06 Fakultät Luft- und Raumfahrttechnik und Geodäsie
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Item Open Access Volcanic evolution of Southern Tenerife (Canary Islands) during the Pleistocene and Holocene(2009) Kröchert, Jörg; Buchner, Elmar (PD Dr.)The Canary Islands are a group of volcanic ocean islands in the Central Atlantic near the continental margin of northwest Africa. Tenerife, with a volcanic history of more than 12 Ma of subaerial eruptions, is the largest island of the Canaries and is situated in the centre of the Archipelago. The Quaternary Bandas del Sur Formation in the South of Tenerife comprises a complex sequence of pyroclastic rocks and lavas and is part of the southern rift zone. In contrast to the northwest and northeast rift zones on Tenerife, the southern rift zone comprises a number of characteristics with respect to the morphological features, eruption cyclicity, and the geochemistry of the volcanic deposits. Various flank eruptions of the Las Cañadas volcano associated with basaltic lavas and the formation of cinder cones within the Bandas del Sur are important volcanic units for understanding the explosive volcanic cycles during the Pleistocene on Tenerife. Paleomagnetic studies, geochemical analysis of major and trace elements, and two radioisotopic dating (K-Ar) have been carried out on prominent cinder cones, to determine their stratigraphic position. By combining the results with previous K-Ar data in the Literature, the cones and lavas can be subdivided into three stratigraphic units. Cinder cones that belong to the first unit show reverse magnetization and Y/Nb ratios between 0.37-0.41; cinder cones of the second unit show normal magnetization and Y/Nb ratios of <0.35. The third unit comprises cinder cones with normal magnetization and Y/Nb ratios of about 0.47. The first two units were constructed between ~0.948-0.779 Ma and 0.323-0.300 Ma. These units define volcanic cycles that culminated in violent Plinian eruptions. The third and youngest unit possibly marks the beginning of a further volcanic cycle that started ~0.095 Ma ago. In order to reconstruct the uplift history of Tenerife, numerous uplifted fossil beaches and tuff cones were investigated. In the North and Northeast of Tenerife, the positions of fossil beaches indicate stable conditions since 130 ka. The uplift rates in southern Tenerife (within the Bandas del Sur) amount to a minimum of 15 m since 778 ka at Montaña Pelada and to a maximum of up to 45 m since 10 ka in the area of El Médano, suggesting an asymmetrical uplift of the island complex. The uplift in the South could be caused by seismic activity or mass loss due to flank collapse events. However, uplift due to ascending magma is more plausible. The fossil beach deposits of the El Médano area exhibit tubular-shaped concretions and concretionary dykes. These sediment structures have been interpreted as the result of a) the interaction between hot ignimbrites that overflowed wet beaches, b) fast accumulation of beach sands on hot and degassing ignimbrites, c) paleoliquefaction caused by an earthquake (seismites). Based on the interpretation as seismites, an intense paleoearthquake was proposed to be responsible for the generation of the paleoliquefaction structures. However, the sedimentary structures in question show the general criteria diagnostic for rhizocretions and root tubules with respect to their orientation, size, branching system, and style of cementation. Faults of a well-defined strike direction that precisely coincides with the southern rift fault system occur in the El Médano site. This fault system was generated contemporaneously with a chain of cinder cones ~948 ka ago. Open fractures in ignimbrites (~668 ka) and the fossil beach deposits (~10 ka) of the El Médano area suggest that the rift-associated fault system has been seismically active in the aftermath and probably is still active. A further fault system striking perpendicular to the rift-associated faults probably originates from a Holocene paleoearthquake of moderate intensity. Earthquake-induced ground effects in the fossil beach deposits of the study area are consistent with seismically induced ground effects of several recent and well-documented earthquakes and gravitational sliding triggered by an intense earthquake in Nicoya/Costa Rica in 1990. Both, the rift-associated and the earthquake-induced fault system, initially produced open cracks in the fossil beach deposits that were occupied by plants and subsequently stabilized by cementation. These results accentuate that the densely settled southern part of Tenerife is latently endangered by volcanic and seismic activity, though, currently, there are no indications of increasing volcanic activity in this region. Uplift due to recent magma loading is not observable and the intensity of a paleoearthquake in the El Médano area was probably considerably lower than mentioned in the literature.Item Open Access Rekonstruktion der Ablagerungsverhältnisse im nordalpinen Vorlandbecken Südwest-Deutschlands(2006) Maurer, Holger; Seyfried, Hartmut (Prof. Dr.)Während der Erdöl- und Ergasprospektion zu Beginn der 50er Jahre rückte das Nordalpine Vorlandbecken (Molassebecken) in den Mittelpunkt des Forschungsinteresses. In den kommenden Jahrzehnten wurden zahlreiche Tiefbohrungen im Molassebecken abgeteuft und somit die Grundlage für eine lithostratigraphische Gliederung der sedimentären Abfolge geschaffen. Bis zur heutigen Zeit gibt es nur wenige sedimentologische und sequenzstratigraphische Untersuchungen zum Ablagerungsmilieu der klastischen Sedimente im Nordalpinen Vorlandbecken Süddeutschlands. Das Ziel der vorliegenden kumulativen Arbeit war es, in verschiedenen Themenbereichen mit sedimentologischen, paläopedologischen, geophysikalischen und mathematischen Methoden die Ablagerungsverhältnisse im Molassebecken zu rekonstruieren. In fünf Veröffentlichungen werden verschiedene stratigraphische Altersabschnitte des Nordalpinen Vorlandbeckens in Südwestdeutschland behandelt. Der Schwerpunkt der Untersuchungen wurde dabei auf die ältesten und die jüngsten Sedimentabfolgen im Molassebecken gelegt, die gleichzeitig den Beginn und das Ende der sedimentären Vorlandbecken-Entwicklung repräsentieren.Item Open Access Dreidimensionale Finite-Elemente-Simulation der Standsicherheit von Auslaugungshohlräumen und deren geologische Bewertung (Gipskeuper-Formation, Stuttgart-Bad Cannstatt)(2008) Schweikardt, Steffen; Rogowski, Eckard (Prof. Dr. rer. nat.)In Stuttgart-Bad Cannstatt kommt es seit Jahrzehnten durch Auslaugung gipsführender Gesteine zu Erdfällen und Bauschäden. Erdfälle entstehen aus dem vertikalen Verbruch natürlicher Hohlräume bis zur Geländeoberfläche. Der letzte Erdfall ereignete sich in der Nacht vom 12. auf den 13. Mai 2000 auf dem Freigelände eines Kindergartens. Dieser Erdfall war Anlass für eine umfangreiche Untersuchungskampagne mit geoelektrischen, seismischen und mikrogravimetrischen Methoden. In der Nähe des Kindergartens wurde in einer Kernbohrung innerhalb der Grundgipsschichten des Mittleren Keupers ein Auslaugungshohlraum erbohrt und mit der Sonarmethode vermessen. Diese Daten sind die Grundlage einer numerischen Untersuchung der Standsicherheit mit der Methode der finiten Elemente, bei der axialsymmetrische und dreidimensionale Finite-Elemente-Netze erstellt und idealisierte Fallbeispiele berechnet werden. Die Randbedingungen bei der numerischen Standsicherheitsprozedur der phi-c-Reduktion werden mit Finite-Element-Netzen bestimmt. Variablen sind die im Stoffgesetz nach Mohr-Coulomb verwendeten Bodenparameter, die Größe des Finite-Elemente-Netzes, die Geometrieelemente des Auslaugungshohlraums (Kontur und Radius) und die Tiefenlage des Hohlraumes. Im Rahmen von Berechnungsreihen mit idealisierten Fallbeispielen werden die Einflüsse des Grundwassers und der Lockergesteinsüberdeckung auf die Standsicherheit untersucht. Im letzten Schritt wird eine bessere Annäherung der numerischen Simulation an die natürlichen Verhältnisse erreicht, indem unterschiedlich lange Hohlraumachsen in das dreidimensionale Finite-Elemente-Netz Eingang finden. Die Berechnungsergebnisse zeigen, dass die Scherparameter Kohäsion und Reibungswinkel, wie sie im Stoffgesetz nach Mohr-Coulomb verwendet werden, maßgeblich die Stabilität der Auslaugungshohlräume bestimmen. Die Zugspannung ist ein weiteres wichtiges Kriterium für die Entwicklung des Verbruchs. Erdruhedruckbeiwert und Dilatanzwinkel haben keinen wesentlichen Einfluss auf die Standsicherheit. Die mechanischen Gebirgseigenschaften bestimmen die Standsicherheit. Die geometrischen Bedingungen (Hohlraumgröße und Mächtigkeit der Überdeckung) entscheiden über die Verbruchsart bei unterschrittener Standsicherheit. Bei tiefliegenden Hohlräumen ist lediglich ein Gewölbeverbruch (Verbruch des Gesteins im Entlastungsgewölbe) über dem Hohlraumdach vorhanden, bei größeren Hohlräumen oder geringerer Überdeckung geht dieser in einen Schlotverbruch (zylinderförmiger Verbruch des Gesteins zur Geländeoberfläche) über. Der Auslaugungshohlraum verändert seine Tiefenlage zuerst durch Hochbrechen im Festgestein, und zwar je nach Stabilität der Gesteine von Schicht zu Schicht und schließlich durch Nachbrechen der hangenden Lockergesteine, bis die Absenkung als Erdfall zutage tritt. Für die analytische Betrachtung wird der stark vereinfachte Bruchmechanismus eines zylinderförmigen Gebirgspfropfens über dem Hohlraum verwendet. Dieser Ansatz stimmt gut mit dem sich abzeichnenden Bruchkörper überein, wie er bei der phi-c-Reduktion in Erscheinung tritt. Die analytische Lösung wird der numerisch bestimmten Standsicherheit angenähert, um eine maximale Standsicherheit für eine beliebige Gesteinsschicht zu errechnen und zu ermitteln, bei welcher Tiefe der Verbruch zum Erdfall eintritt. Im Ergebnis zeigt sich, dass der untersuchte Hohlraum unter den derzeitigen geologischen und geotechnischen Bedingungen stabil ist.Item Open Access Sequence stratigraphy, sedimentology and provenance of the Upper Cretaceous siliciclastic sediments of South Jordan(2005) Baaske, Uwe Peter; Krawinkel, Hannelore (PD Dr.)The aim of this study was to establish a sequence stratigraphic framework for the Upper Cretaceous (Albian to Santonian) sedimentary rocks of South Jordan. This was accomplished by detailed sedimentological studies and facies analysis. Furthermore the provenance and weathering history of the siliciclastic rocks was determined by using sedimentary petrography and bulk rock geochemistry. The study area is situated in the southern part of Jordan, about 60 km south of the city Ma'an, between the city Ras en Naqb in the West to Naqb Ataik in the East. Here a succession of Palaeozoic to Cretaceous sedimentary rocks is exposed along a NW-SE to E trending, about 90 km long escarpment. Along this escarpment fifteen vertical sections were logged in detail and samples where taken in the Cretaceous deposits. On the basis of these logs the facies analysis and sequence stratigraphic interpretation was carried out. Selected samples were used for petrographical and geochemical studies. Facies analysis showed that the Upper Cretaceous sediments were deposited in a terrestrial to marine setting. The examined sedimentary succession comprises ten environmental depositional facies, which can be grouped into four major facies associations. These four facies associations are (i) the shelf facies association, (ii) the shoreface facies association, (iii) the marginal marine facies association and (iv) the coastal plain facies association. The repeated interfingering of terrestrial and marine environments shows, that the examined sediments were deposited in a shallow marine siliciclastic to mixed siliciclastic-carbonate coastal system. The facies correlation of the logged sections reveals that the sedimentary succession can laterally be sub-divided into three major depositional systems: (i) a siliciclastic ramp, (ii) a mixed carbonate-siliciclastic ramp and (iii) an alluvial system. Vertically these depositional systems are arranged in repeating cyclothems. An ideal cyclothem consists of a retrograding siliciclastic ramp system, a mixed siliciclastic-carbonate ramp system, a prograding siliciclastic ramp system and is ended by an alluvial plain system. The shelf system was generally wave/storm dominated, whilst the prograding siliciclastic ramp system was supply dominated. The retrograding siliciclastic ramp, as well as the mixed siliciclastic-carbonate ramp system was accommodation-dominated. The coastal system can be divided into a regressive and a transgressive system. Under regressive sea-level conditions sand dominated braid deltas formed. Transgressive sea-level conditions resulted in a coastal system controlled by wave dominated estuaries and barrier/lagoon complexes. On the coastal plain anastomosing to meandering sand dominated river systems with wide overbank areas developed during transgressive times. During regressive sea-level conditions the nearshore river system changed to a more braided one that was directly linked to the braid deltas forming during these intervals. The sequence stratigraphic interpretation of the correlated sections shows that the studied sedimentary succession includes eight third-order sequences. The basal four sequences comprise the Cenomanian to Coniacian Ajlun Group, while the top four sequences are situated within the Coniacian to Santonian Belqa Group. Moreover sequences 1, 2 and 4 can each be further subdivided into two sequences of higher order. Basically all sequences include forced regressive deposits formed during the relative sea-level fall. Characteristic features of forced regressions, like for example sharp based shoreface deposits, are frequently present within the logged sections. Due to the significance of the regressive part of the relative sea-level for the studied sediment succession the sequence stratigraphic model introduced by Plint and Nummedal (2000) was used. This sequence stratigraphic model combines the complete sea-level fall in a new falling stage systems tract (FSST), which opposes LST, TST and HST. Comparison of the sequence stratigraphic interpretation with the major depositional systems shows that the depositional systems correspond very well with the four systems tracts of the applied sequence stratigraphic model. The alluvial plain system developed during the LST, the retrograding siliciclastic ramp system during the TST. The mixed carbonate-siliciclastic ramp system corresponds to the HST and the prograding siliciclastic ramp system is associated with the FSST. Relative sea-level changes and sediment supply were the main controlling parameters for the sequence architecture of the examined deposits. Since subsidence was low and no synsedimentary tectonic influenced the examined sediments, the relative sea-level changes are basically eustacy driven. Therefore the reconstructed sea-level curve resembles strongly global curves. The siliciclastic sediment supply is related to sea-level changes and associated with back stepping fluvial incision during the FSST and LST. Light mineral analysis shows that the Cretaceous sands and sandstones of South Jordan are basically mineralogical mature and can be classified as quartz arenites. Only the fine to medium grained sands and sandstones of the study area exhibit a slightly higher content of feldspar, classifying them as subarkoses. Heavy mineral analysis reveals a dominance of the ultrastable heavy minerals zircon, tourmaline and rutile. Especially zircon is predominant in the examined samples. With a mean ZTR-index of 97.9, the heavy mineral content reflects the mineralogical maturity of the sediments shown by the light mineral analysis. The studied sands and sandstones experienced a rather restricted spectrum of diagenetic processes. The compaction of the sediments was low to moderate, which is for example reflected by high IGV values. This and the lack of destructive grain contacts and pressure solution indicate that the sediments did not encounter deep burial or thick overburden. Concerning the cementation of the examined sediments, the sandstones display three major cementing phases. Sandstones cemented by clay minerals are only weakly lithified and display the highest intergranular porosities of all samples. Sandstones cemented by carbonate minerals (calcite and dolomite) or iron-oxides are well lithified and usually display only low values of intergranular porosities. The cementation with carbonate minerals is facies dependant and only occurs in marine sediments. Both, petrographic and geochemical provenance analysis point to the deposition of the Cretaceous sandstones of South Jordan within a passive continental margin setting. As source rock for the studied samples a continental block and/or a craton interior is most likely. Furthermore, a clear trend towards a recycled sedimentary source is obvious in the petrographical as well as in the geochemical studies. Especially the presence of resedimented quartz grains and the enrichment of zircon in the sediments support this. The presented study shows that the Arabo-Nubian-Shield and its Palaeozoic sedimentary cover are the source area for the Cretaceous siliciclastic sediments of South Jordan. The examined sediments follow normal weathering trends in the weathering diagrams. The corresponding CIA values point to a moderate weathering for most samples. Only the sandstone and some claystone samples have high CIA values typical of recycled sediments.Item Open Access Die klastischen Sedimente der karbonen Hochwipfel- und Auernig-Formation der Ostkarawanken (Österreich/Slowenien) : Sedimentologie, Geochemie und Provenanz(2001) Kutterolf, Steffen; Krawinkel, Hannelore (PD Dr.)In dieser Arbeit untersuche ich die karbonen Sedimente der Hochwipfel- und Auernig-Formation in den Ostkarawanken (Österreich/Slowenien). Aus den Ergebnissen der Sedimentologie, Geochemie und Petrographie versuche ich, mit Hilfe der Provenanzanalyse die Entwicklung des Ablagerungsraumes und die geodynamische Stellung der Sedimentationsbecken in den paläozoischen Karawanken zu rekonstruieren. Diese werden dann in einen plattentektonischen Zusammenhang eingebunden und eine karbone Beckenentwicklung abgeleitet. Die Änderungen der unterschiedlichen Provenanzsignaturen aus der Dünnschliff- und Schwermineralanalyse sowie der Mineralchemie und Gesamtgesteinsgeochmie lassen es zu, folgende Beckenentwicklung für die Hochwipfel- und Auernig- Formation anzunehmen. Im Liegenden der Hochwipfel-Formation entwickelte sich in Folge von Dehnungen in der kontinentalen Kruste ein Becken, in das vor allem Detritus des kontinentalen Hinterlands gelangt. Im Folgenden wird der Einfluss eines magmatischen Bogens im Randbereich des Ablagerungsbeckens stärker und führt zu einer Mischung der Liefergebiete. Zum Hangenden der Hochwipfel-Formation hin wird dieser aktive magmatische Bereich im Zuge der variszischen Orogenese zergliedert und aufgearbeitet. Der Detritus dieses erodierten magmatischen Bogens dominiert die Sedimente der obersten Hochwipfel-Formation. Bei der Schließung des Hochwipfel-Beckens entstanden kleinen Restbecken, in denen sich der liegende Teil der Auernig-Formation ablagerte. Als diese Restbecken verfüllt waren, entwickelte sich im oberen Teil der Auernig-Formation eine flachmarine, klastische und karbonatische Sedimentation eines Randmeeres. Diese Beckenentwicklung erklärt am Besten die sedimentologischen, petrographischen und geochemischen Merkmale in den Sedimenten der Hochwipfel- und Auernig-Formation der Ostkarawanken, die von mindestens zwei unterschiedlichen Liefergebieten geschüttet werden.Item Open Access Höhlen der Schwäbischen Alb als Pegelschreiber für Flussgeschichte und Tektonik in Südwestdeutschland seit dem Miozän(2011) Strasser, Marcel; Seyfried, Hartmut (Prof. Dr.)Die verkarsteten oberjurassischen Kalksteinabfolgen der Schwäbischen Alb enthalten zahlreiche Höhlen, Dolinen, Karstwannen und Trockentäler. Ebenso sind in diesem Gebiet Felsterrassen, Schotterablagerungen, Vulkanschlote und Meteoritenkrater bekannt, die für die Rekonstruktion der Landschaftsgeschichte wertvolle Zeitmarker darstellen. Die räumliche Anordnung der meisten Karsterscheinungen ist nach der gängigen Auffassung eng an eine fortschreitende, diskontinuierliche Tieferlegung des Karstwasserspiegels gebunden. Aufgrund der Lage am Nordrand des Nordalpinen Vorlandbeckens und östlich des Oberrheintalgrabens ist es wahrscheinlich, dass Karstwasserspiegelbewegungen auf Hebungsvorgänge der Schwäbischen Alb und Meeresspiegelschwankungen beruhen. Viele Höhlen können nach bisherigem Verständnis direkt als Pegelschreiber für Paläokarstwasserspiegel herangezogen werden, in der Annahme, dass sich ausgedehnte horizontale Höhlenetagen nur dann bilden konnten, wenn der Karstwasserspiegel über relativ lange Zeiträume hinweg annähernd stabil auf einem Höhenniveau verweilte, während bei rapidem Absinken des Karstwasserspiegels weniger Hohlräume oder nur senkrechte Schächte entstanden. Im Widerspruch dazu wurde für bestimmte Höhlentypen in den letzten Jahren verstärkt über eine vom Karstwasserspiegel unabhängige, von unten nach oben ablaufende Höhlenbildung (hypogene Speläogenese) berichtet, die hier auch für Höhlen der Schwäbischen Alb diskutiert werden muss. Als Beispiel für ein komplexes 3-D-Labyrinth mit mehreren Etagen wird in dieser Arbeit die Laierhöhle bei Geislingen an der Steige beschrieben und interpretiert. Ganganordnung und bestimmte Lösungsformen in der Höhle stimmen mit typischen Merkmalen (feeder, Wandkanäle, outlets und Deckenrinnen) für die hypogene Höhlenbildung überein, jedoch sind wichtige Bedingungen wie artesische Grundwasserverhältnisse, geringleitende Schichten über und unter der verkarstungsfähigen Formation oder hydrothermale Wässer nicht erfüllt. Andere Merkmale wie deutliche horizontale Etagen, Wasserspiegelmarken, Schlüssellochprofile und mächtige Sedimentverplombungen sprechen für eine epigene (nahe am Karstwasserspiegel ablaufende) Höhlenentwicklung. Daher stelle ich ein Mischmodell zwischen den beiden Endgliedern der hypogenen und epigenen Höhlenentstehung auf, bei dem die Höhle nach einer starken initialen Raumerweiterung ihre entscheidende Etagenform durch unterschiedlich lange stabile Phasen des Karstwasserspiegels erhielt. Dadurch ist es gerechtfertigt, Korrelationen zwischen horizontalen Höhlenetagen, Talböden, Felsterrassen, lokal vorkommenden Schottern und anderen Höhlen aufzustellen, was neue und präzisere Daten über Flussgeschichte, Wandel des Abflussmusters und Hebungsvorgänge von Teilen Südwestdeutschlands lieferte. Im Verlauf der Höhlensedimentanalyse kamen metallische kugelförmige Partikel zum Vorschein. Diese Sphärulen entstanden beim Eintritt von Meteoriten in die Erdatmosphäre durch Ablation, regneten ab und wurden nach und nach in damalige Karsthohlräume eingespült, wo sie bis heute archiviert sind. Sphärulen aus Laierhöhle, Laichinger Tiefenhöhle und Mordloch entstanden vermutlich beim Einschlag des Steinheim- und/oder des Nördlingen-Meteoriten und sind daher 14,59 Ma alt. Neben den allgegenwärtigen Titanmagnetiten, die dem Urach-Kirchheimer Vulkanismus zugeordnet werden können, bilden die Sphärulen einen weiteren Zeitmarker für eine mittelmiozäne Landoberfläche. Mit dieser Arbeit korreliere ich speläogenetische und geomorphologische Erscheinungsformen und kam so zu einer Chronologie der wichtigsten landschaftsgeschichtlichen Ereignisse. Die Laierhöhle dokumentiert fünf Phasen eines stabilen Karstwasserspiegels über einen Gesamtzeitraum vom späten Mittelmiozän bis zum Übergang vom Pliozän ins Pleistozän. Die ersten beiden stabilen Phasen fanden im späten Mittelmiozän und dem Spätmiozän statt (Horizontalniveaus 1 und 2a). Die stabile Episode, die für die Bildung des Niveaus 2b verantwortlich war, fällt in das frühe Pliozän. Die Niveaus 3a und 3b sind räumlich deutlich getrennt, müssen sich aber innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne gegen Ende des Pliozäns gebildet haben. Im Arbeitsgebiet beträgt die Gesamttiefe der zu danubischen Zeiten abgelaufenen penetrativen Verkarstung 120 m. Die dafür notwendige Zeitspanne betrug ungefähr 12 Ma, woraus sich eine durchschnittliche Hebungsrate der Kruste von 0,01 mm/a ableiten lässt.Item Open Access Die klastischen Sedimente von Süd-Elfenbeinküste : Provenanz, Umlagerungsprozesse und Entstehung des Goldvorkommens 'Belle Ville'(2001) Wozazek, Stefan; Krawinkel, Hannelore (PD Dr.)In meiner Arbeit untersuche ich Prozesse, die im Gebiet des randlichen 'Côte d’Ivoire'-Beckens die Ausbildung der klastischen Sedimente bestimmten. Für die Untersuchung wählte ich kretazische bis tertiäre Sedimente des Beckens und quartäre, goldführende Ablagerungen nördlich des Beckenrands aus. Die Schwermineralassoziation der Sedimente von Alb bis Turon zeigt nahegelegene Liefergebiete und kurze Transportwege an. Die Schwermineralführung der Sedimente von spätem Cenoman bis Neogen lässt auf eine Vergrößerung des Liefergebiets und auf einen längeren Transport schließen. Der Wechsel in der Schwermineralassoziation während des späten Cenomans zeigt den Übergang von der Syn-Rift-Phase mit einer störungsgebundenen Kliffküste zu der Drift-Phase mit einer Ausgleichsküste auf einem schmalen Schelf. Tertiäre Meeresspiegelschwankungen führten mehrfach zur Freilegung des Schelfs und zu lateritischen Bodenbildungen auf den randmarinen Sedimenten. Aufgrund des Südwest-Monsuns herrschte während des Neogens ein östlich gerichteter Strandversatz vor. Dagegen überwog während des späten Cenoman bis ins Paläogen ein Südost-Passat, der einen westlich gerichteten, lateralen Sedimenttransport verursachte. Nördlich des Beckenrands befinden sich über alteriertem Basement sedimentäre Goldvorkommen. Die Primärmineralisation fand während einer bruchhaften Deformationsphase im Proterozoikum statt. Ein humid-tropisches Klima führte zur Ausbildung von mächtigen Verwitterungsdecken. Das Gold unterlag supergener Alteration. Während einer arideren Klimaphase kam es zur Zerschneidung der Rumpffläche. Das Gold wurde dabei mechanisch umgelagert. Anschließende chemische Verwitterung zeigt die Rückkehr humid-tropischer Verhältnisse an. Die Korrelation von Flächenbildungs- und Einschneidungsphasen zeigt, dass die randliche Zertalung der neogenen Beckensedimente zeitgleich mit der Ausbildung der goldführenden Sedimente während einer interpluvialen Phase im Pleistozän stattfand.Item Open Access Geologische Interpretation des hochauflösenden digitalen Geländemodells von Baden-Württemberg(2016) Beckenbach, Elena; Seyfried, Hartmut (Prof. Dr. rer. nat.)Mit den Geobasisdaten verfügt das Land Baden-Württemberg über einen hochgenauen, flächendeckenden Datensatz auf der Grundlage von LiDAR-Daten (1 m in der Horizontalen, 0,15 m in der Vertikalen, 1 TB im ASCII-Format). Aus diesem Datensatz lässt sich ein großflächiges digitales Geländemodell (DGM) erstellen, das neue Perspektiven für systematische geomorphologische Analysen eröffnet. Mit derzeit verfügbarer Software lässt sich ein so großer Datensatz allerdings nicht darstellen. Deshalb entwickelte Dr. Thomas Müller vom Institut für Visualisierung der Universität Stuttgart das Programm TerrainView, mit dem sich der gesamte Datensatz visualisieren und analysieren lässt. Die Geobasisdaten können so in neun Auflösungsstufen (LOD) verzögerungsfrei als Ortho- und Perspektivansicht visualisiert und die darin erkannten Landformen kartiert und vermessen werden. Ein entscheidender Vorteil gegenüber der bisher verfügbaren Software liegt darin, dass durch das verzögerungsfreie Navigieren beziehungsweise Ein- und Auszoomen großflächigen Zusammenhänge unmittelbar hergestellt und überprüft werden können. Das größte Potential eines großräumigen hochauflösenden DGMs liegt in der Visualisierung, Kartierung und Interpretation junger Landformen. In Baden-Württemberg sind dies die jungen glazial und periglazial überprägten Landschaftselemente in Oberschwaben. Ebenso kann in großen Flächen mit sehr geringen Reliefunterschieden wie beispielsweise dem Oberrheingraben die fluviale Architektur der spätpleistozänen und holozänen Ablagerungen bis ins Detail rekonstruiert werden. Außerdem sind im DGM auch tektonisch verursachte Lineationen zu erkennen, die sich in der Morphologie hauptsächlich über das Talmuster abbilden. Ein Beispiel hierfür ist die tektonische „Fränkische Furche“ in Nordost-Württemberg, die sich abschnittsweise in der Morphologie als Lineation durchpaust. In Oberschwaben können die Geländeformen aus dem Verbreitungsgebiet des würmeiszeitlichen Rheingletschers mit großer Zuverlässigkeit kartiert und interpretiert werden. Es gelang, die aus der Literatur bekannten morphologischen Kategorien und Einheiten im DGM zu verifizieren. Dazu zählen Zungenbecken verschiedenster Dimension, Aufschotterungsebenen, Endmoränen und lokale Moränenrücken der Rückschmelzstadien in unterschiedlichem Erhaltungszustand, Drumlins und Terrassenschachteln spät- bis postglazialer Flusssysteme. Mikromoränen, Esker, subglaziale und eisrandparallele Täler kommen als neue Landformen in Oberschwaben hinzu. Diese Kategorien sind erst im DGM als solche zu erkennen und im Gelände zu verifizieren. Mit dem Kegelwerkzeug in TerrainView lässt sich der würmeiszeitliche Rheingletscher innerhalb des Modellgebiets simulieren. Durch geeignete Wahl der Parameter Apexposition, Apexhöhe und Gradient wird ein Kegelmantel an die Kammlinie der Endmoränen angepasst, so dass die Ausbreitung des Rheingletschers während der letzten Vereisung nachgestellt und das Eisvolumen berechnet werden kann. Weil die rezente Landoberfläche nur bedingt die subglaziale Oberfläche widerspiegelt, sind Korrekturen am Eisvolumen vorzunehmen. Das korrigierte Eisvolumen zum Zeitpunkt der letzten Maximalvereisung, definiert durch die Äußere Würmendmoräne, beträgt 610 ± 10 km^3. Das Eisvolumen für das Stadium der Inneren Würmendmoräne beträgt 290 ± 10 km^3. Über publizierte Altersdaten der Endmoränen lässt sich aus dem Eisvolumen die Abschmelzrate berechnen. Im Modellgebiet ermittelte Abschmelzraten reichen von 4,1 · 10^−5 bis 9,8 · 10−5 km^3 km^−2 a^−1. Diese Werte liegen in derselben Größenordnung wie heute am Rand des Grönland-Eisschildes, sind aber erheblich niedriger als bei aktuellen Alpengletschern. In der Oberrheinebene zeigt sich bei sehr starker Überhöhung der z-Koordinate ein vielgestaltiges Inventar von Sedimentations- und Erosionsformen, mit denen sich die spät- und nacheiszeitliche flussgeschichtliche Entwicklung präzise rekonstruieren lässt. Die heutige Talaue hat sich nacheiszeitlich in die Niederterrasse eingeschnitten und wird von ihr durch eine erosive Geländekante abgegrenzt (Hochgestadekante). Insbesondere in der Nordhälfte wird die Talaue von einem Gürtel komplex verzahnter Ablagerungen eines mäandrierenden Flusssystems hoher Sinuosität aufgebaut. Die Niederterrasse ist älter als die Talaue und bildete ursprünglich einen durchgehenden fluvialen Sedimentations- und Erosionsraum, der sich von Breisgau und Elsass bis zum Neckarschwemmfächer bei Heidelberg und sehr wahrscheinlich darüber hinaus bis in den Raum des Bergstraßenneckars erstreckte. Deshalb wird dieses System als „Ostrandfluss-System“ bezeichnet. Im Detail ist zu belegen, dass die Sedimentations- und Erosionsformen aus einem zusammenhängenden, amalgamierten, verflochtenen Flusssystem hervorgingen. Abgesehen von Neckarschwemmfächer und Bergstraßenneckar lassen sich innerhalb dieses Ostrandfluss-Systems 17 Morphofazieseinheiten unterscheiden. Sie unterschneiden sich gegenseitig und geben damit eindeutige, relative Altersbeziehungen. Daraus ist abzuleiten, dass diese Einheiten tendenziell von Norden nach Süden inaktiv wurden. Intern wandelten sie sich häufig von einem verflochtenen zu einem mäandrierenden System oder verlandeten direkt. Dünen hatten einen wesentlichen Einfluss auf Form und Verlauf der Fließrinnen. Die Ergebnisse zur Mikromorphologie der Oberrheinebene und zu den Vereisungsspuren in Oberschwaben zeigen, dass hochauflösende großflächige DGM ein sehr nützliches Hilfsmittel für die Gliederung und Interpretation junger Landformen sind. Die Grenzen der Methode liegen nun nicht mehr im Bereich der Auflösung, sondern sind dann gegeben, wenn es mangels Erosionskanten keine Möglichkeit gibt, einzelne Einheiten altersmäßig voneinander abzugrenzen, obwohl diese sich im Sedimentationsstil mehr oder weniger deutlich unterscheiden. Der hohe Grad an Übereinstimmung zwischen den Erkenntnissen aus dem DGM und dem Befund aus der Literatur zeigt jedoch, dass die Analyse mit TerrainView überaus effizient ist und sich für eine erste Untersuchung geologisch weniger bekannter oder schwer zugänglicher Gebiete hervorragend eignet.Item Open Access Oberjurassische Korallenriffe von Nordostfrankreich (Lothringen) und Südwestdeutschland(2001) Laternser, Ralf; Krautter, Manfred (PD Dr.)Die Umweltbedingungen zur Wachstumszeit einzelner oberjurassischer Korallenriffe und großräumiger Korallenrifflächen im Bereich des heutigen Nordostfrankreich und Südwestdeutschland konnten durch die Analyse der Riffauna, von sedimentologischen Kriterien und dem Vergleich mit heutigen Riffumwelten rekonstruiert werden. Während die großflächig verbreiteten, oxfordischen Riffabfolgen von Nordostfrankreich und des Isteiner Klotzes in Südbaden auf einer ausgedehnten, morphologisch wenig gegliederten Karbonatrampe abgelagert wurden, handelt es sich bei der Abfolge von Arnegg auf der Schwäbischen Alb um ein vergleichsweise kleinräumiges Plattformriff auf einer submarinen Untiefe, zur Zeit des Kimmeridgiums. Für die ökologische Bewertung und den Vergleich unterschiedlicher Korallenriffkörper bewährte sich eine neu erarbeitete Riffklassifikation. Diese Klassifikation gründet sich auf ökologisch aussagekräftige, genau definierte faunistische und strukturelle Merkmale des Riffkörpers und ermöglicht den Vergleich verschiedener Riffkörper und Rifftypen und über geologische Zeiträume hinweg. Als maßgeblich das Riffwachstum steuernde physikalisch-chemische Umweltfaktoren lassen sich Licht, Sedimentation, Temperatur, Sauerstoff- und Nährstoffgehalt und Salinität erkennen, die durch die Topographie des Meeresbodens, Substratbeschaffenheit und die Lage der Riffe auf dem Schelfprofil beeinflußt werden. In allen untersuchten Ablagerungsräumen bezeugt die zeitliche Abfolge von Korallengemeinschaften und Rifftypen eine zunehmende Verflachung der Ablagerungsräume. Der Einsatz von Korallen- und Korallenriffwachstum steht allgemein im Zusammenhang mit stark herabgesetzten Sedimentationsraten: bei den oxfordischen Riffen im Zuge einer globalen Transgression - beim Plattformriff von Arnegg aufgrund der erhabenen Lage auf einer Untiefe. Steigende Sedimentationsraten töten schließlich das Korallenwachstum ab.Item Open Access Die siliziklastischen Sedimente der synorogenen Hochwipfel-Formation im Karbon der Westkarawanken (Österreich/Slowenien/Italien) : Sedimentologie, Geochemie und Provenienz(2002) Diener, Rüdiger; Krawinkel, Hannelore (PD Dr.)Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit den karbonen Sedimenten der Westkarawanken (Österreich/Slowenien/Italien). Mit Hilfe eines kombinierten sedimentologisch-petrographisch-geochemischen Untersuchungsansatzes wird ein Modell für die Provenienz, die karbone Entwicklung des Ablagerungsraumes sowie dessen geodynamische Stellung während des jüngeren Paläozoikum vorgeschlagen. Zur Anwendung kamen folgende Methoden: Dünnschliffpetrographie, Schwermineralchemie, Illitkristallinität, RFA, XRD, SEM, KL, EMP. Die paläozoische geodynamische Entwicklung des Sedimentationsbeckens der Westkarawanken stellt sich folgendermaßen dar: Während des Alt- und älteren Jungpaläozoikum herrschte eine passive Kontinentalrandsituation mit sich verstärkender Dehnungstektonik. Die Extension erreichte im jüngeren Oberdevon bis älteren Unterkarbon ihren Höhepunkt. Während die ältere Hochwipfel-Sedimentation noch in einem transtensionalen Regime stattfand, wurden die jüngeren Teile der Hochwipfel-Formation in einem transpressionalen Regime abgelagert. Die Schüttungen aus den vorwiegend kristallinen und untergeordnet sedimentären Liefergebieten wurden durch Randbecken und tektonische Hochzonen zurückgehalten und nachfolgend durch „bypass“-Kanäle in das Hochwipfel-Becken verfrachtet. Die Auernig-Formation wurde winkeldiskordant auf den Hochwipfel-Sedimenten abgelagert. Die geodynamische Entwicklung der Karawanken während des Jungpaläozoikum läßt sich in einem „Mega-Transform“-Modell darstellen, bei dem der Sedimentationsraum der Hochwipfel-Formation als „pull-apart“-ähnliche Beckenbildung eines „strike-slip“-Kontinentalrandes zwischen Gondwana und einem alpinen Terran angesehen werden kann.