumwandlungen zu nutzen. Urspruenglich stammen alle Tonminerale von den Mineralen der Erguss- und Tiefensteine ab, dennoch hilft diese Feststellung nicht weiter. In einer geologischen Zeitskala betrachtet bilden sich Tonminerale im Wechsel der Gesteine der kontinentalen Erdkruste und der Hydrosphaere, wobei allgemein Durch Verwitterung ueberwiegend Dreischicht- und Zweischichtminerale sowie deren Abkoemmlinge entstehen. Parallel dazu ist der marine Bildungsraum zu sehen, der um den der Seen zu erweitern ist. Spezielle Konstellationen fuer die Tonmineralbildung liegen vor, wenn in hydrothermalen Loesungen spezifisch Ionen zugefuehrt werden. Die Sedimentdiagenese verursacht weitere Tonmineralumwandlungen. Die Beschreibung der verschiedenen Reaktionsmoeglichkeiten dienen letztendlich dem Zweck, der Vielfalt der Tonmineralbestaende in Boeden gerecht zu werden. Nach einer kurzen Darstellung von einigen Tonmmineralstrukturen, u.a. vom Illit, Smectit, Kaolinit, wurden folgende Schwerpunkte gesetzt, aus denen z.T. allgemein gueltige Gesetzmaessigkeiten abgeleitet werden koennen. In marinen Tonmineralbildunsraeumen kann unabhaengig von der Frage, ob die urspruenglichen Schichtsilicate detritischer Herkunft (wohl die Hauptmasse) oder authigen entstanden sind, generell festgestellt werden, dass mit zunehmender Sedimenttiefe die Illitisierung der Smectite ansteigt. Pelosole aus jungen marinen Sedimenten (Tertiaer, z.T. Kreide) sind also smectitisch. Im gleichen Bodentyp aus Sedimenten aelteren Datums sind Illit-Smectit-Wechsellagerungen zu erwarten mit der Tendenz einer Zunahme der Illitkomponente. In Sedimenten, die sich in Mg-reichen Hartwasserseen bilden, ist der Corrensit als regelmaessige Wechsellagerung von Chlorit und Smectit eine wesentliche Mineralkomponente neben schnell K-freisetzenden Illiten, wenn diese in die Boeden (z.B. Pelosol und dessen Vorstufen) gelangen. Bei sehr hohen Mg- und Kieselsaeurekonzentrationen und pH-Werten > 8 bilden sich Palygorskit und Sepiolit, die sich selbst in Boeden arider Klimate bei geringfuegiger pH- Erniedrigung in Smectite umwandeln. Auf dem Boden der Kontinentalschelfe entstehen in spezifischen Silicatbildungsraeumen Glaukonite, in den groeberen Fraktionen werden sie auch Glaukonit-Glimmer genannt. In eutrophen Braunerden aus Glaukonit-Mergeln sind diese Minerale enthalten und wandeln sich z.T. in Smectit um. Mit Hilfe hochaufloesender (HRTEM) und analytischer Elektronenmikroskopie (AEM) sind Anfangsstadien der Mineralumwandlung im Gesteinsverband von verwitternder Gesteinsmatrix bestimmt worden. Dabei wurde eine Modifikation von Biotiten in Vermiculit mit protokristallinem Material festgestellt, das Eisen enthaelt. Allgemein besitzen mafische Gesteine (d.h. Minerale mit hohem Magnesium- und Eisengehalt) eine betraechtliche Schichtsilicatbildungspotenz. Es entstehen in erster Linie Smectite und Vermiculite mit tri- wie auch dioktaedrischer Struktur. Halloysite bilden sich in Gesteinszonen mit hoher Wasserleitfaehigkeit. Vermic...