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.
Abstract
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.
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).
кРАткОЕ сОДЕРжАНИЕ
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Literatur
D'Ans, J.: Die Lösungsgleichgewichte der Systeme der Salze ozeanischer Salzablagerungen. Kali-Forschungs-Anstalt GmbH, Verlag für Ackerbau. Berlin 1933.
—: über die Bildung und Umbildung der Kalisalzlagerstätten. Die Naturwiss. 34, H. 10, 295–301. 2 Abb. 2 Tab. Berlin-Göttingen 1947.
D'Ans, J. &Kühn, R.: Bemerkungen zur Bildung und zu Umbildungen ozeanischer Salzlagerstätten. Kali und Steinsalz Bd.3, H. 3, 69–84. Essen 1960.
D'Ans, J.: Bemerkungen zu Problemen der Kalisalzlagerstätten. Kali und Steinsalz Bd.4, H. 11, 369–386. 3 Abb. 1 Tab. Essen 1967.
—: Der übergangspunkt Gips ↔ Anhydrit. Kali und Steinsalz Bd.5, H. 3, 109–111. Essen 1968.
—: Bemerkungen zu Problemen der Kalisalzlagerstätten II. Kali und Steinsalz Bd.5, H. 5, 152–157. 2 Abb. Essen 1969.
Autenrieth, H.: Untersuchungen im Sechs-Komponenten-System K*, Na*, Mg**, Ca**, SO4″ (Cl′), H2O mit Schlußfolgerungen für die Verarbeitung der Kalisalze. Kali und Steinsalz Bd.2, H. 6, 181–200. 22 Abb. 7 Tab. Essen 1958.
Baar, A.: Entstehung und Gesetzmäßigkeiten der Fazieswechsel im älteren Kalilager am westlichen Sü dharz unter besonderer Berücksichtigung des Kaliwerkes Bismarckshall. Kali, verwandte Salze und Erdöl Bd.38, 175–181, 189–197, 207–211; Bd.39, 3–6. 27 Abb. Halle 1944/1945.
—: über die fazielle Entwicklung der Kalilagerstätte des Staßfurtflözes. Neues Jb. Geol. Paläontol. Abb.111, H. 1, 111–135. 11 Abb. 1 Kartenbeilage. Stuttgart 1960.
—: Applied Salt-Rock Mechanics I. Elsevier Scientific Publishing Co. Amsterdam-Oxford-New York 1977.
Borchert, H.: Ozeane Salzlagerstätten. Berlin 1959.
Borchert, H. &Baier, E.: Zur Metamorphose ozeaner Gipsablagerungen. Neues Jb. Mineral. Abh.86, H. 1, 103–154. 5 Abb. 5 Taf. 2 Tab. Stuttgart 1953.
Braitsch, O.;Gunzert, G.;Wimmenauer, W. &Thiel, R.: über ein Datolithvorkommen am Basaltkontakt im Kaliwerk Buggingen (Südbaden). Beitr. Mineral. Petrogr. Bd.10, H. 1, 111–124, 3 Abb. 8 Tab. Berlin-Göttingen-Heidelberg 1964.
Busson, G. &Perthuisot, J.-P.: InterÊt de la Sebkha El Melah (Sud-Tunisien) pour l'interprétation des series é vaporitiques anciennes. Sedimentary Geol.19, 139–164. 3 Abb. Amsterdam 1977.
Curtis, R. G.;Evans, G.;Kinsman, J. J. &Shearman, D. J.: Association of dolomite and anhydrite in recent sediments of Persian Gulf. Nature197, 679–680. 1963.
Gale, H. S.: Salines in the Owens, Searles and Panamint basins, south-eastern California. U.S. Geol. Surv. Bull. 580-L, 251–323, Washington 1914.
Garrett, D. E.: The geochemistry and origin of potash deposits. III. Symposium on Salt Vol. 1, 211–222. 7 Abb. Cleveland/Ohio 1970.
Grochovskii, L. M.: O diageneze solenosnych osadkov i ego svjazi s uslovijami pitanija bassejnov solenakoplenija. Vkniga: A. L. Janšin, M. A. Žarkov (Redaktory), Problemy solenakoplenija, tom I, 102–105. Akademija nauk SSSR/Sibirskoe otdelenie, Novosibirsk 1977 (russ.).
—: O sovremennom solenakoplenii v aridnych zonach SSSR. V kniga: A. L. Janšin, M. A. Žarkov (Redaktory), Problemy solenakoplenija, tom I, 214–226. Akademija nauk SSSR/Sibirskoe otdelenie, Novosibirsk 1977 (russ.).
Hardie, L. A.: The gypsum-anhydrite equilibrium at one atmosphere pressure. The Amer. Mineralogist Vol.52, 171–200. Menasha/Wis. 1967.
Heling, D.: Contactmetamorphic zeolithes and smectite in Oligocene bituminous shale from the Southern Rhinegraben. N. Jb. Miner. Abh.133, H. 1, 33–44. 3 Abb. Stuttgart 1978.
Herrmann, A. G.;Siebrasse, G. &Könnecke, K.: Computerprogramme zur Berechnung von Mineral- und Gesteinsumbildungen bei der Entwicklung von Lösungen auf Kali- und Steinsalzlagerstätten (Lösungsmetamorphose). Kali und Steinsalz Bd. 7, H. 7, 288–299. 5 Abb. 4 Tab. Essen 1978.
—: Computerprogramm zur Berechnung von Thermometamorphose-Prozessen in marinen Salzlagerstätten. Kali und Steinsalz Bd. 7, H. 9, 389–394. 2 Tab. Essen 1979.
Holser, W. T.: Diagenetic polyhalite in recent salt from Baja California. Amer. Mineralogist51, 99–109, 5 Abb. 1 Tab. Menasha/Wis. 1966.
Kühn, R.: Mineralogische Fragen der in den Kalisalzlagerstätten vorkommenden Salze. Kalium-Symposium 1955, 51–105. 13 Abb. 3 Tab. Internationales Kali-Institut Bern 1956.
Lippmann, F.: Diagenese und beginnende Metamorphose bei Sedimenten. Bull. Acad. serbe Sci, et des Arts Classe Sci. naturelles et mathématiques T.56, No. 15, 49–67. 5 Abb. Beograd 1977.
Müller, G. &Füchtbauer, H.: Sediment — Petrologie Bd. II: Sedimente und Sedimentgesteine. Stuttgart 1970.
Niggli, P.: Gesteine und Minerallagerstätten Bd. II. Die exogenen Gesteine und Minerallagerstätten. (speziell S. 458–500). Basel 1952.
Ramdohr, P. &Strunz, H.: Klockmann's Lehrbuch der Mineralogie. 16. Auflage. Stuttgart 1978.
Richter-Bernburg, G.: Zur Frage der absoluten Geschwindigkeit geologischer Vorgänge. Die Naturw.37, H. 1, 1–8. 4 Abb. 1 Tab. Berlin-Göttingen-Heidelberg 1950.
Smith, W. C.: Borax and Borates. Industrial Minerals and Rocks 3rd Ed. American Institute of Mining and Met. Engineers 103–118. 2 Abb. 2 Taf. New York 1960.
Usdowski, E.: Das geochemische Verhalten des Strontiums bei der Genese und Diagenese von Ca-Karbonat- und Ca-Sulfat-Mineralen. Contr. Mineral. and Petrol. Bd.38, H. 3, 177–195. 3 Abb. 12 Tab. Berlin-Heidelberg-New York 1973.
Van't Hoff, J. H.;Armstrong, E. F.;Hinrichsen, W.;Weigert, F. &Just, G.: Gips und Anhydrit. Z. physikal. Chem. Bd.45, 257–306. 1903.
Winkler, H. G. F.: Die Genese der metamorphen Gesteine. 2. Aufl. Berlin-Heidelberg-New York 1967.
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Kühn, R. Diagenese in Evaporiten. Geol Rundsch 68, 1066–1075 (1979). https://doi.org/10.1007/BF02274688
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF02274688