Geologie in Germany

Montag, 5. März 2007

Stylolithen

Stylolithen bilden sich durch chemische Auflösung des festen Kalkgesteins durch Drucklösung. Der tonige Lösungsrückstand bildet ein dünnes Häutchen, das das Gestein in zapfenartige Strukturen trennt. Vertikalstylolithen verzahnen Schichten miteinander. Im Anschliff des Querschnitts durch Stylolithen zeigen sich stark gezackte, nahezu fraktale Linien, die man wegen ihrer Ähnlichkeit mit den Schädelnähten (Suturen) als Drucksuturen bezeichnet. Schön zu sehen ist dies häufig beim "Juramarmor" aus dem man Fensterbänke fertigt. GEORG WAGNER hat die Bildung der Stylolithen schön beschrieben.

Literatur:

WAGNER, G.: Einführung in die Erd- und Landschaftsgeschichte unter besonderer Berücksichtigung Südwestdeutschlands
2. Aufl. Öhringen 1950

MURAWSKI, H.: Geologisches Wörterbuch
6. erg. und erw. Aufl. Enke Stuttgart 1972

Ölschiefer

Der "Ölschiefer" ist genau genommen ein feinlaminiertes bituminöses Tonmergelgestein. Stratigraphisch gehört es zum Toarcium (Lias epsilon).

Es verwittert an der Erdoberfläche über verschiedene Zwischenstadien:

Zuerst wird der an sich recht feste Schiefer durch Oxidation und Hydration aufgelockert. Seine ursprünglich grauschwarze Farbe (durch Kerogen und Pyrit) wird deutlich heller. Er verändert sich zu einem Material, wie auf den Bildern zu sehen ist, das sich wie feuchte Kartonlagen verhält: es biegt sich unter Belastung durch und verliert dabei manchmal die ursprünglich horizontale Lagerung. Die Franzosen bezeichnen solche Schichten, die auch in den Cevennen (z.B. Truc de Balduc) vorkommenden laminierten bituminösen Tonmergel (unteres Toarcium) als "shistes carton".
Der Schiefer zerfällt zu feinen Plättchen, die bei weiterer Verwitterung durch Hydration und die Bildung neuer Tonmineralien zu einem schweren, fetten Lehm umgewandelt werden. Die entstehenden Lehmböden dienen meist dem Ackerbau (z.B. bei Dormettingen oder Leidringen).

Samstag, 3. März 2007

Gagat

Gagat (Jett) ist eine Pechkohlenart, die unter anaeorben Bedingungen aus Treibholz entstehen kann.

Im Liasmeer wurde wärend des Unteren Toarciums (Lias epsilon) Treibholz abgelagert, welches vom nahen Festland stammte, und unter Luftabschluss zu Pechkohle (Gagat) umgewandelt. Am Grunde dieses Meeres herrschten anaerobe bis disaerobe Verhältnisse, sodass die organische Substanz nicht mineralisiert wurde, sondern sich in Form von Kohle erhielt, die einen hohen Anteil an flüchtigen Bestandteilen aufweist. Beim Inkohlungsprozess kam es zum Schwund. Die entstehenden Schwundrisse wurden durch helle Mineralien (Calcit, Baryt) verfüllt.
Gagat zeigt im Anschliff ein warmes, leicht bräunliches Schwarz. In England wurde er unter dem Namen Jett zu Schmuck verarbeitet. Die besten Qualitäten kamen aus Wittby in Yorkshire.

Prähistorische Verarbeitung von Gagat ist belegt, in der Bronzezeit wurden Ornamente daraus hergestellt und in römischen Schreiben wird er erwähnt.
Im Mittelalter fertigte man daraus Kreuze und Rosenkränze. In der Elisabethanischen und Viktorianischen zeit war Jettschmuck sehr beliebt.

Literatur: beyars.com

Samstag, 24. Februar 2007

Dolinen und Erdfälle, typische Karstformen

Durch Lösung des im Untergrund anstehenden Muschelkalks bildete sich eine Doline. Der anstehende untere Keuper (Lettenkeuper) senkte sich mit ein, sodass eine Hohform entstand, die auch als Erdfall bezeichnet wird.

Es handelt sich um eine Lösungsdoline, die dadurch entstand, dass Oberflächenwasser im wasserwegsamen Untergrund im Kalk versank (häufig an einem Kluftkreuz). Dabei kam es zur Lösung des Kalks und Lösungsrückstände (tonig-lehmig) blieben übrig. Diese sammelten sich in der sich bildenden Doline und speicherten Feuchtigkeit, sodass sich durch die dadurch verstärkte Kalklösung allmählich einen Trichter bildete, der sich mit eingeschwemmtem Lösungsrückstand teilweise füllte. Die Doline entwässerte nach unten ins Karstgefäß.
Auf dem Bild, das einen Längsschnitt durch eine Lösungsdoline zeigt sieht man die Trichterform, sowie das gebildete und eingeschwemmte tonig-lehmige Material. Die starke Zerklüftung des Kalks direkt im unteren Bereich der Doline machte den Kalk wasserwegsam ließ einst das Wasser in den Untergrund abfließen.

Bei Steinbrucharbeiten wurde die Doline "halbiert". Im aufgelassenen Steinbruch ist sie als Naturdenkmal geschützt. (Heidenheim Schnaitheim am Moldenberg, ehem. Steinbruch Kraft)

Montag, 5. Februar 2007

Tropfsteinbildung

Wenn ein Höhlensystem ganz oder teilweise trockenfällt, so kommt es dann zur Tropfsteinbildung, wenn durch Deckenrisse kalkgesättigtes Karstwasser austritt. Durch Abgabe von Kohlendioxid an die Höhlenluft wird das Löslichkeitsprodukt des Calciumcarbonats überschritten und es scheidet sich Kalk ab.
Ein ähnlicher Vorgang ist im Wasserkocher zu beobachten, wenn hartes Leitungswasser erhitzt wird: Es kommt zur Kalkabscheidung (in diesem Falle "Kesselstein" genannt).

In Höhlen führt die langsame, aber stetige Kalkabscheidung zur Bildung von Tropfsteinen. Deckentropfsteine (Stalaktiten) haben meist einen inneren, mehr oder minder feinen Kalnal, durch den Wasser sickert, und davon ausgehend radialstrahlige Calcit- oder Aragonitkristalle.
Stalaktiten besitzen einen großen Formenreichtum: Dünne "Makkaroni" können zu tausenden von Höhlendächern hängen, "normale" Tropfsteine treten häufig auf, seltener sind jedoch Excentriques, die teilweise nach den Kristallrichtungen des Calcits oder Aragonits wachsen, teilweise total wirr erscheinen. Blumenkohlartige Gebilde (Blumenkohlsinter) treten ebenfalls auf.
Wenn sich die Deckentropfsteine mit den ihnen entgegenwachsenden Bodentropfsteinen (Stalagmiten) vereinigen, entstehen Tropfsteinsäulen.

Die Bildung der Tropfsteine dauert sehr lange, sodass ein Tropfstein viele Jahrtausende alt sein kann. Auch unter Betonbrücken oder in Betonabwasser- oder Kabelkanälen kann man manchmal die Bildung von "Makkaroni" oder Sinter beobachten, wenn man das Alter dieser Bauwerke kennt, kann man die Wachstumsrate dieser "Tropfsteine" abschätzen.

Schauhöhlen und andere geologische Denkmale finden Sie für Baden-Württemberg in:

THOMAS HUTH: Erlebnis Geologie
Besucherbergwerke, Höhlen, Museen, Lehrpfade in Bden-Württemberg
LRGB Baden-Württemberg Freiburg 2002
ISBN 3-00-009566-7

Montag, 29. Januar 2007

Kalksinterbildung

Kalksinter bildet sich aus Karstwässern, die einen hohen Gehalt an gelöstem Calciumhydrogencarbonat aufweisen. Die Abscheidung von Kalk in Form von Kalksinter (oder Kalktuff) ist die Umkehrung des Vorgangs der Verkarstung.
Bei der Verkarstung löst sich Calciumcarbonat (CaCO3) unter Einwirkung von Kohlenstoff(IV)oxid und Wasser (Kohlensäure) als Calciumhydrogencarbonat ( Ca(HCO3)2 ), welches ca. 10mal so gut wasserlöslich ist. Dieser Vorgang lässt sich mit dem Massenwirkungsgesetz beschreiben, wenn sich ein Lösungsgleichgewicht eingestellt hat.
Tritt solches kalkgesättigtes Wasser aus, so kann durch Entzug von Kohlenstoff(IV)oxid - entweder duch Abgabe an die Luft oder durch die Aufnahme durch Pflanzen (bes. Moose und Algen) - das Gleichgewicht derart gestört werden, dass Kalk ausfällt. Es bildet sich Kalksinter oder Kalktuff, ein Hohlraum durchsetztes Kalkgestein, das häufig auch noch erkennbare Pflanzenreste (Blätter s. Abb.) oder Schneckenhäuser o.ä. enthält. Das stark poröse Gestein läßt sich im bergfeuchten Zustand gut bearbeiten (sägen), ist trocken aber ein guter und wärmedämmender Baustein. In Dießen wurde er häufig verwendet.

Die Kalkabscheidung ist am Rand oder an Stellen, an denen das Wasser schnell fließt (Turbulenzen) am stärksten (Abb.).
So entstehen in Tälern ganze Tuffriegel oder im Verlauf eines Baches immer wiederkehrend Tuffschwellen. Im Extremfall kann es zur Bildung eines sich stets weiterbildenden Wasserfalls kommen (Uracher Wasserfall).
In Dießen hat sich im Verlauf des Bächleins eine Rinne aus Tuff gebildet, die ca. 60 cm über das umgebende Niveau aufragt (Abb.). Das Bächlein fließt also nicht an der tiefsten Stelle! (Vgl. Dammuferfluss)
Das Tal ist durch einen Riegel aus Kalktuff abgeriegelt.

Das Dießener Tal ist als Naturdenkmal unter Naturschutz.

Montag, 22. Januar 2007

Korallen auf der Schwäbischen Alb?

(c) Rachaimer
Thecosmilia (Coelenterata: Anthozoa: Scleractinia)
Oggenhausen R. Nattheim 1980
Sammlung georolf

Korallen auf der Schwäbischen Alb?

An einigen wenigen Stellen auf der Schwäbischen Alb finden sich ungeschichtete Sedimente des Oberen Weißjura (Tithonium), die Korallen enthalten. Eine berühmte Fossilfundstelle ist die Gegend um Nattheim. Die Korallen sind verkieselt (silifiziert), d.h. der ursprünglich aus Kalk bestehende Korallenstock wurde durch Kieselsäuelösungen, welche bei der Diagenese (Verfestigung des Kalkschlamms zum Kalkgestein) im Sediment zirkulierten, in Kieselsäure umgewandelt. Die gelöste Kieselsäure stammt aus den Schwammnadeln von Kieselschwämmen.
Bei den Korallen handelt es sich um Warmwasserkorallen, die einen relativ hohen Salzgehalt ertragen (über 40°%), aber auf zu geringen Salzgehalt sehr empfindlich reagieren. 18-36° warmes, klares Wasser, gute Durchlichtung und Durchlüftung dürften die notwendigen Lebensbedingungen gewesen sein.
Zusammen mit Schwämmen, Muscheln, Schnecken, Seeigeln, Bryozoen (Moostierchen) und Serpeln (Röhrenwürmern) bildeten sie die Lebensgemeinschaft kleiner Riffe (Bioherme). Ammoniten sind sehr selten.

Das Abbildung stellt ein Stück Riffschutt dar. Es sind Serpeln und weitere Korallenarten zusammen mit Thecosmilia sp. versteinert.
Mittels Salzsäure ließ sich das gut verkieselte Stück chemisch präparieren.

Lit.:
B. W. SELLWOOD: Die Faunengemeinschaft kleiner Korallen/Algen-Riffstotzen
in:
W. S. MCKERROW: Palökologie
Kosmos Franckh'sche Verlagshandlung
Stuttgart 1981

GEYER/GWINNER: Die Schwäbische Alb und ihr Vorland
Sammlung geologischer Führer Bd. 67 3. Aufl.
Gebr. Borntraeger Verlag
Berlin Stuttgart 1984