Sedimentbecken

Ein Sedimentbecken ist ein langgezogener, kreisförmiger oder auch unregelmäßig begrenzter Bereich der Erdkruste, der sich über geologische Zeiträume mit Sedimenten auffüllt.

Geologie der Sedimentbecken

Die Zufuhr von Sediment kann durch Meeresströmungen, Flüsse und Bäche oder Massenbewegungen wie Turbidite oder Bergstürze erfolgen. Die Ablagerung des Sediments geschieht zum Teil am Grund von Seen oder Meeren, ein anderer Teil kommt an Land zur Ablagerung.

Die unteren Schichten werden durch die folgenden zusammengepresst (Kompaktion) und langfristig zu Sedimentgesteinen wie Sandstein oder Tonstein umgebildet. Bei genügend großer Absenkung verändert die mit zunehmendem Druck und steigender Hitze einsetzende Metamorphose die Gesteine, so dass beispielsweise aus den Sandsteinen Quarzite und aus den Tonsteinen Schiefer entstehen können. Die jüngeren (oberen) Schichten aus Schotter und anderem Lockermaterial beinhalten oft bedeutsame Reservoirs von Grundwasser.

Entstehung

Die Bildung von Sedimentbecken kann durch ganz gegensätzliche Prozesse verursacht werden:

• Beckenbildung durch Dehnung
• Beckenbildung durch Gletscher
• Beckenbildung durch Kompression und tektonische Auflast
• Beckenbildung durch Massendefizite im Untergrund
• Beckenbildung durch sedimentäre Auflast
• Beckenbildung durch Seitenverschiebungen

Das langsame Absinken der Erdkruste unter Gebirgssystemen geht mit der gleichzeitigen Ablagerung von Sedimenten einher.

Lagerstätten

Im Laufe der allmählichen Absenkung sammeln sich Milliarden Tonnen von Resten abgestorbener Pflanzen im Senkungsgebiet und werden sukzessive von Schotter, Sand und Tonschichten bedeckt. Wo dies unter Luftabschluss geschieht, kann sich aus den organischen Resten Kohle, Erdöl und Erdgas bilden. Die Inkohlung der Reste wird durch das weitere Absinken des Sedimentbeckens, fortlaufende Ablagerung und die steigende Temperatur des Untergrundes gefördert.

Vorkommen von Sedimentbecken

Beispiel von Sedimentbecken in Mitteleuropa sind

• das Norddeutsche Becken. Es erstreckt sich vom Ruhrgebiet bis weit in die Norddeutsche Tiefebene hinaus. Die Mächtigkeit der Beckenfüllung nimmt nach Norden zu
• das Ruhrgebiet, seine ostwärtige Fortsetzung ins oberschlesische Kohlerevier wie auch die westwärtige Fortsetzung über das Aachener Revier, das Kohlebecken von Namur und den südenglischen Kohlegürtel nahmen mehrere tausend Meter Abtragungsschutt des variszischen Gebirges auf
• der Oberrheingraben ist ein Grabenbruch und mit über 10 km Sediment aufgefüllt. Er stellt sich heute als breite Ebene zwischen den Vogesen und dem Pfälzerwald im Westen und dem Schwarzwald und dem Odenwald im Osten dar.
• das Wiener Becken besitzt einen spindelförmigen Umriss und ist 5–8 km tief zwischen Alpen und Karpaten eingebrochen
• die Pannonische Tiefebene liegt im Hinterland der Karpaten und ist bis zu 8,5 km tief. In Ostungarn bei Kecskemét befinden sich Dutzende von Vulkanen knapp unter der Oberfläche. Sie sind vor etwa 30–10 Millionen Jahren langsam in die Tiefe gesunken und mit jüngeren Sedimenten zugedeckt worden
• das Pariser Becken ist ein schüsselförmiger Senkungsbereich im Herzen Frankreichs. Sedimente des Jura und der Kreide haben hier das Grundgebirge überdeckt, das an den Beckenrändern im Rheinischen Schiefergebirge, in der Bretagne sowie im Zentralmassiv zu Tage tritt.
• Das Aquitanische Becken ist nach dem Pariser Becken das zweitgrößte mesozoische und känozoische Sedimentbecken Frankreichs. Das rund 66.000 Quadratkilometer große Becken liegt über dem während des Perms erodierten variszischen Grundgebirge, welches seit der Trias allmählich abzusinken begann.
• Im Parentis-Becken und im Subpyrenäenbecken ist das Grundgebirge an seiner tiefsten Stelle unter einer Sedimentauflast von 11.000 Metern verborgen.

Beispiel für Sedimentbecken außerhalb Mitteleuropas sind

• die Sedimentbecken von China wie Jungar-Becken, Songliao-Becken, Tarim-Becken, Ordos-Becken, Shaan-Gan-Ning-Becken, Nordchina-Becken
• das Canningbecken in Nordwestaustralien
• das Amazonasbecken in Südamerika
• das zentrale nordamerikanische Becken (siehe Geographie der Vereinigten Staaten) und die Basin and Range Provinz östlich der Rocky Mountains
• die antarktischen Kohlebecken

Wirtschaftliche und kulturelle Bedeutung von Sedimentbecken

Die großen Ebenen – von denen ein großer Teil aus einsinkenden Becken entstand – sind nicht nur ein guter Boden zur Besiedlung, für die Landwirtschaft und die Industrie, sondern haben auch viele Bodenschätze aufzuweisen. Da zudem ein großer Teil der Menschheit im Flach- und Hügelland von Beckenlandschaften leben und auch zahlreiche Bodenschätze – vor allem Öl, Gas und Kohle – in Sedimentbecken zu finden sind, hat man diese aufs Genaueste untersucht und seit Jahrhunderten genutzt. Auch heute noch sind Sedimentbecken, vor allem außerhalb Europas und Nordamerikas, das Ziel intensiver kommerzieller Erkundung, unter anderem auch deswegen, weil die Bodenschätze der Sedimentbecken in den Industrieländern schon lange dem Abbau unterliegen.

Typische Bodenschätze von Sedimentbecken sind

• Kohlenwasserstoffe wie Öl oder Gas
• Grundwasser
• Lockergesteine wie Schotter, Kies und Geröll, Sand, Ton
• Salz

Literatur

• Andreas Schäfer: Klastische Sedimente und Sequenzstratigrafie, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin 2004, ISBN 978-3827413512, 416 S.
• Gary Nichols: Sedimentology and Stratigraphy, Wiley-Blackwell, Chichester 2009, ISBN 978-1-4051-3592-4, 432 S.

Siehe auch

• Becken, Bruchzone
• Geosynklinale, Flachland, Tiefebene