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Salzstock Ein ist die bekannteste Form einer geologischen Salzstruktur Salzstrukturen im geologischen Sinne sind alle De

Salzstock

Ein Salzstock ist die bekannteste Form einer geologischen Salzstruktur. Salzstrukturen im geologischen Sinne sind alle Deformationstrukturen, die durch den Einfluss von in geologischen Zeiträumen fließfähigen Salzgesteinen entstanden sind. Daher umfassen Salzstrukturen sowohl geologische Gebilde, die aus deformierten Salzgesteinen bestehen, wie Salzstöcke und Salzkissen, als auch umgebende gleichzeitig entstandene Strukturen, die aus anderen Sedimentgesteinen bestehen, wie Randsenken. Salzstrukturen treten ausschließlich in der oberen Erdkruste auf (in Tiefen von bis 15 km) und können bis an die Erdoberfläche reichen. Die allgemeinen Theorien zur Entstehung der Salzstrukturen sind im Artikel Salztektonik zusammengefasst.

Das für die Entstehung von Salzstrukturen notwendige Salzgestein ist ein chemisches Sediment aus der Gruppe der Eindampfungsgesteine (Evaporite). Es besteht überwiegend aus dem Mineral Halit. Die sedimentäre Entstehung von Evaporiten wurde bereits 1877 von Carl Ochsenius mit der Barren- oder Schwellentheorie formuliert.

Arten von Salzstrukturen Bearbeiten

Salzstöcke Bearbeiten

Die auffälligsten Salzstrukturen sind Salzstöcke (auch Salzdiapire genannt, engl. salt diapir) und Salzmauern (engl. salt walls oder auch diapiric walls). Salzdiapire sind säulenförmige, pilzartige oder umgekehrt tropfenförmige Gebilde, die bis zu 10 km Höhe erreichen können und von jüngeren Sedimentgesteinen umgeben sind. Salzmauern sind ebenfalls hohe, jedoch lateral ausgedehnte Salzstrukturen, die meist einem Versatz an der Basis der Salzschicht folgen.

Der unten abgebildete Längsschnitt durch das Nordwestdeutsche Becken zeigt einige Salzstöcke, deren Wurzelzone im Zechstein und teilweise auch im Oberrotliegend liegt (die Kombination von Zechstein- und Oberrotliegend-Salz in einem Salzstock, die so nur aus dem nördlichen Norddeutschland bekannt ist, wird auch „Doppelsalinar“ genannt.)

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Geologisches Profil durch das Nordwestdeutsche Becken mit Salzstöcken (Zechstein-Salinar, Oberrotliegend-Salinar)

Salzkissen Bearbeiten

Salzkissen (engl. salt pillows) sind Aufwölbungen der Salzschicht, deren Deckschichten noch relativ intakt sind, d. h. keine nennenswerten tektonischen Störungen aufweisen. Die Bezeichnung Salzantiklinale steht für langgestreckte Salzaufwölbungen mit intaktem Deckgebirge.

Randsenken Bearbeiten

Durch die Verdrängung bzw. Abwanderung des Salzgesteins in eine Salzstruktur werden benachbarte Bereiche des Deckgebirges abgesenkt, was sich an der Oberfläche durch lokale Beckenstrukturen ausdrückt. Solche Strukturen werden als periphere Randsenken (engl. peripheral sinks), Randsynklinalen (engl. rim synclines) oder Minibecken (engl. minibasins) bezeichnet. In diesen Strukturen werden jüngere Sedimente akkumuliert. Man unterscheidet zwischen primären Randsenken, die sich neben Salzkissen bilden und in denen die Mächtigkeit der Beckenfüllung auch zur Salzstruktur hin abnimmt und sekundären Randsenken, die sich neben Diapiren befinden und in denen die Mächtigkeit der Beckenfüllung zur Salzstruktur stetig zunimmt. Umgekehrt, nimmt der Betrag der Absenkung in sekundären Randsenken mit zunehmender Entfernung vom Salzstock kontinuierlich ab. Deshalb kann im Deckgebirge zwischen zwei benachbarten Salzstöcken eine Antiform entstehen, die als Schildkrötenstruktur (engl. turtle back structure) bezeichnet wird, weil sie in seismischen Profilen dem Umriss eines Schildkrötenpanzers ähnelt. Dabei ist auf halber Strecke zwischen den Diapiren die ursprüngliche Salzschicht am mächtigsten, in Richtung der Diapire dünnt sie zunehmend aus.

Salzdecken Bearbeiten

Salzdecken (engl. salt canopy) sind eine fortgeschrittene Form des Salzdiapirismus. Sie entstehen, wenn nach Durchbruch des Diapirs weiter Salz durch das Deckgebirge gepresst (extrudiert) wird und an der Oberfläche ausfließt. Dabei bildet sich schließlich eine allochthone Salzschicht, die meist keine Verbindung mehr zum primären (autochthonen) Salzlager hat und das ursprüngliche Deckgebirge großflächig überlagert. Ein Typusgebiet für derartige Salzstrukturen ist der tiefe Teil des nördlichen Schelfs des Golfs von Mexiko. Während dort die Salzdecken von post-extrusiven Schichten überlagert werden und zudem tief unter dem Meer liegen, findet sich im Zagrosgebirge im heutigen Iran extrudiertes Salz direkt an der Erdoberfläche. Dieses Phänomen, das nur aufgrund des extrem trockenen Klimas dort auftreten kann, wird als Salzgletscher, oder nach der Farsi-Vokabel für Salz auch als Namakier bezeichnet.

Entstehung von Salzstöcken im Norddeutschen Becken Bearbeiten

Das Nordwestdeutsche Becken ist Teil eines größeren zentraleuropäischen Beckensystems und weltweit eines der Typusgebiete für Salzstrukturen, insbesonderen Salzstöcke und Salzmauern. Die Entstehung der Salzstrukturen in diesem Becken lässt sich wie folgt beschreiben:

  • Vor ca. 260 Millionen Jahren (im oberen Perm, im deutschen Sprachraum auch Zechstein genannt) befand sich Mitteleuropa in der ariden Klimazone. In Teilen des heutigen nördlichen Mitteleuropas und des heutigen Nordseeraumes senkte sich die Erdkruste ab und bildete ein großflächiges, intrakontinentales Sedimentbecken, dessen Oberfläche unter Meeresspiegelniveau absank. Ein Grabenbruch zwischen dem heutigen Norwegen und dem heutigen Grönland, das damals noch direkt mit Europa verbunden war, bildete eine Verbindung mit dem Ozean im Norden, sodass das Becken sich mit Meerwasser füllte. Dieses Flachmeer wird entsprechend den Ablagerungen, die es hinterließ, als Zechsteinmeer bezeichnet, das Becken, in dem es sich ausbreitete, als Zechsteinbecken (die „Zechsteinzeit“ ist ebenfalls nach diesen Ablagerungen benannt).
  • Eine hin und wieder auftretende Unterbrechung des Wasseraustausches mit dem Weltmeer und das trockenheiße Klima führten zur mehrfachen, mehr oder weniger vollständigen Verdunstung des Wassers. Der dadurch hervorgerufene Anstieg der Konzentration im Meerwasser gelöster Salze führte zur Ausfällung und Ablagerung von Karbonaten (Kalkgesteine) und vor allem von Sulfaten (vorwiegend Gips) und Chloriden (vorwiegend Steinsalz), sogenannten Evaporiten.
  • Nach weniger als 10 Millionen Jahren war dieses Wechselspiel aus Verdunstung des Meerwassers und Wiederauffüllung des Beckens beendet und die durch weitere Absenkung (Subsidenz) der Erdkruste mittlerweile 500 bis zu 3000 Meter Mächtigkeit aufweisenden Salzschichten wurden von Ablagerungen der geologischen Zeitalter der Trias, des Jura, der Kreide und des Känozoikums überlagert.
  • In einigen Bereichen des Zechsteinbeckens kam es bereits während der Frühen Trias zu Dehnungsbewegungen der Erdkruste, die auf die Fernwirkung plattentektonischer Vorgänge zurückgingen. Dies initiierte den Aufstieg des Salzes (Salztektonik), welches unter der Druckeinwirkung des immer mächtiger werdenden Deckgebirges visko-elastisch reagiert – vergleichbar mit Eis- und Gletscherbewegungen – und zudem eine geringere Dichte als die überlagernden und umgebenden Sedimentgesteine besitzt. Das Salz drang bevorzugt an oder in diesen „Schwächezonen“ nach oben. Dabei wurden die Deckschichten nach oben gewölbt oder zur Seite gedrückt. In der Umgebung der Salzstöcke wanderte das Salz hingegen ab und an der Erdoberfläche darüber bildeten sich periphere Randsenken.
  • Während der späten Trias und dem Jura setzte sich die Dehnung der Erdkruste fort, was in weiteren Teilen des Zechsteinbeckens die Bildung von Salzstöcken auslöste. Bereits aktive Salzstöcke setzten ihren Aufstieg fort.
  • Konvergente Krustenbewegung führte während der Oberkreide vor allem am Südrand des ehemaligen Zechsteinbeckens zur horizontalen Einengung der Salzstöcke.

Wechselwirkungen mit der Geländeoberfläche Bearbeiten

Der Buntsandsteinfelsen von Helgoland wurde von einem Salzstock aus dem Untergrund der Nordsee an die Meeresoberfläche gedrückt

Die Anwesenheit eines Salzstockes im Untergrund fällt vor allem dann auf, wenn er erosionsbeständige Gesteine nach oben gedrückt hat, sodass an der Erdoberfläche ein Bergrücken entsteht. Solche Höhenzüge finden sich in Deutschland vor allem im nördlichen Harzvorland, z. B. der Elm oder die Asse (siehe auch → Breitsattel, → Schmalsattel).

In regenreichem Klima bildet das leicht lösliche Salz (in erster Linie Halit) im Dachbereich eines dicht an die Geländeoberfläche heranreichenden oder sogar ohne jede Überdeckung anstehenden Salzstocks infolge von Subrosion eine horizontale Fläche, den sogenannten Salzspiegel aus. Dieser wird dann von einem Residualgestein überlagert, in der Regel Dolomit, Gips oder eine Mischung aus beidem (sogenannter Gipshut). In sehr trockenen Klimaten wird das zur Erdoberfläche aufgedrungene Salz hingegen nicht ausgewaschen und kann ausfließen und mehrere hundert Meter hohe Berge oder Salzgletscher bilden.

Verbreitung Bearbeiten

Salzstöcke sind ein weltweit verbreitetes Phänomen, das auftritt, sobald die Mächtigkeit der Salzschicht ausreichend groß ist, um Salzbewegungen zu ermöglichen. In Mitteleuropa sind sie vor allem im Bereich des ehemaligen Zechsteinbeckens zu finden, welches sich von Südengland bis Mittelpolen und von der Zentralen Nordsee bis nach Mitteldeutschland erstreckte.

Satellitenaufnahme mit Ausbissen von Salzdomen und davon ausgehenden Salzgletschern (dunkel) im iranischen Zāgros-Gebirge
Residualgips eines an die Erdoberfläche durchgebrochenen Salzstocks (das helle Material in der linken Bildmitte) in einem Küstenaufschluss auf Cape Breton Island, Nova Scotia, Kanada.

Beispiele für Salzstöcke oder darin befindliche Salzbergwerke sind:

Erkundung von Salzstrukturen Bearbeiten

Salzstrukturen befinden sich im oberen Teil der Erdkruste, stoßen aber nur selten bis zur Erdoberfläche durch, da die Salzminerale durch Zutritt von Grundwasser gelöst werden. Die Erkundung von Salzstrukturen erfolgt daher indirekt mit geophysikalischen Messmethoden oder direkt mit Tiefbohrungen.

Da Salzgesteine eine geringere Dichte als anderer Sedimentgesteine besitzen, ist die Erdanziehung (Schwerebeschleunigung) oberhalb von Salzstrukturen lokal niedriger als in den Nachbarbereichen. Dieser Effekt lässt sich mit gravimetrischen Messmethoden an der Oberfläche bestimmen. Mit diesen Methoden kann die räumlich Ausdehnung sowie die Höhe der Salzstruktur abgeschätzt werden. In den 1930er Jahren wurden beispielsweise ein Großteil der Salzstöcke im Untergrund der Norddeutschen Tiefebene mittels gravimetrischer Messungen durch Hans Haalck, Rudolf Meinhold, Fritz Haalck, Gerhard Richter-Bernburg kartiert.

Bei der Methode der Reflexionsseismik werden mechanische Wellen („Schall“) durch den geologischen Untergrund gesendet, welche an Schichten von Gesteinen mit unterschiedlicher Dichte reflektiert werden. Durch räumlich verteilte Aufzeichnung der reflektierten Wellen können die Geometrien und die Tiefenlagen geologischer Schichtgrenzen ermittelt werden. Bezogen auf die Erkundung von Salzstrukturen ermöglicht die Reflexionsseismik die Abbildung des Umrisses einer Salzstruktur, der Geometrien der angrenzenden Sedimentschichten und teilweise auch der Internstrukturen innerhalb einer Salzstruktur mit einer Auflösung von einigen Zehner Metern.

Präzisere Daten über die Schichtgrenzen, den Umriss der Salzstruktur sowie insbesondere über die Zusammensetzung des Salzgesteins liefern Tiefbohrungen direkt in die Salzstruktur und dessen Umgebung. Die Erkundungsbohrung im Sperenberger Gipsberg, die 1871 die Tiefe von 1271,6 m erreichte, war bis 1886 die tiefste Bohrung der Welt.

Ökonomische Bedeutung von Salzstrukturen Bearbeiten

Gewinnung von Salzmineralen Bearbeiten

Primär sind Salzstrukturen und Salzgesteinsschichten für die Gewinnung von Salzmineralen, wie z. B. Steinsalz (Halit) oder Kalisalze bedeutend. Steinsalz dient als Speisesalz oder Streugut. Kalisalze (z. B. Carnallit, Kieserit oder Sylvin) werden zur Herstellung von chemischen Grundstoffen z. B. für die Düngemittelindustrie genutzt. Da Salzminerale aufgrund ihrer hohen Löslichkeit nur in ariden Klimazonen an der Oberfläche auftreten, werden die Salzstrukturen in feuchteren Klimazonen häufig durch Salzbergwerke angefahren.

Erdöl- und Erdgasexploration Bearbeiten

Die Bildung von Salzkissen, Salzstöcken etc. verändert den Bau des Deckgebirges und erzeugt Strukturen, in denen sich fossile Kohlenwasserstoffe (Erdöl und Erdgas) sammeln können, sogenannte Erdöl- und Erdgasfallen. Da Salzgestein für Fluide nahezu impermeabel (undurchlässig) ist, können sich unterhalb von Salzgesteinsschichten oder Salzstrukturen Kohlenwasserstoffe (Erdöl, Erdgas) ansammeln. Des Weiteren sorgt Salzgestein auf Grund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit dafür, dass Wärme aus größeren Tiefen in flachere Tiefen konduktiv transportiert wird. Benachbarte Sedimente von Salzstrukturen erreichen dadurch in geringen Tiefen das Erdöl- bzw. Erdgasfenster (Temperaturbereich zwischen 60 °C und 170 °C) als Sedimente in größerer Entfernung von Salzstrukturen. Daher wird bei der Kohlenwasserstoffexploration ein besonderes Augenmerk auf die Umgebung von Salzstrukturen gelegt.

Einige der größten Erdölvorkommen weltweit liegen in Sedimentbecken, die von Salztektonik beeinflusst wurden; z. B. Golf von Mexiko, nördliches Kaspisches Meer, Kongodelta, Nordsee, Persischer Golf.

Endlager für problematische Abfälle Bearbeiten

Salzstrukturen werden als potenzielle Endlager für radioaktive Abfälle und anderen Sondermüll genutzt, da Salzgestein undurchlässig für salzgesättigte Tiefengrundwässer ist und eine relativ hohe Fließfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit aufweist. Die Hoffnung besteht darin, dass die Behälter mit radioaktivem Material nach einiger Zeit vom Salzgestein umschlossen und von äußeren Grundwasserzutritten abgeschottet werden und die beim Zerfall des Materials erzeugte Wärme nach außen abgeleitet wird.

Der Salzstock Gorleben-Rambow in Niedersachsen wurde seit 1973 intensiv für die Standorttauglichkeit erkundet. Der Salzstock Asse, in dem sich ein stillgelegtes Salzbergwerk befindet, wird seit 1965 als Forschungsbergwerk für die großtechnische Endlagerung radioaktiver Abfälle betrieben. Ein weiteres ehemaliges Bergwerk in einer Salzstruktur in Deutschland, das als Endlager für radioaktive Abfälle dient, ist Morsleben in Sachsen-Anhalt.

Andere teils stillgelegte Kaligruben werden als Deponien für chemischen Sondermüll verwendet, z. B. die ehemalige Kali-Grube Herfa-Neurode in Hessen oder das ehemalige Salzbergwerk Sondershausen in Thüringen.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Carl Ochsenius: Die Bildung der Steinsalzlager und ihrer Mutterlaugensalze unter specieller Berücksichtigung der Flötze von Douglashall in der egeln’schen Mulde. C. E. M. Pfeffer, Halle 1877.
  2. M. R. Hudec, M. P. A. Jackson: The salt mine: a digital atlas of salt tectonics. (= Bureau of Economic Geology Udden Book Series. Nr. 5 und AAPG Memoir. Band 99). 2011, ISBN 978-0-615-51836-7.
  3. F. Kockel, P. Krull (Projektleiter): Endlagerung stark wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle in tiefen geologischen Formationen Deutschlands. Untersuchung und Bewertung von Salzformationen. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover 1995 (PDF 6,2 MB).
  4. F. Trusheim: Über Halokinese und ihre Bedeutung für die strukturelle Entwicklung Norddeutschlands. In: Zeitschrift der Deutschen Geologischen Gesellschaft. Band 109, 1957, S. 111–158. (Abstract)
  5. M. R. Hudec, M. P. Jackson, D. D. Schultz-Ela: The paradox of minibasin subsidence into salt: Clues to the evolution of crustal basins. In: Geological Society of America Bulletin. Band 121(1-2), 2009, S. 201–221.
  6. J. K. Warren: Evaporites: Sediments, Resources and Hydrocarbons. Springer, Berlin/ Heidelberg/ New York 2006, ISBN 3-540-26011-0, S. 375–452, Kapitel Salt tectonics.
  7. Debra H. Wood, Alice B. Giles: Hydrocarbon Accumulation Patterns in the East Texas Salt Dome Province. (= Geological Circular. 82-6). Bureau of Economic Geology, The University of Texas at Austin, Austin (TX) 1982. ( (Memento vom 4. März 2016 im Internet Archive) 19 MB)
  8. R. Jrbashyan, G. Chlingarya, Y. Kagramanov, A. Karapetyan, M. Satian, Y. Sayadyan, H. Mkrtchyan: Geology of Meso-Cenozoic Basins in Central Armenia, with Comment on Indications of Hydrocarbons. (= Search and Discovery. Art.-Nr. 30007). 2001. (online)
  9. Fabien Favret: Up-to-date Researches and Future Trends in Underground Gas Storage Facilities: A State of the Art Review. In: Jens Hetland, Teimuraz Gochitashvili (Hrsg.): Security of Natural Gas Supply through Transit Countries. Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on Security of Natural Gas Supply through Transit Countries, Tbilisi, Georgia 20–22 May 2003 (NATO Science Series, Series II: Mathematics, Physics and Chemistry, Vol. 149). Kluwer Academic Publishers, 2004, ISBN 1-4020-2076-7, S. 178. (PDF 21,8 MB)
  10. D. Göllnitz und H. Beer: Exkursion A 2: Diapir von Sperenberg. In: 61. Tagung der Arbeitsgemeinschaft Nordwestdeutscher Geologen vom 24. bis 27. Mai 1994 in Potsdam, S. 51

Literatur Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

Commons: Salzstöcke – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
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Ein Salzstock ist die bekannteste Form einer geologischen Salzstruktur Salzstrukturen im geologischen Sinne sind alle Deformationstrukturen die durch den Einfluss von in geologischen Zeitraumen fliessfahigen Salzgesteinen entstanden sind Daher umfassen Salzstrukturen sowohl geologische Gebilde die aus deformierten Salzgesteinen bestehen wie Salzstocke und Salzkissen als auch umgebende gleichzeitig entstandene Strukturen die aus anderen Sedimentgesteinen bestehen wie Randsenken Salzstrukturen treten ausschliesslich in der oberen Erdkruste auf in Tiefen von bis 15 km und konnen bis an die Erdoberflache reichen Die allgemeinen Theorien zur Entstehung der Salzstrukturen sind im Artikel Salztektonik zusammengefasst Das fur die Entstehung von Salzstrukturen notwendige Salzgestein ist ein chemisches Sediment aus der Gruppe der Eindampfungsgesteine Evaporite Es besteht uberwiegend aus dem Mineral Halit Die sedimentare Entstehung von Evaporiten wurde bereits 1877 von Carl Ochsenius mit der Barren oder Schwellentheorie formuliert 1 Inhaltsverzeichnis 1 Arten von Salzstrukturen 1 1 Salzstocke 1 2 Salzkissen 1 3 Randsenken 1 4 Salzdecken 2 Entstehung von Salzstocken im Norddeutschen Becken 3 Wechselwirkungen mit der Gelandeoberflache 4 Verbreitung 5 Erkundung von Salzstrukturen 6 Okonomische Bedeutung von Salzstrukturen 6 1 Gewinnung von Salzmineralen 6 2 Erdol und Erdgasexploration 6 3 Endlager fur problematische Abfalle 7 Einzelnachweise 8 Literatur 9 WeblinksArten von Salzstrukturen BearbeitenSalzstocke Bearbeiten Die auffalligsten Salzstrukturen sind Salzstocke auch Salzdiapire genannt engl salt diapir und Salzmauern engl salt walls oder auch diapiric walls 2 Salzdiapire sind saulenformige pilzartige oder umgekehrt tropfenformige Gebilde die bis zu 10 km Hohe erreichen konnen und von jungeren Sedimentgesteinen umgeben sind Salzmauern sind ebenfalls hohe jedoch lateral ausgedehnte Salzstrukturen die meist einem Versatz an der Basis der Salzschicht folgen Der unten abgebildete Langsschnitt durch das Nordwestdeutsche Becken zeigt einige Salzstocke deren Wurzelzone im Zechstein und teilweise auch im Oberrotliegend liegt die Kombination von Zechstein und Oberrotliegend Salz in einem Salzstock die so nur aus dem nordlichen Norddeutschland bekannt ist wird auch Doppelsalinar genannt 3 nbsp vergrossern und Informationen zum Bild anzeigen nbsp Geologisches Profil durch das Nordwestdeutsche Becken mit Salzstocken Zechstein Salinar Oberrotliegend Salinar Salzkissen Bearbeiten Salzkissen engl salt pillows sind Aufwolbungen der Salzschicht deren Deckschichten noch relativ intakt sind d h keine nennenswerten tektonischen Storungen aufweisen Die Bezeichnung Salzantiklinale steht fur langgestreckte Salzaufwolbungen mit intaktem Deckgebirge Randsenken Bearbeiten Durch die Verdrangung bzw Abwanderung des Salzgesteins in eine Salzstruktur werden benachbarte Bereiche des Deckgebirges abgesenkt was sich an der Oberflache durch lokale Beckenstrukturen ausdruckt Solche Strukturen werden als periphere Randsenken engl peripheral sinks Randsynklinalen engl rim synclines 4 oder Minibecken engl minibasins 5 bezeichnet In diesen Strukturen werden jungere Sedimente akkumuliert Man unterscheidet zwischen primaren Randsenken die sich neben Salzkissen bilden und in denen die Machtigkeit der Beckenfullung auch zur Salzstruktur hin abnimmt und sekundaren Randsenken die sich neben Diapiren befinden und in denen die Machtigkeit der Beckenfullung zur Salzstruktur stetig zunimmt Umgekehrt nimmt der Betrag der Absenkung in sekundaren Randsenken mit zunehmender Entfernung vom Salzstock kontinuierlich ab Deshalb kann im Deckgebirge zwischen zwei benachbarten Salzstocken eine Antiform entstehen die als Schildkrotenstruktur engl turtle back structure bezeichnet wird weil sie in seismischen Profilen dem Umriss eines Schildkrotenpanzers ahnelt Dabei ist auf halber Strecke zwischen den Diapiren die ursprungliche Salzschicht am machtigsten in Richtung der Diapire dunnt sie zunehmend aus Salzdecken Bearbeiten Salzdecken engl salt canopy sind eine fortgeschrittene Form des Salzdiapirismus Sie entstehen wenn nach Durchbruch des Diapirs weiter Salz durch das Deckgebirge gepresst extrudiert wird und an der Oberflache ausfliesst Dabei bildet sich schliesslich eine allochthone Salzschicht die meist keine Verbindung mehr zum primaren autochthonen Salzlager hat und das ursprungliche Deckgebirge grossflachig uberlagert Ein Typusgebiet fur derartige Salzstrukturen ist der tiefe Teil des nordlichen Schelfs des Golfs von Mexiko Wahrend dort die Salzdecken von post extrusiven Schichten uberlagert werden und zudem tief unter dem Meer liegen findet sich im Zagrosgebirge im heutigen Iran extrudiertes Salz direkt an der Erdoberflache Dieses Phanomen das nur aufgrund des extrem trockenen Klimas dort auftreten kann wird als Salzgletscher oder nach der Farsi Vokabel fur Salz auch als Namakier bezeichnet 6 Entstehung von Salzstocken im Norddeutschen Becken BearbeitenDas Nordwestdeutsche Becken ist Teil eines grosseren zentraleuropaischen Beckensystems und weltweit eines der Typusgebiete fur Salzstrukturen insbesonderen Salzstocke und Salzmauern Die Entstehung der Salzstrukturen in diesem Becken lasst sich wie folgt beschreiben Vor ca 260 Millionen Jahren im oberen Perm im deutschen Sprachraum auch Zechstein genannt befand sich Mitteleuropa in der ariden Klimazone In Teilen des heutigen nordlichen Mitteleuropas und des heutigen Nordseeraumes senkte sich die Erdkruste ab und bildete ein grossflachiges intrakontinentales Sedimentbecken dessen Oberflache unter Meeresspiegelniveau absank Ein Grabenbruch zwischen dem heutigen Norwegen und dem heutigen Gronland das damals noch direkt mit Europa verbunden war bildete eine Verbindung mit dem Ozean im Norden sodass das Becken sich mit Meerwasser fullte Dieses Flachmeer wird entsprechend den Ablagerungen die es hinterliess als Zechsteinmeer bezeichnet das Becken in dem es sich ausbreitete als Zechsteinbecken die Zechsteinzeit ist ebenfalls nach diesen Ablagerungen benannt Eine hin und wieder auftretende Unterbrechung des Wasseraustausches mit dem Weltmeer und das trockenheisse Klima fuhrten zur mehrfachen mehr oder weniger vollstandigen Verdunstung des Wassers Der dadurch hervorgerufene Anstieg der Konzentration im Meerwasser geloster Salze fuhrte zur Ausfallung und Ablagerung von Karbonaten Kalkgesteine und vor allem von Sulfaten vorwiegend Gips und Chloriden vorwiegend Steinsalz sogenannten Evaporiten Nach weniger als 10 Millionen Jahren war dieses Wechselspiel aus Verdunstung des Meerwassers und Wiederauffullung des Beckens beendet und die durch weitere Absenkung Subsidenz der Erdkruste mittlerweile 500 bis zu 3000 Meter Machtigkeit aufweisenden Salzschichten wurden von Ablagerungen der geologischen Zeitalter der Trias des Jura der Kreide und des Kanozoikums uberlagert In einigen Bereichen des Zechsteinbeckens kam es bereits wahrend der Fruhen Trias zu Dehnungsbewegungen der Erdkruste die auf die Fernwirkung plattentektonischer Vorgange zuruckgingen Dies initiierte den Aufstieg des Salzes Salztektonik welches unter der Druckeinwirkung des immer machtiger werdenden Deckgebirges visko elastisch reagiert vergleichbar mit Eis und Gletscherbewegungen und zudem eine geringere Dichte als die uberlagernden und umgebenden Sedimentgesteine besitzt Das Salz drang bevorzugt an oder in diesen Schwachezonen nach oben Dabei wurden die Deckschichten nach oben gewolbt oder zur Seite gedruckt In der Umgebung der Salzstocke wanderte das Salz hingegen ab und an der Erdoberflache daruber bildeten sich periphere Randsenken Wahrend der spaten Trias und dem Jura setzte sich die Dehnung der Erdkruste fort was in weiteren Teilen des Zechsteinbeckens die Bildung von Salzstocken ausloste Bereits aktive Salzstocke setzten ihren Aufstieg fort Konvergente Krustenbewegung fuhrte wahrend der Oberkreide vor allem am Sudrand des ehemaligen Zechsteinbeckens zur horizontalen Einengung der Salzstocke Wechselwirkungen mit der Gelandeoberflache Bearbeiten nbsp Der Buntsandsteinfelsen von Helgoland wurde von einem Salzstock aus dem Untergrund der Nordsee an die Meeresoberflache gedrucktDie Anwesenheit eines Salzstockes im Untergrund fallt vor allem dann auf wenn er erosionsbestandige Gesteine nach oben gedruckt hat sodass an der Erdoberflache ein Bergrucken entsteht Solche Hohenzuge finden sich in Deutschland vor allem im nordlichen Harzvorland z B der Elm oder die Asse siehe auch Breitsattel Schmalsattel In regenreichem Klima bildet das leicht losliche Salz in erster Linie Halit im Dachbereich eines dicht an die Gelandeoberflache heranreichenden oder sogar ohne jede Uberdeckung anstehenden Salzstocks infolge von Subrosion eine horizontale Flache den sogenannten Salzspiegel aus Dieser wird dann von einem Residualgestein uberlagert in der Regel Dolomit Gips oder eine Mischung aus beidem sogenannter Gipshut In sehr trockenen Klimaten wird das zur Erdoberflache aufgedrungene Salz hingegen nicht ausgewaschen und kann ausfliessen und mehrere hundert Meter hohe Berge oder Salzgletscher bilden Verbreitung BearbeitenSalzstocke sind ein weltweit verbreitetes Phanomen das auftritt sobald die Machtigkeit der Salzschicht ausreichend gross ist um Salzbewegungen zu ermoglichen In Mitteleuropa sind sie vor allem im Bereich des ehemaligen Zechsteinbeckens zu finden welches sich von Sudengland bis Mittelpolen und von der Zentralen Nordsee bis nach Mitteldeutschland erstreckte nbsp Satellitenaufnahme mit Ausbissen von Salzdomen und davon ausgehenden Salzgletschern dunkel im iranischen Zagros Gebirge nbsp Residualgips eines an die Erdoberflache durchgebrochenen Salzstocks das helle Material in der linken Bildmitte in einem Kustenaufschluss auf Cape Breton Island Nova Scotia Kanada Beispiele fur Salzstocke oder darin befindliche Salzbergwerke sind Salzstocke des Zechsteins Luneburg in Niedersachsen Arendsee in Sachsen Anhalt der Arendsee befindet sich in einer Subrosionssenke uber dem Salzstock der Kalkberg in Bad Segeberg in Schleswig Holstein Sperenberg in Brandenburg Rudersdorf in Brandenburg der Salzstock Conow in Mecklenburg Vorpommern Inowroclaw Hohensalza in Polen die Schachtanlage Asse ein Endlagerstandort fur radioaktive Abfalle der Salzstock Gorleben Rambow ehemaliger Kandidat fur einen Endlagerstandort fur radioaktive Abfalle der Salzstock Lesum im Bremer Gebiet Salzstocke sonstiger Salinarserien die Salzstocke im East Texas Basin Ablagerungen des Oberjura Louann Gruppe 7 Salzdome im Basko Kantabrischen Becken Nord Spanien Ablagerungen der oberen Trias Iberischer Keuper Salzdome in der Ostturkei und Armenien oligozan miozane Ablagerungen eines alpidischen Molasse beckens 8 in einer dieser Strukturen dem Salzstock von Abowjan bei Jerewan wurde in den fruhen 1960er Jahren einer der weltweit ersten Untergrundspeicher fur fossile Kohlenwasserstoffe Erdgas und leichte Erdoldestillate angelegt 9 die Salzstocke und gletscher im Zagrosgebirge Iran Salzstocke im Untergrund von Nova Scotia Kanada Die entsprechenden Evaporitserien sind unterkarbonischen Alters Windsor Gruppe Ablagerungen der Messinischen Salinitatskrise unter und rund um das MittelmeerBei den Salzlagerstatten in den Nordlichen Kalkalpen alpine Trias z B der Hallstatter Salzberg handelt es sich nicht um Salzstocke im eigentlichen Sinn denn dort wurde die Salztektonik von der alpidischen Tektonik uberformt Erkundung von Salzstrukturen BearbeitenSalzstrukturen befinden sich im oberen Teil der Erdkruste stossen aber nur selten bis zur Erdoberflache durch da die Salzminerale durch Zutritt von Grundwasser gelost werden Die Erkundung von Salzstrukturen erfolgt daher indirekt mit geophysikalischen Messmethoden oder direkt mit Tiefbohrungen Da Salzgesteine eine geringere Dichte als anderer Sedimentgesteine besitzen ist die Erdanziehung Schwerebeschleunigung oberhalb von Salzstrukturen lokal niedriger als in den Nachbarbereichen Dieser Effekt lasst sich mit gravimetrischen Messmethoden an der Oberflache bestimmen Mit diesen Methoden kann die raumlich Ausdehnung sowie die Hohe der Salzstruktur abgeschatzt werden In den 1930er Jahren wurden beispielsweise ein Grossteil der Salzstocke im Untergrund der Norddeutschen Tiefebene mittels gravimetrischer Messungen durch Hans Haalck Rudolf Meinhold Fritz Haalck Gerhard Richter Bernburg kartiert Bei der Methode der Reflexionsseismik werden mechanische Wellen Schall durch den geologischen Untergrund gesendet welche an Schichten von Gesteinen mit unterschiedlicher Dichte reflektiert werden Durch raumlich verteilte Aufzeichnung der reflektierten Wellen konnen die Geometrien und die Tiefenlagen geologischer Schichtgrenzen ermittelt werden Bezogen auf die Erkundung von Salzstrukturen ermoglicht die Reflexionsseismik die Abbildung des Umrisses einer Salzstruktur der Geometrien der angrenzenden Sedimentschichten und teilweise auch der Internstrukturen innerhalb einer Salzstruktur mit einer Auflosung von einigen Zehner Metern Prazisere Daten uber die Schichtgrenzen den Umriss der Salzstruktur sowie insbesondere uber die Zusammensetzung des Salzgesteins liefern Tiefbohrungen direkt in die Salzstruktur und dessen Umgebung Die Erkundungsbohrung im Sperenberger Gipsberg die 1871 die Tiefe von 1271 6 m erreichte war bis 1886 die tiefste Bohrung der Welt 10 Okonomische Bedeutung von Salzstrukturen BearbeitenGewinnung von Salzmineralen Bearbeiten Primar sind Salzstrukturen und Salzgesteinsschichten fur die Gewinnung von Salzmineralen wie z B Steinsalz Halit oder Kalisalze bedeutend Steinsalz dient als Speisesalz oder Streugut Kalisalze z B Carnallit Kieserit oder Sylvin werden zur Herstellung von chemischen Grundstoffen z B fur die Dungemittelindustrie genutzt Da Salzminerale aufgrund ihrer hohen Loslichkeit nur in ariden Klimazonen an der Oberflache auftreten werden die Salzstrukturen in feuchteren Klimazonen haufig durch Salzbergwerke angefahren Erdol und Erdgasexploration Bearbeiten Die Bildung von Salzkissen Salzstocken etc verandert den Bau des Deckgebirges und erzeugt Strukturen in denen sich fossile Kohlenwasserstoffe Erdol und Erdgas sammeln konnen sogenannte Erdol und Erdgasfallen Da Salzgestein fur Fluide nahezu impermeabel undurchlassig ist konnen sich unterhalb von Salzgesteinsschichten oder Salzstrukturen Kohlenwasserstoffe Erdol Erdgas ansammeln Des Weiteren sorgt Salzgestein auf Grund seiner hohen Warmeleitfahigkeit dafur dass Warme aus grosseren Tiefen in flachere Tiefen konduktiv transportiert wird Benachbarte Sedimente von Salzstrukturen erreichen dadurch in geringen Tiefen das Erdol bzw Erdgasfenster Temperaturbereich zwischen 60 C und 170 C als Sedimente in grosserer Entfernung von Salzstrukturen Daher wird bei der Kohlenwasserstoffexploration ein besonderes Augenmerk auf die Umgebung von Salzstrukturen gelegt Einige der grossten Erdolvorkommen weltweit liegen in Sedimentbecken die von Salztektonik beeinflusst wurden z B Golf von Mexiko nordliches Kaspisches Meer Kongodelta Nordsee Persischer Golf Endlager fur problematische Abfalle Bearbeiten Salzstrukturen werden als potenzielle Endlager fur radioaktive Abfalle und anderen Sondermull genutzt da Salzgestein undurchlassig fur salzgesattigte Tiefengrundwasser ist und eine relativ hohe Fliessfahigkeit und Warmeleitfahigkeit aufweist Die Hoffnung besteht darin dass die Behalter mit radioaktivem Material nach einiger Zeit vom Salzgestein umschlossen und von ausseren Grundwasserzutritten abgeschottet werden und die beim Zerfall des Materials erzeugte Warme nach aussen abgeleitet wird Der Salzstock Gorleben Rambow in Niedersachsen wurde seit 1973 intensiv fur die Standorttauglichkeit erkundet Der Salzstock Asse in dem sich ein stillgelegtes Salzbergwerk befindet wird seit 1965 als Forschungsbergwerk fur die grosstechnische Endlagerung radioaktiver Abfalle betrieben Ein weiteres ehemaliges Bergwerk in einer Salzstruktur in Deutschland das als Endlager fur radioaktive Abfalle dient ist Morsleben in Sachsen Anhalt Andere teils stillgelegte Kaligruben werden als Deponien fur chemischen Sondermull verwendet z B die ehemalige Kali Grube Herfa Neurode in Hessen oder das ehemalige Salzbergwerk Sondershausen in Thuringen Einzelnachweise Bearbeiten Carl Ochsenius Die Bildung der Steinsalzlager und ihrer Mutterlaugensalze unter specieller Berucksichtigung der Flotze von Douglashall in der egeln schen Mulde C E M Pfeffer Halle 1877 M R Hudec M P A Jackson The salt mine a digital atlas of salt tectonics Bureau of Economic Geology Udden Book Series Nr 5 und AAPG Memoir Band 99 2011 ISBN 978 0 615 51836 7 F Kockel P Krull Projektleiter Endlagerung stark warmeentwickelnder radioaktiver Abfalle in tiefen geologischen Formationen Deutschlands Untersuchung und Bewertung von Salzformationen Bundesanstalt fur Geowissenschaften und Rohstoffe Hannover 1995 PDF 6 2 MB F Trusheim Uber Halokinese und ihre Bedeutung fur die strukturelle Entwicklung Norddeutschlands In Zeitschrift der Deutschen Geologischen Gesellschaft Band 109 1957 S 111 158 Abstract M R Hudec M P Jackson D D Schultz Ela The paradox of minibasin subsidence into salt Clues to the evolution of crustal basins In Geological Society of America Bulletin Band 121 1 2 2009 S 201 221 J K Warren Evaporites Sediments Resources and Hydrocarbons Springer Berlin Heidelberg New York 2006 ISBN 3 540 26011 0 S 375 452 Kapitel Salt tectonics Debra H Wood Alice B Giles Hydrocarbon Accumulation Patterns in the East Texas Salt Dome Province Geological Circular 82 6 Bureau of Economic Geology The University of Texas at Austin Austin TX 1982 PDF Memento vom 4 Marz 2016 im Internet Archive 19 MB R Jrbashyan G Chlingarya Y Kagramanov A Karapetyan M Satian Y Sayadyan H Mkrtchyan Geology of Meso Cenozoic Basins in Central Armenia with Comment on Indications of Hydrocarbons Search and Discovery Art Nr 30007 2001 online Fabien Favret Up to date Researches and Future Trends in Underground Gas Storage Facilities A State of the Art Review In Jens Hetland Teimuraz Gochitashvili Hrsg Security of Natural Gas Supply through Transit Countries Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on Security of Natural Gas Supply through Transit Countries Tbilisi Georgia 20 22 May 2003 NATO Science Series Series II Mathematics Physics and Chemistry Vol 149 Kluwer Academic Publishers 2004 ISBN 1 4020 2076 7 S 178 PDF 21 8 MB D Gollnitz und H Beer Exkursion A 2 Diapir von Sperenberg In 61 Tagung der Arbeitsgemeinschaft Nordwestdeutscher Geologen vom 24 bis 27 Mai 1994 in Potsdam S 51Literatur BearbeitenHeinz Jurgen Brink Die Salzstockverteilung in Nordwestdeutschland In Geowissenschaften in unserer Zeit 2 5 160 166 1984 doi 10 2312 geowissenschaften 1984 2 160 Heinz Jurgen Brink Salzwirbel im Untergrund Norddeutschlands In Geowissenschaften in unserer Zeit 4 3 81 86 1986 doi 10 2312 geowissenschaften 1986 4 81Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Salzstocke Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien nbsp Wiktionary Salzstock Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Normdaten Sachbegriff GND 4132533 3 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Salzstock amp oldid 239198632