Die Bezeichnung stammt vom lateinischen Wort sedimentum, Bodensatz oder sedere, sitzen, absetzen.

Sedimente sind Schichtgesteine, die als Folge der Verwitterung von Glutflussgesteinen (Plutoniten) oder von anderen, bereits vorhandenen Gesteinen hervorgehen.

Die Verwitterung umfasst einmal die mechanische Zerkleinerung der Mineralien. Hinzu kommen aber auch charakteristische chemische Veränderungen (Diagenese).
Typisch für Sedimentgesteine ist die oftmals deutlich zu erkennende Schichtung. Und was für uns wichtig ist: Nur sie enthalten organische Beimengungen. Das können chemische Verbindungen sein, aber auch Versteinerungen von Pflanzen und Tieren.

Die wichtigsten Sedimentgesteine sind:

- Tongesteine
Ihre Bestandteile bestehen aus feinsten mechanisch und/oder chemisch veränderten Mineralien der Glutflussgesteine bzw. deren Folgegesteine wie Granit. Zunächst bestanden sie aus Schlick (im Meer) oder aus Staub (an Land). Durch Eisensilikate werden sie graugrün (z. B. Glaukonit), durch Eisenoxid-hydroxid gelb bis bräunlich oder sogar rot verfärbt. Schwarze Verfärbungen weisen auf organische Bestandteile wie letztlich Asphalt.
Typisch für Tone ist ihre mit der Zeit einsetzende Schieferung.

- Sandgesteine
Sandstein besteht aus größeren Körnern, die oftmals schon mit bloßem Auge zu erkennen sind. Der Übergang zu den Tonmineralien ist jedoch fließend. Feiner Sand heißt Schluff, den manche Leute auch zur Grundmasse von Tonen zählen. Dieser Schluff bildet oftmals feinste, weniger als einen Millimeter dicke („mächtige“) Schichten.

Bild 1: Feingebänderter Sandstein (Höhe 6 cm)
(Foto: Blume)

Die zunächst lockeren Massen (Silicatische Gerölle oder Sanddünen) werden durch diagenetische Vorgänge untereinander verbunden. Dazu werden oftmals chemische Bindungen geknüpft, die ein wenig an das Abbinden und Verfestigen von Zement und Beton erinnern. Ursache sind einsickernde Lösungen von Kieselsäure oder Silicaten, Eisenhydroxid und Kalk, die zunächst ausfallen und dann über chemische Bindungen an die Sandkörner andocken.
Sandsteine, die nicht an Land, sondern aus den Resten der Spülsäume von Meeren gebildet werden, enthalten oftmals zerbrochene und zerriebene Schalen von Meerestieren. Man spricht von Schill.

Solche Schill-Steine findet man vor allem aus geologisch neuerer Zeit wie dem Tertiär oder Quartär.

Bild 2: Muschel-Schill (Tertiär der Algarve). Durchmesser 5 cm
(Foto: Blume)

- Oolithe
Dies sind feinkörnige Gesteine, die oft mit Sandstein verwechselt werden. Sie sind aber ganz anders entstanden. Wir widmen ihnen eine eigene Webseite.

- Kalkgesteine
Kalk ist relativ leicht löslich und auch ebenso leicht wieder ausfällbar (Klicke z. B. hier). Das spielt vor allem bei Süßwasserabscheidungen eine Rolle. So ist auch der Travertin entstanden.
Der im Meer gebildete Kalk dagegen besteht meistens aus mehr oder weniger zerriebenen Schalen abgestorbener Meerestiere, also aus dem schon angesprochenen Schill, wobei mengenmäßig die Mikroorganismen die wichtigste Rolle spielen. Letztere regnen geradezu ununterbrochen auf den Meeresgrund und bilden mächtige Sedimentschichten. Man spricht zutreffend vom Planktonregen, der z. B. die Kreideablagerungen geschaffen hat.
Diese Stücke verfestigen sich durch Diagenese. Das kann einmal durch Lösen und Wiederausfällen von Calciumcarbonat ein einfaches Verkitten sein. In der Folge werden auch chemische Bindungen geknüpft.
Reiner Kalk kommt selten vor. Er bildet die Grundlage von weißem Marmor. Im Allgemeinen ist Kalk jedoch mit Ton vermischt, man spricht dann von Mergel. Aber auch in dieser Form ist er beim Auffalten bei Gebirgen wie der Schwäbischen Alb und des Fränkischen Jura oftmals so stark gepresst worden, dass marmorartige Steine entstanden sind, die man unter der Bezeichnung Jura-Marmor gern zum Herstellen von Fußbodenplatten, Fensterbänken, Hausverkleidungen usw. verwendet. Solche Platten sind oftmals attraktiv, weil sie wunderschöne Fossilien enthalten können.

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Bild 3: Fossilien im Jura-Marmor: Ammonit (Durchmesser 18 cm) und Belemnit mit Phragmakon (20 cm)
(Fotos: Blume)

Die meisten auffälligen Einlagerungen in den Platten des Jura-Marmors sind jedoch dunkle, lappenartige Schwämme sowie die hellen Fressgänge von Würmern. Gelbliche Farbtöne rühren von Inhaltsstoffen des Mergels wie Limonit her, der sich aus dem Tonmineral Glaukonit gebildet hat. Achtung: Diese Gesteine sind äußerst empfindlich gegen Säuren! Vor allem, wenn sie poliert sind...

Obwohl Kalk fast immer in Schichten („Bänken“, gebankt) abgelagert ist, findet man aber auch riesige Ablagerungen von ungebanktem Kalk. Dabei handelt es sich um die Überbleibsel fossiler Schwamm- oder Korallenriffe. Die heißen in der Schwäbischen Alb Schwammstotzen. Aber auch die schroffen Felsen der Dolomiten bestehen letztlich daraus. Letztere sind wegen des Reichtums an Magnesium interessant; sie bestehen statt aus Kalkstein CaCO₃ aus dem Doppelsalz Dolomit CaCO₃ · MgCO₃. Sie enthalten nämlich besonders viel Korallenschutt. Man muss wissen, dass die Schalen vieler Korallen aus Dolomit statt aus Kalk bestehen.

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Bild 4: Geschichtete („gebankte“) Kalksedimente
(Bergrutsch bei Mössingen/Schwäbische Alb; Malm Alpha)
(Foto: Blume)

Die ungebankten und verwitterungsresistenteren Überreste der alten Riffe („Schwammstotzen“) bestimmen den Anblick vieler Berghänge der Schwäbischen Alb. In ihnen und in ihrem Geröll kann man prächtige Fossilien finden.

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Bild 5: Schwammriffe bei Urach (Foto: Blume)

- Lavagesteine
Die geschichteten Auswürfe von Vulkanen bestehen aus verfestigter Asche. Man spricht von Tuffen. Sie enthalten nur in Ausnahmefällen Versteinerungen.

- Salzgesteine
Auch diese sind so fossilarm, so dass wir uns hier nicht weiter darum kümmern wollen. Lies hier.

Sekundäre Bildungen in den Sedimentgesteinen
In den Sedimentgesteinen findet man oftmals harte Bänke oder knollige Geoden (Konkretionen), die sich waagerecht durch das Gestein ziehen. Diese „Horizonte“ entstanden u. a. durch eindringendes Wasser, das Teile des Gesteins löste. Bei Erreichen der Lösungssättigung fielen die Mineralien wieder aus. Diese Bänke können aber schon im Schlick der Meeresablagerungen angelegt worden sein. Beschrieben wird dieser Vorgang beim Feuerstein in der Kreide.

Bild 6: Feuersteinbänke in der Kreide (Møn)
(Foto: Blume)

Was aus den Sedimentgesteinen wird
Einmal gebildete Gesteine sind den prägenden Einflüssen der Umwelt ausgesetzt. Das können einmal Temperaturwechsel und Wind sein. Aber auch die Oxidation durch den Luftsauerstoff spielt eine Rolle. Den größten Einfluss hat aber das Wasser.

Bild 7: Aus geschichteten Sedimenten wird wieder Sand
(Foto: Blume)

Aus Tonablagerungen wird wieder fruchtbare Erde.

Bild 8: Verwitternder Ton (Foto: Blume)

Und was passiert mit den Sedimenten, die solchen Einflüssen nicht ausgesetzt sind? Die werden unter hohem Druck und hoher Temperatur in andere Mineralien umgewandelt. Aus Ton entstehen so Mineralien, die dem Ausgangsmaterial des Tons entsprechen, hauptsächlich Silicate (Klicke hier). Werden die unter hohen Druck gesetzt, entstehen schiefrige Gesteine, wie wir sie aus den Alpen kennen.

Schließlich besteht noch die Möglichkeit, dass die Sedimentgesteine bei der Kontinentalwanderung in den Erdmantel abtauchen. Dann kommen sie irgendwann mal als Glutflussgesteine – etwa bei einem Vulkanausbruch - auf dem Lande oder unter Wasser zu Tage. Der geologische Kreislauf ist geschlossen, die Sedimentbildung kann wieder beginnen.

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