Original paper

Strahlenkegel in Opalinuston-Konkretionen des Steinheimer Beckens (Baden-Württemberg)

Schmieder, Martin; Buchner, Elmar

Kurzfassung

Das etwa 3,8 km große Steinheimer Becken in den triassisch-jurassischen Sedimentgesteinen der Ostalb (Baden-Württemberg) ist ein besonders gut erhaltener komplexer Meteoritenkrater mit Zentralhügel. Strahlenkegel vom Steinheimer Becken wurden erstmals im Jahre 1905 beschrieben und zählen bis heute zu den am deutlichsten ausgebildeten Exemplaren ihrer Art weltweit. Zusätzlich zu den weithin bekannten Steinheimer ,,Strahlenkalken“ – Strahlenkegeln in den Oberjurakalksteinen des Kraterrandbereiches und des Zentralhügels – sind Strahlenkegel ebenso im Mitteljura-Eisensandstein des Zentralhügels um Klosterberg und Steinhirt bekannt. Erst vor Kurzem wurde bei Wasserfassungsarbeiten auf dem Zentralhügel ein neues Vorkommen ungewöhnlich ausgebildeter Strahlenkegel in konkretionären Tonsteinknollen des Opalinustons entdeckt. Die Steinheimer Strahlenkegel sind in ihrer Ausbildung und ihren Gesteinseigenschaften auf engstem Raum sehr unterschiedlich. Die meisten Strahlenkegel zeigen deutliche individuelle oder aufeinander aufwachsende Kegel, andere Strahlenkegel verlaufen in entgegengesetzte Richtungen. Ein dritter Strahlenkegeltyp in den Konkretionen des Opalinustons bildet radialstrahlenartig umlaufende Strahlenkegelaggregate aus, die von einem konkretionären Knollenkern ausgehen. Unsere Beobachtungen legen nahe, dass zumindest im Steinheimer Becken die Streuung der Impakt-Schockwelle nicht vorrangig durch die Geometrie des Einschlagskraters, sondern vielmehr durch die lokalen, mikrostrukturellen Eigenschaften des Target-Gesteins (z. B. Inhomogenitäten im Gestein und lokale Impedanzunterschiede) bestimmt wurde. Insbesondere zeigen die Strahlenkegel im Opalinuston, dass auch tonige, inkompetente Gesteine Schockwellen mit hohen Drücken übertragen können.

Abstract

The ∼3.8 km wide Steinheim Basin (Baden-Württemberg, SW Germany), is formed in a sequence of Triassic to Upper Jurassic sedimentary rocks that support the karstifi ed plateau of the eastern Swabian Alb. It is a well-preserved complex impact structure with a prominent central uplift. Shatter cones from the Steinheim Basin count among the most typically developed shatter cones so far known from terrestrial impact structures and were first described in 1905. In addition to the widely known, well-developed shatter cones in Upper Jurassic limestones of the crater rim domain and the central uplift, shatter cones were also noted in the Middle Jurassic “Eisensandstein” sandstones at the flanks of the central uplift. Recently, we discovered shatter cones in concretionary claystone nodules of the underlying Middle Jurassic “Opalinuston” Formation that was temporarily accessible during water catchment works at the top of the central uplift (Steinhirt). The Steinheim shatter cones are highly variable in their lithologic and structural properties, with well-defi ned individual or nested cones running either in one main or opposite directions, as well as cones arranged in a “sun-like” pattern radiating outward around concretionary cores within the “Opalinuston” nodules. Our observations suggest that, at least at Steinheim, shock-wave scattering and shatter-cone formation were not dominated by the general impact geometry as commonly stated, but governed by local, micro- to meso-scale target rock effects (e.g.rock inhomogeneities or local impedance). In particular, the “Opalinuston” shatter cones indicate that even comparatively soft clayey lithologies may be conductive to shock waves.

Keywords

opalinustonshatter conesshock metamorphismsteinheim basin impact structure