Sedimentära bergarter

Redaktör: Cecilia Aarnio. Efter Olav Eklunds artikel Johdatus sedimenttikiviin.

Vid jordytan bearbetas litosfären (stensfären) ideligen av naturliga processer som sker under inverkan av atmosfären, hydrosfären och biosfären. Den fysikaliska nedbrytningen av bergarter till följd av erosion och vittring, är eventuellt den kraftigaste omarbetande processen av jordens yta. Bergrunden sönderdelas och fragmenteras, vilket medför produktionen av block, sten, grus, sand, silt och ler. Det lösgjorda materialet transporteras av vind, vatten och is och avlagras efterhand som sediment. Sedimentlagrens utformning och ursprung varierar beroende på vilket transportmedium som har avsatt dem samt på områdets topografi. Sedimenten avlagras i landskapens svackor; såväl i bergspass som i sjöar och hav. Så småningom konsolideras de avlagrade sedimenten och bildar sedimentära bergarter, såsom sand- och lersten, till följd av diagenes (processen där sediment förstenas). En del kalkstens- och saltstensformationer klassas även som sedimentära bergarter. Stensalt är exempelvis ett slags sediment som bildas genom evaporation (vattnet i grunda havsvikar ångar så att saltet koncentreras och faller ut som saltkristaller).

För nuvarande utgör den över 7000 km långa Amazonfloden mellan Anderna och Atlanten samt Saharas vindar från Afrika till Sydamerika de längsta sedimentära transportsträckorna. I Nordsjön, utanför Hollands kust, ligger sedimentlager som har sitt ursprung i den finska berggrunden.

Transport och avlagring

Sedimentpartiklar transporteras således av rinnande vatten i floder och bäckar, av havsvatten i ström- och vågrörelser vid kuster eller av vindar. I områden där temperatur- och nederbördsförhållandet är sådant att glaciärer förekommer, transporteras väldiga mängder sediment av is. Även genom gravitationskraften förflyttas sediment, t.ex. i samband med berg- och jordskred.

Transport av sedimentpartiklar i vatten och vind är beroende av partikelstorlek och -densitet samt strömhastighet. Stora partiklar rullar längs med underlaget medan de något mindre och lättare partiklarna förflyttas hoppande på underlaget (saltation). De minsta partiklarna kan hållas i suspension (svävande i mediet).

Då strömhastigheten avtar kommer de största och tyngsta partiklarna att avlagras, medan de mindre och lättare partiklarna förs vidare. Resultatet av detta är att strömtransporterat material vanligen är sorterat efter storlek och densitet. Glaciärer, jord- och undervattensskred kan transportera stora sedimentmängder mer eller mindre som en enda massa utan att någon större sortering äger rum.

Hopläkningsprocesser

Hopläkningsprocesserna eller diagenesen omfattar fysikaliska och kemiska förändringar i det avsatta sedimentet och omvandlar det till en fast bergart.

Kompaktion. Lösa sediment trycks samman till följd av vikten av överlagrade sediment. En stor del av porvattnet pressas ut, vilket bidrar till reduktion av sedimentets porositet.

Rekristallisation. Enskilda korn i sedimentet utsätts för ett ojämnt fördelat tryck (stress) och det största trycket ligger på de ytor som är i kontakt med grannkornen. Eftersom lösligheten hos material ökar med trycket kommer så småningom kornen att lösas upp vid kontaktpunkterna. Det vatten som finns kvar i sedimentet fungerar som lösningsmedel. Denna process leder till ytterligare reduktion av sedimentets porositet och till hopläkning (cementering).

Cementering är den viktigaste processen av diagenesen. Det cementerade materialet finns i vattenlösningar som silas genom sedimentet. Med tiden fälls cementet ut på sedimentkornen, fyller hålrummen och binder ihop partiklarna. Huruvida det cementerade materialet kommer från själva sedimentet eller om det har tillförts från ett annat håll kan i många fall vara svår att avgöra. Det vanligaste ”bindemedlet” är kalcit, dolomit, kvarts, och järnoxider. Det är ofta lätt att avgöra vilket material som fungerar som cement. Kalcit och dolomit reagerar med saltsyra. Kvarts är det hårdaste cementet och producerar sålunda den hårdaste sedimentära bergarten. Järnoxider ger en rödaktig färg åt bergarten.

Genetisk klassifikation av sedimentbergarter

Mekaniska sedimentbergarter (klastiska) består av små nervittrade fragment av tidigare bergarter. Fragmenten har blivit transporterade av vatten, vind eller glaciäris och har blivit avlagrade och ihopcementerade till en klastisk sedimentbergart. Bergartsgruppen kallas även epiklastiska eller detritala sedimentbergarter. Exempel på mekaniska sedimentbergarter är sandsten, lersten och siltsten.

Kemiska sedimentbergarter (icke klastiska) har bildats genom kemisk utfällning ur vatten eller saltlösningar, eller utkristalliserats genom avdunstning av övermättade lösningar. Exempel på kemiska sedimentbergarter är kalkstenar, dolomiter, stensalt och gips.

Organogena sedimentbergarter (icke klastiska) har bildats genom avlagring av ursprungligen organiskt material, skal och skelett av djur samt växtrester som har förstenat. Exempel på kemiska sedimentbergarter är organisk kalksten och kol.

Följande har understött skrivandet (Olav Eklund) av denna artikel: Estlands inrikesministerie och EU:s regionala utvecklingsfond samt västra Finlands länsstyrelse och K.H. Renlunds stiftelse i samband med södra Finlands och Estlands Interreg IIIA –program.