Geologisches Gelände- und Laborpraktikum: Übung 2
Abhängigkeit von Geologie und Morphologie
Datum der Exkursion: 08. Mai 2009
Leitung: PD Dr. Eckardt Stein, Dr. Marc Krecher, PD Dr. Ursula Leppig
- Blick aus SW auf die bewaldete Geländestufe und Schönstatt-Kapelle (www.freiburg-schwarzwald.de)
Protokollant: Timm Reisinger
Matrikelnummer: 2710185
Studiengang und Semester: Geowissenschaften 2. Semester
Einleitung
In der zweiten Übung des geologischen Geländepraktikums ging es um die Abhängigkeit der Morphologie von der Geologie. Nicht nur die Morphologie, sondern auch die Böden, die Vegetation und die anthropogene Nutzung wurden auf den geologischen Untergrund bezogen. Eine Einführung zu diesem Thema erhielten wir am Beispiel des südwestlich von Freiburg gelegenen Schönbergs.
Aufschluss 1
- Abb. 1: Gneis mit typischer Bänderung
Unser erster Aufschluss lag an einem kleinen Pfad hinter dem Getränkemarkt in Au im nördlichen Hexental. Das Gestein auf der Schönbergseite untersuchten wir anhand eines kleinen Aufschlusses. Das dort anstehende Gestein weist eine helle und dunkle Bänderung auf (Abb. 1), es besteht vor allem aus Biotit, Quarz und Kalifeldspat. In der Amphibolfazies wurden Hellglimmer und Sillimanit, ein Aluminiummineral, zu Kalifeldspat umgewandelt. In diesem Gestein verlaufen die Glimmerschichten nicht durchgängig, es gibt kein geschlossenes Glimmergefüge. Es handelt sich um einen Gneis.
Das Gestein im Aufschluss ist gefaltet. Durch den Aufschluss verläuft eine Störung, in deren Folge ein weiteres Gestein, ein Aplit-Granit, (möglicherweise im Tertiär) als Schmelze an der Störung aufgestiegen ist. Das Gestein ist sehr verzahnt und dementsprechend sehr verwitterungsresistent, was sich in einer steilen Morphologie widerspiegelt. Auch auf der gegenüber liegenden Seite des Tals ist ein eher steiler Hang zu erkennen. Dort steht Schwarzwald- Kristallin an, bei dem es sich um das gleiche Gestein wie in unserem Aufschluss 1 handelt.
Erklärungen für die Entstehung des Hexentals sind zum einen ein anderes, weicheres und damit weniger verwitterungsresistentes Gestein und zum anderen eine durch die Längsachse des Tals verlaufende Störung. Im Tal gibt es verkrustete Gneise, der Gneis ist dort also extrem stark verwittert. Dies ist ein Indiz für eine Störung, die Grundlage für die Bildung des Flusstals war. Das zerriebene und zermahlene Gestein konnte durch das Fließgewässer leicht wegtransportiert werden. Die Störung ist in Folge der Rheintaltektonik entstanden. Vor 35 Millionen Jahren brach zwischen dem Schwarzwald und den Vogesen der Rheintalgraben ein. Dabei blieb der Schönberg als Scholle am Grabenrand hängen und die Gesteinsschichten wurden zum Rheintal hin abgekippt.
Aufschluss 2
Nachdem wir weiter Richtung Norden am Fluss entlang, stetig bergauf durch ein Waldgebiet gegangen waren, gelangten wir auf einen größeren Weg. An diesem Punkt ist eine flachere Morphologie auszumachen. Hier muss über dem Gneis eine neue Gesteinsschicht mit anderer Zusammensetzung anstehen. Im Gegensatz zum bewaldeten ersten Teil auf unserer Wanderung sieht man in diesem flachen Bereich viele Äcker. Äcker und die verhältnismäßig flache Landschaft weisen auf ein weicheres Gestein hin, das verwitterungsanfällig ist. Hier steht der in Aufschluss 3 näher beschriebene Buntsandstein im Untergrund an.
Aufschluss 3
Der dritte Aufschluss liegt in Merzhausen, am Nordende des Hexentals. Er ist klein und schwer zugänglich. Das anstehende Gestein ist von heller Färbung, die Körner sind grobsandig und aus Quarz, wobei das Bindemittel möglicherweise Kaolinit ist. Es handelt sich um einen Quarzsandstein, genauer um Bundsandstein. Die Quarzkörner sind stark gerundet. Quarz ist ein relativ verwitterungsresistentes Gestein. Da es keine Körner aus Feldspat gibt, zeigt, dass das Material weit transportiert wurde. Das klastische Sediment verwitterte schneller als der kristalline Gneis und bildet die flache Morphologie, die in Aufschluss 2 beobachtet wurde.
Aufschluss 4
- Abb. 2: Schönstatt - Kapelle
- Abb. 3: Überblick der Aufschlüsse 4 bis 7
Bei dem nächsten Aufschluss legten wir an einer Bank mit Blick auf Weinreben im oberen Bereich und auf einen Acker im unteren Bereich einen Halt ein (Abb. 3). Hier befinden wir uns am Nordhang des Schönbergs zwischen Merzhausen am Eingang des Hexentals. Das Gebiet mit Weinanbau und Ackerland ist auffällig flach, im Gegensatz zu einer Geländestufe, die vom Acker steil zu unserem Weg aufsteigt und links an der Schönstatt- Kapelle vorbei läuft (Abb. 2 und Titelbild).
Hinter uns verläuft eine steile Passage den Schönberg hoch. Vor dem Horizont befinden sich auf der rechten Seite abgerundete Berge; auf der linken Seite liegt eine Erhöhung, die auffallend flach ist und wie mit einem Messer abgeschnitten erscheint. In diesem flachen Teil konnte die Erosion seit dem Tertiär angreifen.
Aufschluss 5
- Abb. 4: Aufgelassener Steinbruch am Schönberg
An der Schönstatt- Kapelle vorbei, auf dem Weg hoch zum Jesuitenschloss, erreichen wir einen großen Steinbruch (Abb. 4), der in einer steilen Morphologie liegt. Das graue hier anstehende Gestein ist ein Muschelkalk aus der unteren Abteilung des Oberen Muschelkalks. Auf Grund der vielen Trochiten wird dieses Gestein auch Trochitenkalk genannt. Bänderung und tonige Bankungsgrenzen sind gut zu erkennen. Weiterhin steht ein sehr dichter Kalk an, bei dem keine Körnung zu erkennen ist. Auch Schichten mit Calcit und Muschelschill und teilweise mit sehr vielen Seelilienstängeln (Trochiten) sind zu beobachten. Das Sediment hat sich in einem flachen Meer abgelagert und wurde in der Folgezeit diagenetisch verfestigt. Das sehr harte Gestein bildet Kanten im Gelände und ist die Ursache für den steil ansteigenden Hang.
Aufschluss 6
- Abb. 5: Zellendolomit
In einem Aufschluss über den Weinreben, deutlich über der Kapelle, finden wir ein Gestein, aus dem Calcitlinsen herausgewittert sind. Das Gestein ist ein Dolomit mit Zellen, also ein Zellendolomit aus dem Mittleren Muschelkalk (Abb. 5). Anhand dieses Aufschlusses können wir auf eine Störung schließen, die die Geländestufe von Aufschluss 4 erklärt. Die Geländestufe besteht nämlich aus diesem Gestein. Hier befinden wir uns über dem Oberen Muschelkalk (Aufschluss 5), das Material ist älter als das darunter liegende. Dies ist zunächst untypisch und spricht gegen die Lagerungsregel – eine Schicht im Hangenden ('oben') wurde später abgelagert als die Schicht im Liegenden ('unten') - ist aber im Nachhinein durch eine Störung zu erklären.
Aufschluss 7
Unser siebter und letzter Aufschluss ist ein Acker neben dem Jesuitenschloss. Die Morphologie ist hier flach. Wir beobachten hier viele unterschiedliche Gesteine, große, kleine, runde und kantige, zum Beispiel auch Oolithe. Die Farbe von Böden gibt Aufschluss über die im Untergrund anstehenden Gesteine. In diesem Fall ist der Ackerboden von hellbrauner Farbe. Die Gesteine entstammen Schichten, die oberhalb des Ackers anstehen und durch Schwerkraft und Wasser den Hang herab geflossen sind. Es handelt sich also um Fließerde.
Zusammenfassung
Am westlichen Fuß des Schönbergs stehen Gneise an, die im Gelände eine steile Morphologie bilden. In Merzhausen beobachteten wir die Gesteine des Buntsandsteins, der für eine relativ flache Landschaft verantwortlich ist. Darüber folgt der Obere Muschelkalk, den wir im Steinbruch in einem steilen Hang unterhalb des Jesuitenschlosses identifizierten. Durch eine Störung liegt das ältere Gestein des Mittleren Muschelkalks höher als der Obere Muschelkalk und bildet eine Geländestufe. Über unseren beobachteten Gesteinsschichten stehen noch der Keuper und verschiedene Gesteine aus dem Jura an. Wegen zahlreicher Störungen und Grabenbrüche umfassen die geologischen Oberflächenformationen viele Perioden des Erdmittelalters sowie Spuren von tertiärem Vulkanismus.