Sedimentaire gesteenten worden gevormd door daaropvolgende cementatie en depositie van sedimentmateriaal in waterlichamen en aan de oppervlakte van de aarde. De processen die ervoor zorgen dat organische of minerale deeltjes zich op hun plaats nestelen, worden gezamenlijk bekend als sedimentatie. Sedimenten zijn de deeltjes die sedimentair gesteente vormen door accumulatie. Vanuit het brongebied worden sedimenten gevormd door erosie of verwering voordat ze elders worden afgezet. De sedimenten worden vervolgens getransporteerd naar de plaats van afzetting via middelen van denudatie die massabeweging, water, gletsjers, ijs of wind zijn. Een andere manier waarop sedimentatie kan plaatsvinden is wanneer de schalen van waterorganismen bezinken uit de suspensie of wanneer mineralen precipiteren uit wateroplossingen. In de wetenschap is sedimentologie een discipline die de studie van de oorsprong en eigenschappen van afzettingsgesteenten omvat; het maakt deel uit van fysieke geografie en geologie. Sedimentologie overlapt ook met andere aardwetenschappelijke disciplines, waaronder geochemie, pedologie, structurele geologie en geomorfologie.
Overzicht
Van sedimentaire gesteenten wordt aangenomen dat ze ongeveer 73% van het huidige land op het oppervlak van de aarde bedekken. Hun totale bijdrage is echter ongeveer 8% van het totale volume van de korst. Sedimentaire gesteenten omvatten slechts een dunne laag van de aardkorst, die in het algemeen bestaat uit metamorfe en stollingsgesteenten; ze worden afgezet als fineer van lagen en vormen een structuur die bekend staat als bedding. Het is belangrijk om gesteentes en sedimentair gesteente te bestuderen, omdat de informatie essentieel is voor civiele techniek. Dergelijke informatie wordt bijvoorbeeld gebruikt bij het bouwen van tunnels, wegen, kanalen en huizen tussen andere structuren. Natuurlijke hulpbronnen zoals drinkwater, kolen, ertsen of fossiele brandstoffen worden geproduceerd uit afzettingsgesteenten. De belangrijkste bron van inzicht in de geschiedenis van de aarde is de studie van de sequentie van sedimentaire gesteentelagen die de geschiedenis van het leven, paleogeografie en paleoklimatologie omvat. Naast de aarde zijn er ook waarnemingen van sedimentaire gesteenten op planeten zoals Mars.
De classificatie van sedimentaire gesteenten
Sedimentaire gesteenten kunnen worden ingedeeld volgens de processen van hoe ze zijn gevormd en kunnen worden onderverdeeld in vier verschillende groepen, waaronder chemische sedimentgesteenten, klaphemische sedimentgesteenten, andere afzettingsgesteenten en biochemische of biogene sedimentaire gesteenten. Clastische sedimentaire gesteenten worden verder onderverdeeld afhankelijk van hun dominante deeltjesgrootte en de samenstelling van andere deeltjes van rotsen die oorspronkelijk gecementeerd zijn door silicaatmineralen. Clastische sedimentaire gesteenten bestaan voornamelijk uit rotsfragmenten, mica, kwarts, kleimineralen en veldspaat. Soorten klastische afzettingsgesteenten omvatten modderribben, zandstenen, conglomeraten en breccia's. Biochemische sedimentaire gesteenten ontstaan wanneer materialen die worden opgelost in water of lucht worden gebruikt door organismen om hun weefsel te construeren. Typen biochemische sedimentgesteenten omvatten steenkool, afzettingen van hoornkiezel en de meeste soorten kalksteen. Chemische afzettingsgesteenten worden gevormd wanneer de minerale bestanddelen in oplossingen na oververzadiging anorganisch worden neergeslagen; voorbeelden zijn bariet, halite, gips en stylite. Andere sedimentaire gesteenten zijn de categorie afzettingsgesteenten die worden gevormd door ongewone processen zoals vulkanische breccia's, impactbreccias en pyroclastische stromingen, onder andere.
Eigenschappen van sedimentaire rotsen
Er zijn verschillende factoren die sedimentaire gesteenten helpen classificeren, ze omvatten fossielen, mineralogie, textuur, kleur en primaire en secundaire sedimentaire structuren. De textuur van afzettingsgesteenten bestaat uit hun oriëntatie, grootte en vorm. Ondanks dat textuur een kleinschalige eigenschap van een sedimentair gesteente is, kan het helpen bij het bepalen van andere grootschalige eigenschappen zoals permeabiliteit, dichtheid en porositeit. Fossielen worden meestal aangetroffen in afzettingsgesteenten in vergelijking met stollingsgesteenten en metamorfe gesteenten. In tegenstelling tot de andere twee soorten rotsen, worden afzettingsgesteenten gevormd bij drukken en temperaturen die de overblijfselen van fossielen niet vernietigen. Meestal worden dergelijke fossielen echter niet door het menselijk oog gezien, maar alleen onder een microscoop. In de natuur worden dode organismen vaak snel verwijderd door erosie, bacteriën, aaseters of rot. Sedimentatie draagt echter in belangrijke mate bij aan speciale omstandigheden waarin een dergelijk natuurlijk proces niet kan werken, wat resulteert in fossilisatie.
Kleur is een belangrijke eigenschap van sedimentair gesteente en wordt meestal geïdentificeerd door ijzer en de twee belangrijkste oxiden die ijzer (II) oxide en ijzer (III) oxide zijn. IJzer (II) oxide of FeO vormen bijvoorbeeld alleen onder omstandigheden die een laag zuurstofgehalte hebben, ook wel anoxisch genoemd, waardoor de steen een groenachtige of grijze kleur krijgt. Aan de andere kant ijzer (III) oxide of Fe2O3 wat meestal wordt aangetroffen in de vorm van hematiet, een mineraal dat wordt aangetroffen in een omgeving die rijker is aan ijzer, bevat meer zuurstof. Daarom zijn sedimentaire gesteenten in een dergelijke omgeving bruin of roodachtig van kleur. Minerologie verwijst naar de minerale structuren gevonden in rotsen. Een groot aantal sedimentaire gesteenten bestaat uit calciet of kwarts. In vergelijking met metamorfe en stollingsgesteenten bevatten sedimentaire gesteenten normaal gesproken lage niveaus van verschillende significante mineralen. Niettemin is de oorsprong van mineralen in sedimentaire gesteenten gecompliceerder dan in stollingsgesteenten. De mineralen in afzettingsgesteenten worden ofwel gevormd door diagenese ofwel door precipitatie tijdens sedimentatie.
Primaire sedimentaire structuren is ook een andere eigenschap die wordt gebruikt bij het identificeren van sedimentaire gesteenten. Sedimentaire structuren omvatten grootschalige kenmerken die gemakkelijker te bestuderen zijn in het veld, in tegenstelling tot texturen, ze worden gebruikt om iets aan te duiden over de sedimentaire omgeving. Sedimentaire structuren kunnen bijvoorbeeld helpen om aan te geven aan welke kant van een sedimentair gesteente zich aanvankelijk bevindt in een omgeving waar tektoniek het sedimentaire fineer heeft omgekeerd of gekanteld. Secundaire sedimentaire structuren zijn sedimentaire structuren die pas na depositie worden gevormd, deze structuren vormen zich in het sediment door biologische, chemische en fysische processen. Dergelijke processen kunnen verschillende omstandigheden na depositie aangeven en kunnen zelfs worden gebruikt als geopetalindicator.
De snelheid van sedimentatie
Sedimenten worden met verschillende snelheden afgezet, voornamelijk afhankelijk van de locatie waar ze worden aangetroffen. Zo accumuleert de depositie op een diepe oceaanbodem slechts jaarlijks enkele millimeters sediment, terwijl depositie op een kanaal in een wad kan resulteren in de accumulatie van enkele meters sedimenten per dag. Er is echter een onderscheid tussen sedimentatie die het gevolg is van catastrofale processen en normale sedimentatie. De eerste omvat alle soorten plotselinge speciale processen, waaronder overstromingen, massabewegingen of rotsverschuivingen. Dergelijke processen kunnen resulteren in de plotselinge afzetting van sedimenten in grote hoeveelheden tegelijk. Terwijl andere omgevingen met afzettingsgesteenten worden gedomineerd door voortdurende of normale sedimentatie, werden de meeste sedimentaire gesteenten gevormd als gevolg van enkele catastrofale processen.
