Geheimnisse einer Kiesgrube
Die Sand- und Kiesgrube Davids in Geilenkirchen
Im April 2009 haben wir die Sand- und Kiesgrube Davids in Geilenkirchen nördlich von Aachen besucht und waren fasziniert von der Vielfalt der geologischen Phänomene. Die folgenden Bilder sind nur eine kleine Auswahl unserer Beobachtungen, jeder neue Anschnitt der Grubenwände bringt immer wieder neue Überraschungen und neue interessante Erkenntnisse.
In der Grube Davids werden Sande und Kiese abgebaut, die ein weitflächiges Flusssystem abgelagert hat. Aus dem Rheinischen Schiefergebirge ergoss sich während des Pleistozäns (etwa 2,4 Millionen bis 12.000 Jahre vor heute) der breite Rhein-Maas- Strom mit zahlreichen Nebenarmen in das flache Land, wo er ein ausgedehntes Flussdelta bildete (siehe geologische Karte: Die Terrassengliederung am Niederrhein). Geologisch werden die etwa 6-8 m mächtigen Terrassenablagerungen der Simpelveld-Terrasse der Ostmaas zugeordnet. Darunter folgen helle Mittel- bis Grobsande und Kiese der miozänen Hauptkiesserie.
Die Flussterrassen-Landschaft entstand infolge der sich wiederholenden Wechsel zwischen Kaltzeiten und Warmzeiten. Die abgelagerten Sedimente dokumentieren das zur Zeit ihrer Ablagerung herrschende Abflussverhalten der Flüsse und damit die klimatischen Verhältnisse.
Während der Kaltzeiten transportierten die Vorläufer der heutigen Flüsse Rhein und Maas aufgrund erhöhter Niederschläge und eines höheren Gefälles mehr Sedimente und größere Partikel wie Kiese und Gerölle. In den Warmzeiten bildeten sich überwiegend mäandrierende Flüsse und Bäche, die Sande und Schluffe ablagerten
- Einfahrt in die Grube Davids
- Große Driftblöcke als Zeugen der Eiszeit
- Bunte Maasschotter der Jüngeren Hauptterrasse
- Ein schöner Achat aus den Maasschottern
Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers wirkt der Tendenz der transportierten Partikel entgegen, auf die Sohle des Flusses abzusinken, wobei die Sinkgeschwindigkeit proportional zur Dichte und zur Größe der Teilchen ist. Im Wasser setzen sich große und schwere Teilchen rascher ab als kleine: starke Strömungsgeschwindigkeiten größer 50 cm/s führen Korngrößen bis zu Geröllen (größer 63 mm), mittlere Strömungsgeschwindigkeiten von 20-50 cm/s transportieren im Wesentlichen Sande (0,063-2 mm) und geringe Strömungsgeschwindigkeiten kleiner 20 cm/s schließlich Schluffe und Tone (0,0063-0,063 mm).
Tone lagern sich hauptsächlich in Stillwasserbereichen ab und in den verlandeten und versumpften Bereichen wachsen Auenwälder, die in der Folge Ausgangsmaterial für Torfe bilden.
Da der Teilchentransport eines Flusssystems eher episodischer als genereller Natur ist, lagern sich die unterschiedlichen Korngrößen in ständigem Wechsel ab. Während des Transportes unterliegen die Partikel der physikalischen Verwitterung, was sich in abnehmender Größe und zunehmender Rundung der Körner zeigt. Aufgrund von Hebungen und Senkungen des Untergrunds, von geringerer und höherer Wasserführung und Mäanderbildungen schneiden sich die Flüsse in ihre älteren Ablagerungen ein, erodieren diese und lagern das Material immer wieder um.
- Durch Eisen- und Manganoxide rot und braun gefärbte Kiese in Wechsellagerung mit dünnen Schluffschichten
- Kiesgefüllte Strömungsrinne in hellen Feinsanden, überlagert von mächtigen Schluff- und Feinsandschichten
- Dünne einlagige Feuersteinschicht in schräggeschichteten hellen Sanden
- Rasch wechselnde Korngröße und Ausbildung der Sedimente sind Zeugen klimatischer Turbulenzen
Während der letzten Kaltzeit, der Weichsel-Kaltzeit vor 110.000 bis 12.000 Jahren, herrschte im Bereich der Niederrheinischen Bucht Permafrost (und hier), der in den Sedimenten seine Spuren in Form von Eiskeilen und gestauchten Schichten hinterlassen hat. So zeigt die Kiesgrube in sich wiederholenden Sedimentationszyklen Schichten unterschiedlicher Mächtigkeiten und Korngrößen, Schrägschichtungen auf der Leeseite ehemaliger Sandbänke, gradierte Schichtungen von Ton bis Grobkies, Rippelmarken in seichten Flussläufen, Rinnenbildungen, bunte Maasschotter, die aus dem Aachen-Limburger Raum stammen, einen gestauchten Tonhorizont und eine markante Torfschicht. Typische Zeugen der Eiszeit sind die häufigen Driftblöcke paläozoischer Sandsteine und Quarzite, die Durchmesser von mehr als einem Meter aufweisen können.
- Schöne Schrägschichtung und Diskordanz in hellen Sanden
- Glazial gestauchter Tonhorizont
- Die mächtige Torflage, teils überschüttet von hangenden Sedimenten
- Weiße gleichkörnige Sande inmitten der Kiese
- Rinnenbildung und Schrägschichtung
Den Abschluss der Grube nach oben bildet eine mehrere Meter mächtige Lössdecke, ein fruchtbarer Boden für die Landwirtschaft. Löss ist ein feinkörniges äolisches Sediment, das vor allem in den Kaltzeiten, als aufgrund der ganzjährig niedrigen Temperaturen kaum Vegetation existierte, von den in Mitteleuropa vorherrschenden Westwinden ausgeblasen und auf den windabgewandten Seiten der Höhenzüge (Leeseiten) abgelagert wurde. In seinen oberen Partien ist der Löss durch Erosion, insbesondere durch Kalklösung, in Lösslehm umgewandelt worden.