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Lexikon der Geowissenschaften: Dolomitisierung

Dolomitisierung, bezeichnet den Prozeß, bei dem primärer Calcit oder Aragonit durch sekundären Dolomit ersetzt wird. Die Dolomitisierung kann zum einen durch Austausch von Ca-Ionen durch Mg-Ionen bei gleichzeitiger Zufuhr von Mg2+ und Abfuhr von Ca2+ erfolgen, entsprechend der Reaktion

Mg2++2(CaCO3)→CaMg(CO3)2+Ca2+.

Zum anderen kann auch allein eine Zufuhr von Mg2+ und CO32- durch dolomitisierende Fluide gemäß der Reaktion

CaCO3+Mg2++CO32-→CaMg(CO3)2

erfolgen.

Die Dolomitisierung kann synsedimentär/frühdiagenetisch und spätdiagenetisch erfolgen. Allen Modellen zur Dolomitisierung ist gemeinsam, daß Fluide mit einem sehr hohen Mg-Ca-Verhältnis von 5-10 für die Dolomitisierung verantwortlich gemacht werden. Nach dem Sabkha-Modell entstehen solche Wässer durch intensive Evaporation von Meerwasser in Salzpfannen unter gleichzeitiger Fällung von Calciumcarbonat. Die Mehrzahl der Dolomitgesteine ist jedoch nicht mit supratidalen Environments verbunden. Für diese versucht das Mischungsmodell den Verdünnungseffekt von Meerwasser (hohes Mg-Ca-Verhältnis) durch süße Grundwässer (Mg-Ca-Verhältnis bleibt bei sinkender Salinität erhalten) verantworlich zu machen (Dolomit-Entstehung Abb. ).

Aus dem zunehmenden Anteil dolomitischer Gesteine mit wachsendem Gesteinsalter wurde auf einen Alterungsprozeß calcitischer Gesteine zu Dolomit geschlossen. Junge marine Carbonatablagerungen bestehen überwiegend aus Aragonit und Mg-reichem Calcit. Diese Mineralogie ist auch in küstennahen Süßwasseraquiferen erhalten, die erst vor 10.000-20.000 Jahren über das Meeresniveau gehoben worden sind (z.B. Bermudas, Yucatan). Hingegen liegt für präkambrische Carbonate ein Kalkstein-Dolomit-Verhältnis von 1:3 vor. Zumindest für das Phanerozoikum wurde ein Altersbezug des Kalkstein-Dolomit-Verhältnisses in neueren Untersuchungen widerlegt und wird auch für das Präkambrium heute nicht mehr in Erwägung gezogen. In jüngerer Zeit wird demgegenüber zunehmend eine mikrobielle Entstehung von Dolomiten im Züge der Degradation von organischem Material (mikrobielle Matten) während der Frühdiagenese diskutiert. Diese Möglichkeit wurde sowohl für phanerozoische als auch für archaische (Archaikum) Carbonatplattformen aufgezeigt. Insgesamt gibt es bisher für die Dolomitisierung bei exogen relevanten Systemtemperaturen unter 333,16 K noch kein befriedigendes Modell ( Abb. ). [TR]


Dolomitisierung: vorgeschlagene Modelle zur Dolomitisierung. (a) Coorong-Lagunen-Typ, (b) Sabkha-Modell, (c) Laugenrückflußmodell, (d) Kompaktionsmodell, (e) Mischungsmodell. Keines dieser Modelle bietet eine umfassende Erläuterung für die Dolomitisierung. Dolomitisierung:

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