Sedimentologie


Skript, 1999

5 Seiten

Anonym


Gratis online lesen

Geologische Entwicklung der Sedimente im Trierer Raum

Ein tektonisch vorgegebenes Becken, die Trierer Bucht oder Eifeler N-S-Zone, ermöglichte Transgressionen der Tethys von Osten her. Im Wechsel mit terrestrischem Milieu sedimentierten Kalke, Sandsteine, Tone und Evaporite. Das mesozoische Deckgebirge lagert winkeldiskordant über dem variszischen Grundgebirge, genauer gesagt dem Rheinischen Schiefergebirge. Seine Auffaltung fand bereits im Karbon statt.

Während der unteren Trias befand sich hier der Rand des germanischen Beckens. Eine fluviale Sedimentation mit Material aus Zentralfrankreich legte die Grundlage für die Entstehung des Buntsandsteins. Am Ende des Buntsandsteins transgressierte das Meer von Norddeutschland aus. Das marine Milieu ließ den Muschelkalk entstehen. Wegen einer Vermischung mit fluvialen Sedimenten ist die Ausbildung des Muschelkalks hier stark sandig, weswegen die Bezeichnung Muschelsandstein verwendet wird. Im Mittleren Muschelkalk bildete sich eine große aride Ebene mit Salzseen. Diese Evaporitplattform hinterließ Ton, Schluff und Evaporite, wie v.a. Gips, Anhydrit und Halit. Im Oberen Muschelkalk fand eine erneute Transgression statt, diesmal von Süden aus über die Burgunder Pforte. Zur Ablagerung kamen wiederum Karbonate. Stratigraphisch ist der Obere Muschelkalk in die dickbankigen Trochiten-Schichten (Seelilien) und dünneren Ceratiten- Schichten (Ammoniten) unterteilt.

Im Keuper verflachte das Becken und unter aridem Klima kam es zur Ausbildung einer Evaporitplattform. Wiederum sedimentierten Ton, Schluff und Evaporite. Im Rät und Jura stellte sich eine fluviale Sedimentation ein, die Sand von Norden in ein unmittelbar angrenzendes Meeresbecken (Pariser Becken) als off-shore-Ablagerung schüttete (daher Umkehrung der Schüttungsrichtung). Der Sand bildet heute den Luxemburger Sandstein.

1. Standort: Buntsandstein

Der Aufschluß einer Buntsandstein-Wand läßt einen Wechsel von Schräg- und Horizontalschichtung erkennen. Die Schrägschichtungen sind aus Strömungsrippeln entstanden. In Bachbetten mit Korngrößen von Grobschluff bis Feinsand und einer Fließgeschwindigkeit von 30 bis 60 m/s kam es zur Ausbildung von Strömungsrippeln. Die zunehmende Akkumulation hatte eine Verlagerung des Bachbetts zur Folge, wobei die Strömungsrippeln erosiv angeschnitten wurden. Die im neuen Bachbett abgelagerte Schicht grenzt daher an die vorherige in Form einer Erosionsdiskordanz. Auf diese Weise entwickelten sich ineinandergreifende Schrägschichtungsblätter. An der Basis jeder Schicht sind Gerölle ausgebildet, deren schlechte Rundung ein Indiz für eine geringe Transportweite ist.

Stellenweise sind wabenförmige Reihen zu erkennen (Wabenverwitterung). Für die Entstehung der Löcher sind Frostsprengung, Salzsprengung und auch Lösung der Bindemittel verantwortlich. Das Auftreten dieser Prozesse ist an Stellen mit Sickerwasseraustritt gebunden. Zusätzlich ist ein arides Mikroklima, wie es an südexponierten Wänden unterhalb von Überhängen (Schutz vor ablaufendem Regenwasser) auftritt, notwendig. Die Aridität ermöglicht das Verdunsten des Sickerwassers, wobei gelöste Salze auskristallisieren und Salzsprengung bewirken. Im Winter ist die Frostsprengung infolge des Sickerwasseraustritts verbunden mit einer höheren Anzahl von Frostwechseltagen (südexponiert bedingte Erwärmung) besonders aktiv. Ist ein Loch erst einmal entstanden, konvergiert das Sickerwasser zum Loch hin, wodurch die Außenränder des Lochs wasserärmer werden. Die Konsequenz ist das Wachstum des Lochs in die Tiefe. Mit der Zeit entstehen dadurch schichtenparallele Waben, da die Sickerwasserbahnen im Sandstein v.a. an Schichfugen geknüpft sind.

Daneben treten wulstförmige Belastungsmarken an der Unterseite von grobem Material im Wechsel zu feinem auf. Ursache hierfür ist das Einsinken des schwereren Sands in das tonigere Material.

Daneben treten wulstförmige Belastungsmarken an der Unterseite von grobem Material im Wechsel zu feinem auf. Ursache hierfür ist das Einsinken des schwereren Sands in das tonigere Material.

Mineralogisch sind die Sandkörner aus Quarz, Feldspat und Hämatit (als Kornüberzug) aufgebaut. Der Feldspatanteil ist für Buntsandstein relativ gering. Als Ursache kommt die Ablagerung der granitischen Feldspäte aus Zentralfrankreich im engen Trierer Tal in Betracht, wobei das Material der Umgebung (Tonschiefer und Quarzit) eine Verdünnung bewirkte. Helle Bereiche sind durch Bleichung des Hämatits als Folge einer Reduktion zu zweiwertigen Eisenverbindungen durch Porenwasserüberschuß entlang von Klüften entstanden. Dunkle Bereiche sind auf Manganausscheidungen zurückzuführen, die z.B. auf einer Kluft mit längere Zeit stehendem Grundwasser ausgefällt wurden. Violette Bereiche stellen fossile Bodenbildungen dar. Die violette Farbe beruht auf der Kombination von Hämatit- und Manganüberzügen.

Im untersten Wandabschnitt fällt ein Band mit laminiertem, feinerem Material auf. Hierbei handelt es sich um Hochwasserablagerungen außerhalb des Flußbetts. Teilweise fand eine spätere Erosion dieses Materials statt, weswegen man im groben Sandstein wieder zur Ablagerung gekommene Bruchstücke in Form von Tonflatschen vorfindet. Hydrogeologisch ist der Sandstein allgemein ein relativ guter Grundwasserleiter (in Poren und v.a. Klüften). Stauende Effekte treten aber in tonigen Bereichen auf.

Ingenieurgeologisch betrachtet besteht eine Gefahr von Felsstürzen, insbesondere dort, wo sich zwei Kluftrichtungen keilförmig schneiden.

2. Standort: Oberer Muschelkalk

Der Obere Muschelkalk entstammt einer küstennahen Flachwassersedimentation. Der Wellengang hat zur Entwicklung der typischen symmetrischen Oszillationsrippeln geführt, die durch die Orbitalbewegungen der Wasserteilchen zustandekommen. Im Bereich der Brandung bildeten sich infolge der Refraktion dagegen zungenförmige Strömungsrippeln (Zungenrippeln). Sehr regelmäßige Horizontalschichtung ist auf Bereiche mit gleichmäßiger Strömung beschränkt.

Vereinzelt findet man Schleifmarken, die geradlinige Erhöhungen darstellen. Ihre Genese verdanken sie Gegenständen, z.B. Fossilien oder Tonscherben, die durch die Strömung über das Sediment geschleift wurden und dabei Rillen eintieften, die später verfüllt wurden. Auf Schichtflächen lassen sich braune Ausblühungen von Manganoxid (Mangandendriten) erkennen.

In feinerem Material liegt ein hoher Anteil von organischem Material (mit Pflanzenresten) vor, das stellenweise als dunkle Flecken auftritt und für eine hohe Bioturbation verantwortlich war, wodurch die primäre Schichtung verwischt ist. Aus der Aktivität der Organismen resultieren weitere biogene Strukturen, als Spurenfossilien bezeichnet. Zu nennen wären Freßbauten und Wohnbauten, speziell Spreitenbauten, die aus übereinander stehenden konkaven Lamellen mit U-förmigen Röhren aufgebaut sind.

3. Standort: Rutschung im Muschelkalk

Die Ausgangssituation der Rutschung war die Lagerung des Oberen Muschelkalks auf dem Mittleren Muschelkalk. Der Mittlere Muschelkalk ist durch quellfähige Tonminerale und Gips gekennzeichnet, deren Quellung zu einer Volumenzunahme führte. Daneben kam es auch zu Lösungserscheinungen im Gips, wodurch sich Hohlräume bildeten. Alle genannten Erscheinungen verursachten eine Auflockerung des Oberen Muschelkalks. Gefördert wurden die Quell- und Lösungsprozesse durch die starke Verkarstung des Oberen Muschelkalks. Schließlich gleitete der Obere Muschelkalk auf dem tonigen Untergrund ab. Eine Reaktivierung des alten Rutschgebietes löste der Bau einer Strassentrasse durch eine Hanganschneidung aus. Folglich ereignete sich eine erneute Rutschung. Dabei kam es zu Rotationsbewegungen mehrerer Schollen und Bildung einer Abrißkante. Momentan ist noch eine Kriechbewegung feststellbar.

Um den Hang zu stabilisieren, wurden Sicherungsmaßnahmen durchgeführt. Am Hangfuß wurde ein Gabbione (Stützmauer aus Geröllen, mit Drahtnetz befestigt) angelegt. Seine Masse schränkt die Kriechbewegung ein. Gabbione haben den Vorteil, daß sie kein Wasser stauen und nicht spröde reagieren. Zusätzlich wurden Dübel im Festgestein verankert. Dadurch erreicht man eine gewisse Befestigung der Gleitmasse.

4. Standort: Mittlerer Muschelkalk

Der Mittlere Muschelkalk besitzt einen hohen Anteil an Gips und quellfähigen Tonmineralen, speziell Corrensit, eine Vermiculit-Smektit-Wechsellagerung. Die Schichtenfolge setzt sich aus einem Wechsel von Ton, Schluff, mergeligem Ton und Gips zusammen. Beim Gips läßt sich eine primäre und eine sekundäre Bildung unterscheiden. Der primäre Gips ist aus Salzseen kristallisiert und infolge eines Tonanteils unreiner. Der sekundäre Gips wurde in Klüften und Schichtflächen aus Lösungen als Fasergips abgeschieden. Eine Besonderheit ist die Existenz von Steinsalzpseudomorphosen. Durch Lösung von würfelförmigen Steinsalzkristallen bildeten sich Hohlräume, die mit Schlamm ausgefüllt wurden. Dabei blieb die Würfelform erhalten, da der Schlamm eine geringfügige Korngrößendifferenz zum umgebenen Schlamm aufwies.

5. Standort: Rutschungen im Muschelkalk

Über den Tonen des Mittleren Muschelkalks kommen weitere, oft anthropogen verstärkte Rutschungen vor. Vor allem die Flurbereinigung wirkte sich negativ aus, da Unebenheiten aufgefüllt wurden mit der Konsequenz einer zusätzlichen Auflast. Des weiteren wurden Quellaustritte verstopft und somit ein Wasserstau verursacht. Um die aktuelle Gefahr zu bewerten, werden Bohrungen zur Untersuchung der Scherfestigkeit sowie Inklinationsmessungen in Bohrlöchern (Messung der Neigungsänderung mit der Zeit) unternommen. Die Ergebnisse resultieren in einer Einteilung der Hänge in Sicherheitsstufen.

Eine spezielle Ursache hatte eine Rutschung von 1963. Eine zunehmende Schlammverfüllung einer Einsturzdoline führte zum Durchbruch der Doline mit anschließendem hangabwärts fließendem Schlammstrom.

5 von 5 Seiten

Details

Titel
Sedimentologie
Hochschule
Universität Trier
Jahr
1999
Seiten
5
Katalognummer
V96216
Dateigröße
366 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Sedimentologie
Arbeit zitieren
Anonym, 1999, Sedimentologie, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/96216

Kommentare

  • Noch keine Kommentare.
Im eBook lesen
Titel: Sedimentologie



Ihre Arbeit hochladen

Ihre Hausarbeit / Abschlussarbeit:

- Publikation als eBook und Buch
- Hohes Honorar auf die Verkäufe
- Für Sie komplett kostenlos – mit ISBN
- Es dauert nur 5 Minuten
- Jede Arbeit findet Leser

Kostenlos Autor werden