Original paper

Gleichgewichts- und Ungleichgewichtsbeziehungen zwischen Porenwässern und Sedimentgesteinen im Verwitterungsbereich

[Equilibrium and Disequilibrium Relations between Pore Waters and Sediments in the Weathered Zone]

Ohse, Wolfgang; Matthess, Georg; Pekdeger, Asaf

Kurzfassung

In quartären Sander-Sedimenten des Segeberger Forstes, Schleswig-Holstein, wurden aus der wassergesättigten und der -ungesättigten Zone Porenlösungen gewonnen und chemisch analysiert. Sättigungsberechnungen der gelösten Spezies gegenüber einer Vielzahl wichtiger Minerale wurden auf der Grundlage der chemischen Gleichgewichtsthermodynamik durchgeführt. Die so gewonnenen Aussagen über etwaige Lösungsgleichgewichte, Minerallösungs- oder Mineralbildungstendenzen wurden durch begleitende Untersuchungen der Korrosions- und Ausfällungserscheinungen an Kornoberflächen des Gesteins mit dem Rasterelektronenmikroskop und EDAX-Analysator überprüft. Eine generelle Abfolge der Entwicklung der Oberflächenmorphologie von Quarz- und Feldspatmineralen in Abhängigkeit des Sättigungszustandes der Porenlösung über die Tiefe wird aufgezeigt.

Abstract

In Quaternary glacial outwash sediments of the Segeberger Forest, Schleswig-Holstein, pore water samples from the unsaturated and the saturated zone were taken and analyzed. The saturation states of these solutions for a great number of minerals and dissolved species were calculated on the bases of chemical thermodynamics. The results concerning equilibria and tendencies of mineral corrosion or precipitation are checked on the grain surfaces of sediment samples by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersion analysis of x-rays (EDAX). A general sequence for the evolution of surface morphology of quartz and feldspar minerals dependent upon saturation state of solution by depth is shown.

Keywords

Glacial outwash sedimentPleistocenesaturated zoneunsaturated zonepore watersaturation statechemical analysisthermodynamicsSEMEDAXgrain surfacesquartzfeldspardissolutioncorrosionalteration Northwestern German Plain (Segeberger