Diagenese

Diagenese, geologischer Prozess, bei dem Sedimentite nach der Sedimentation von Lockergesteinen zu Festgesteinen umgebildet werden (Gestein). Bei der Diagenese bildet sich z. B. aus Sand ein Sandstein, Silt und Ton werden zu Silt- und Tonsteinen, Kies zu einem Konglomerat, und Kalkschlamm oder calcitische Organismenreste, Schalen oder Ähnliches werden zu Kalkstein. Dabei ändert sich das Gefüge des Gesteins und oft auch seine Mineralzusammensetzung.

Die Diagenese setzt während oder unmittelbar nach der Sedimentation ein: Die Sedimentschichten werden ständig von weiteren, jüngeren Schichten überdeckt, durch deren Gewicht der Druck ansteigt. Durch das langsame Absinken des gesamten Schichtpaketes steigt in den Schichten auch die Temperatur an (im Erdinneren nimmt die Temperatur mit der Tiefe zu – um etwa 3 °C auf 100 Meter). Da der Begriff der Diagenese alle Veränderungen von Sedimentgesteinen nach deren Ablagerung umfasst, dauert die Diagenese so lange wie das Gestein besteht, d. h., bis es wieder auftaucht und an der Erdoberfläche durch Verwitterung zerstört wird. Wird das Gestein aber weiter versenkt, geht die Diagenese durch weitere Druck- und Temperaturerhöhung bei etwa 300 bis 350 °C und in einer Tiefe von zehn bis zwölf Kilometer in die Metamorphose (siehe Metamorphit) über.

Bei der Diagenese greifen zwei Prozesse ineinander: Durch die „Kompaktion”, einem physikalischen Prozess, wird das Gestein zusammengepresst, sein Porenraum wird verkleinert und das Porenwasser teilweise ausgepresst. In grobkörnigen Sanden bzw. Sandsteinen kann die Porosität z. B. von 40 auf 20 Prozent sinken. Durch die „Zementation”, einem chemischen Prozess, der vor allem bei der Diagenese klastischer Sedimentite eine wichtige Rolle spielt, werden die zuvor unverbundenen Komponenten (Mineralkörner, Gerölle, Schalenreste etc.) verkittet. Dadurch erst wird das Gestein fest und hart (Lithifizierung). Der „Zement” kann sowohl Calcit als auch Quarz sein, die aus Lösungen auskristallisieren. Durch die Zementation verringert sich der Porenraum weiter. Daneben gibt eine Reihe weiterer diagenetischer Prozesse: Kalkige Bestandteile können aufgelöst, Tonminerale umgewandelt werden, es finden Umkristallisationen statt, Mineralien wachsen weiter, eingeschlossene organische Reste werden zu Fossilien, wobei sich Aragonit, eine instabile Calciumcarbonatmodifikation, in den stabilen Calcit umwandelt.