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 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 Fazies- und Beckenentwicklung im Oxfordium (Oberjura) des zentralen Lusitanischen Beckens (Portugal)(2004) Reyle, Michael; Krautter, Manfred (Prof. Dr.)Eine intensive Riftphase bestimmte während des Oberjuras die Entwicklung des Lusitanischen Beckens in Portugal. Es wurde im Zuge von tektono-eustatischen Ereignissen im Bereich des Zentral-Atlantiks in Form eines transgressiven/regressiven Mega-Zyklothems 2. Ordnung verfüllt. In dieser Arbeit werden die randlichen Ablagerungssequenzen des Oxfordiums, die den transgressiven Teil des Zyklothems bilden einer regionalen vergleichenden Analyse von Fazies, Sedimentologie und Palökolgie unterzogen. Die Interpretation stabiler Kohlen- und Sauerstoffisotope erlauben eine Verfeinerung der palökologischen Aussagen und lassen Rückschlüsse auf organische Produktivität, Meeresspiegelschwankungen, Versenkungsverhältnisse von Corg/Ccarb, und potentielle Krisen von Karbonatplattformen zu. Die Sedimentabfolgen gliedern sich in vier korrelierbare lithologische Einheiten (Serie 1-4) innerhalb zweier Ablagerungssequenzen. Serie 1 besteht aus terrigenen Siliziklastika und Karbonaten. Serie 2 setzt sich aus randmarin/peritidalen und gemischt karbonatisch/siliziklastischen Abfolgen zusammen. Serie 3 wird aus nieder- bis höherenergetischen Plattformkarbonaten und Serie 4 aus Wechselfolgen vollmariner, brackischer und gemischt karbonatisch/siliziklastischer Einheiten gebildet. Auf der Grundlage des faziellen Befunds und innerhalb des verfügbaren biostratigraphischen Rahmens führen chemo-, litho- und sequenzstratigraphische Anwendungen zu einer einheitlichen stratigraphischen Neugliederung des Oxfordiums im zentralen Lusitanischen Becken. Die ausgewiesenen Serien datieren auf den Zeitraum zwischen der tieferen plicatilis- und unteren bimammatum-Zone (bis hypselum-Subzone) und können in ein paläogeographisches Modell eingebunden werden. Zu Beginn besaß das zentrale Lusitanische Becken den Charakter eines Halbgrabens, der im Westen von Abschiebungen begrenzt war. Er kontrollierte die fazielle Entwicklung der großmaßstäblichen Ablagerungssysteme im Osten und Westen des Beckens, die trotz Modulierung durch eustatische Meeresspiegelschwankungen 3. Ordnung durchgehend einem von tektonischen Vorgängen 2. Ordnung vorgegebenen Trend folgten. Daher waren die westlichen Sedimentationsräume durch ein Wechselspiel zwischen Beckensubsidenz, Diapiraufstieg und Hebung der Beckenschultern stark beeinflußt. Dies spiegelt sich in einer hochenergetischen und anfänglich gemischt karbonatisch-siliziklastischen Faziesentwicklung wider. In den östlichen Gebieten herrschte dagegen eine einheitliche niederenergetische Beckenentwicklung vor. Hier dominierten Überschwemmungsebenen mit Sumpf- und Seenlandschaften, ausgedehnte Gezeitenflächen und lagunäre Flachwasserzonen.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.Item Open Access Rekonstruktion ehemaliger danubischer Landschaften und rheinische Abtragungsleistung im Zeitraum von einer Million Jahren : eine Modellierung und Berechnung am Beispiel von zwei süddeutschen Flusssystemen(2009) Strasser, Annette; Seyfried, Hartmut (Prof. Dr.)In Ostwürttemberg gibt es ausgedehnte Reliktflächen einer alten Landschaft, welche seit dem späten Obermiozän von der Donau bzw. ihren Zubringern gestaltet wurde. Weite Teile dieser alten Landschaft wurden durch rheinische Flüsse, die größtenteils der Orientierung der ehemaligen Donau-Zuflüsse folgten, erodiert. Die heutige Landschaft im Raum Geislingen an der Steige und Aalen ist wegen der danubischen Reliktflächen und ihrer Sedimente ein ideales Arbeitsgebiet zur Rekonstruktion ehemaliger danubischer Talböden und zur Modellierung und Berechnung von Landschaftsveränderungen über Zeiträume von mehreren 100 ka bis zu einer Million Jahren. Auf der Grundlage eines erstellten hochgenauen digitalen Höhenmodells (DHM) mit 5 m Auflösung wurden im Raum Geislingen und Aalen danubische Paläotäler rekonstruiert. Im Leintal bei Aalen konnte zusätzlich aus der Differenz zwischen der alten danubischen Landoberfläche und der heutigen Landschaft die Gesamterosionsleistung des rheinischen Systems berechnet werden. Im Arbeitsgebiet bei Geislingen a. d. Steige entspringt 15 km nördlich von Geislingen die Lauter, ein Nebenfluss der Fils. Entlang ihres Oberlaufs kann man auf beiden Talseiten in einer Höhe von 70 m Reste eines pliozänen Talbodens bis nach Treffelhausen verfolgen. Südlich von Treffelhausen wird dieser Talboden von der Eyb zerschnitten. Vom Spätpliozän bis zum Beginn des Pleistozäns wurde dieses Talniveau von einem Vorgänger der Eyb, der Ur-Eyb, gebildet. Mit dem digitalen Höhenmodell wurden die noch existierenden danubischen Oberflächenformen über Geländeschnitte und Hangneigungskarten numerisch analysiert. Es war eine exakte Abgrenzung zwischen den danubischen und rheinischen Tälern möglich. Der Übergang von danubischen zu rheinischen Talformen bewegt sich innerhalb einer horizontalen Distanz von 8 – 10 m. Das danubische Hangspektrum des Ur-Eybtals reicht von >0 – 4% für den Talboden und von 4–25 % für die Talhänge. Im Gegensatz dazu besitzen die rheinischen Täler Werte zwischen 2 und 180 %. Aus den danubischen Oberflächenparametern und aus dem ermittelten Paläogefälle der Ur-Eyb konnte durch Reinterpolation des DHM der ehemalige pliozäne Talboden rekonstruiert werden. Ein Knickpunkt im ermittelten Paläogefälle weist auf eine letzte Hebungsphase auf der Ostalb während des Pliozäns hin. Im Arbeitsgebiet zwischen Aalen, Abtsgmünd und Schorndorf sind entlang des Leintals die jüngsten Sedimente (Goldshöfer Sande) der danubischen Entwässerung aufgeschlossen. Dieses danubische Flusssystem wurde im Mittelpleistozän von Zuflüssen des Rheins angezapft. Anhand der Basishöhen der Goldshöfer Sande konnte das Paläogefälle der Ur-Lein ermittelt werden. Mit einer Digitalisierung des Paläogefälles als Bruchkante im DHM und einer Reinterpolation der bestehenden Datenpunkte wurde der danubische Talboden der Ur-Lein rekonstruiert. Subtrahiert man das DHM der heutigen Landschaft von dem der Paläolandschaft, so erhält man 1.39 km3 Gesteinsvolumen, das durch die Lein seit der rheinischen Anzapfung erodiert wurde. Über einen Zeitraum von 700 bis 600 ka gerechnet, in der die rheinische Erosion in diesem Gebiet aktiv ist, ergibt sich eine durchschnittliche Erosionsrate im Haupttal der Lein von 63 bis 74 mm/ka. Die berechnete Erosionsrate im Leintal liegt über der Durchschnittsrate heutiger Flüsse in Südwestdeutschland. Sie reflektiert den klimatischen Einfluss starker und häufiger Temperaturschwankungen und der damit verbundenen Oberflächenprozesse während der Kaltzeiten und während des Übergangs von Kalt- zu Warmzeiten im Mittel- und Spätpleistozän. Reine Nettowerte für die Kalt- und Übergangszeiten des Mittel- und Oberpleistozäns weisen mit 66 bis 77 mm/ka auf eine bis zu 3-mal höhere Erosionsleistung als im Holozän oder in den Warmzeiten hin. Vergleicht man die Einschneidungsrate innerhalb des danubischen Systems mit der Rate seit der Aktivität des rheinischen Systems, so wird der Einfluss der Flussanzapfung auf die Erosion deutlich. Der Wechsel vom danubischen in das rheinische System konnte in diesen Zeiten klimatisch kontrollierter erhöhter Erosion im Mittelpleistozän die Einschneidung maximal um das Fünffache beschleunigen. Bei der Berechung von Erosionsraten über digitale Höhenmodelle muss eine Volumenkorrektur hinsichtlich der Waldflächen und der abgetragenen Sedimentdecken durchgeführt werden. Eine Unterschlagung des abgetragenen Sedimentvolumens der Goldshöfer Sande und der nicht korrigierten Waldflächen hätte bei der Berechung der Erosionsrate eine Abweichung von 23 % verursacht und die Rate auf 49 – 57 mm/ka verringert, wobei schon allein das Sedimentvolumen eine Abweichung von 20,5 % bewirkt und die Rate auf 50 – 59 mm/ka senkt. Das numerisch ermittelte Volumen der Waldflächen hingegen macht im Leintal lediglich eine Abweichung von 2,5 % aus.Item Open Access Erläuterungen zum Blatt 6626 Schrozberg-Ost (Geologische Karte von Baden-Württemberg, 1 : 25000)(2003) Rickmann, Thomas; Seyfried, Hartmut (Prof. Dr.)Im Rahmen dieser Dissertation wurde das Blatt 6626 Schrozberg-Ost der Geologischen Karte im Maßstab 1:25000 kartiert. Die Ergebnisse der Kartierung sind in den Erläuterungen zur Geologischen Karte dargestellt. Das Arbeitsgebiet liegt überwiegend im Bereich des flach aufgewölbten Schrozberger Sattels. Der südöstliche Abschnitt des Blattgebietes wird durch die ENE-WSW streichende Fränkische Furche beeinflußt. Naturräumlich liegt das Arbeitsgebiet im Bereich der Östlichen Hohenloher Ebene. Der tiefere Untergrund wurde im Rahmen des Deutschen-Kontinentalen-Reflexionsseismik-Programmes (DEKORP) geophysikalisch bis in größere Tiefen der Erdkruste erkundet. Durch die Tiefbohrung Rothenburg o.d.T., die etwa 1000 m westlich des Kartenblattes abgeteuft wurde, liegen über den tieferen Untergrund bis in den Oberen Buntsandstein Ergebnisse vor. Die ältesten im Arbeitsgebiet anstehenden Gesteine sind plattige, z.T. bituminöse Dolomitsteine der Oberen Dolomit-Formation des Mittleren Muschelkalks. Sie werden als Flachwasserablagerungen gedeutet. Darüber stehen die Gesteinsfolgen des Oberen Muschelkalks (Hauptmuschelkalk) an. Sie bestehen überwiegend aus gebankten, sparitischen und mikritischen Kalksteinen mit unterschiedlichen Anteilen an biogenem Detritus. Zwischen den Kalksteinbänken treten Ton- und Tonmergelsteinlagen auf. Ein Teil der Kalksteinbänke werden im Zusammenhang mit dynamischen Ablagerungsprozessen als Tempestite gedeutet. Die Fazies der Gesteine des Oberen Muschelkalks ist im Arbeitsgebiet durch die küstenparallel verlaufende Untiefe der sogenannten Gammesfelder Barre geprägt. Während im Unteren Hauptmuschelkalk ein Bereich mit erhöhten Sedimentationsraten vorlag, der dem tieferen Karbonatrampenmodell zugeordnet werden kann, war im Oberen Hauptmuschelkalk der Bereich durch geringe Sedimentationsraten charakterisiert, der der flachen Karbonatrampe zugeschrieben wird. Sequenzstratigraphisch ist diese Schichtenfolge einem Transgressions-Regressions-Zyklus zuzuordnen. Im Hangenden des Oberen Muschelkalks stehen im Arbeitsgebiet überwiegend die Gesteinsfolgen des Unterkeupers (Lettenkeupers) an. Sie bestehen aus teilweise dolomitischen Ton- und Tonmergelsteinen, zumeist dolomitischen Karbonatgesteinen und Sandsteinen. Nach der konventionellen sequenzstratigraphischen Deutung setzte sich im Unterkeuper der regressive Abschnitt des Mittleren Muschelkalks fort und erreichte mit dem Hauptsandstein sein regressives Maximum. Mit Ablagerung der Albertibank begann ein neuer Großzyklus mit transgressiver Tendenz, der mit Einsetzen des Grenzdolomits sein Maximum erreichte und im Unteren Mittelkeuper eine regressive Tendenz aufweist. Im Hangenden des Unterkeupers kommen im Süden des Arbeitsgebietes Gesteine des Unteren Gipskeupers des Mittelkeupers vor. Diese bestehen aus teilweise ausgelaugten Tonsteinen mit zwischengelagerten dolomitischen Residualgesteinen sowie vereinzelten Gips- und Dolomitsteinlagen. Eine in den Grundgipsschichten auftretende, mehrere Zentimeter mächtige Sandsteinlage wird als erster Vorstoß des randnahen Benker-Sandsteins gedeutet. Die quartäre Überdeckung der triassischen Schichtenfolgen bilden im Arbeitsgebiet lateral weitverbreitete pleistozäne Feuersteinschotter, Lößlehm sowie, an den Hängen der tiefeingeschnittenen Täler, Hangschutt. Die Komponenten der Feuersteinschotter im Blattgebiet vorkommenden bestehen aus unterschiedlichen Quarzvarietäten wie Chalcedon und Karneol, Sandstein- und Quarzgeröllen sowie untergeordnet aus verkieseltem Holz. Die Feuersteinschotter werden als pliozäne bis altpleistozäne Schüttungen von einem vormals existierenden Hochgebiet im Bereich Künzelsau-Weikersheim gedeutet und stammen ursprünglich aus dem Knollenmergel, dem Stuben- und dem Kieselsandstein. Als holozäne Ablagerungen sind Verschwemmungssedimente, Auensedimente, Kalkausfällungen sowie anthropogene Aufschüttungen zu nennen. Der tektonische Bau des Arbeitsgebietes wird durch seine Lage im zentralen Bereich der Südwestdeutschen Großscholle geprägt. Anhand stereoskopischer Luftbildauswertungen, symmetrischer Kluftrosendarstellungen im Vergleich mit der Strukturkarte und den auskartierten Störungen konnte der tektonische Bau des Arbeitsgebietes herausgearbeitet werden. Demnach existieren im Blattgebiet NW-, NE- und ENE-streichende Störungssysteme, die einen abschiebenden Charakter aufweisen und auf eine Zerrungstektonik hindeuten. Die landschaftsgeschichtliche und flußgeschichtliche Entwicklung des Blattgebietes steht im Zusammenhang mit der postjurassischen Entwicklung der Süddeutschen Großscholle, deren Hebung über Meeresniveau und Verstellung nach SE am Ende des Oberen Juras sowie des im Eozän eingebrochenen Oberrheingrabens. Im Blattgebiet treten Karstphänomene wie zahlreiche Dolinen, Trockentäler, Bachschwinden und Höhlen wie das Fuchslabyrinth im Bereich der Ortschaft Schmalfelden auf.