Original paper

Observation on the inclination of clasts in perglacial cover-beds in the Rhenish Massif (Germany)

Stolz, Christian; Grunert, Jörg

Abstract

In the uplands of Central Europe, which were mostly unglaciated during the Pleistocene, widespread cover-beds were formed on slopes by gelisolifluction and other periglacial processes. Profiles can be subdivided in an upper layer one or several basal layers of pure debris. Additionally, in some positions there are one or more intermediate layers. The distinction between the different layers is possible using texture and heavy mineral analyses. This study describes and correlates several Late Pleistocene periglacial cover-bed profiles in the Rhenish Slate Mts. (Lower Taunus Mts. and Volcanic Eifel Mts.) and the inclination angles of the included rock fragments. The aim was to detect regularities using appropriate measurements, and to prove the possibility for dating the formation period of any morphologic form located on a slope by the inclination angle of the clasts of different layers. Samples from various locations and slope positions are reported and discussed, however these are mainly preliminary results. In more than 75 % of the investigated slope profiles, the clasts of the basal layers show significantly lower inclination as the present slope surface and the clasts of the upper layers. The example of a pre-Holocene slope depression with a Young Holocene gully proves that the former gradient of its flanks and the formation history of the depression are reflected in the inclination angles of the different layers. The depression was present during the formation of the basal layer and deepened stepwise during the formation of the intermediate and the upper layer. Finally, after about 1,000 AD, a V-shaped gully dissected the small valley floor. The inclination angles of clasts towards the bottom of the present gully were measured just as the angles of clasts parallel to the slope towards the valley floor. The findings of the slope depression could be transferred to the entire slope had a lower inclination during the formation periods of the basal layers and, so the assumption, the valley itself could not have been as deep as today. Therefore, the detected basal layers have to be of Pre-Rissian to Mid-Wuermian age. Furthermore, other possible explanations are discussed, including several other studies of the Taunus Mts. and other German uplands regarding the dating of slope deposits.

Kurzfassung

In den zentraleuropäischen Mittelgebirgen, die während des Pleistozäns weitgehend unvergletschert waren, sind an den Hängen periglaziale Deckschichten weit verbreitet, die auf Gelisolifluktion und andere periglaziale Prozesse zurück zu führen sind. Unterteilt werden solche Profile regulär in eine Hauptlage und eine oder mehrere schuttreiche Basislagen. Zusätzlich sind in einigen Positionen auch noch eine oder mehrere Mittellagen zwischengeschaltet. Die Unterscheidung zwischen den einzelnen Lagen ist anhand ihrer Textur und mittels Schwermineralanalysen möglich. In der vorliegenden Studie werden mehrere periglaziale Lagenprofile im Rheinischen Schiefergebirge (Untertaunus und Vulkaneifel) beschrieben und miteinander in Beziehung gesetzt. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf den Einregelungswinkeln der enthaltenen Schuttkomponenten. Ziel der Studie ist es, mittels gezielter Einregelungsmessungen diesbezügliche Regelmäßigkeiten festzustellen und die Eignung der gewonnenen Daten zur Alterseinordnung und zur Rekonstruktion des Paläo-Hangreliefs zu testen. Es werden Beispiele von verschiedenen Standorten vorgestellt und diskutiert, wobei ausdrücklich darauf hingewiesen wird, dass es sich um erste Ergebnisse handelt. In mehr als 75 % der untersuchten Hangprofile konnte festgestellt werden, dass der Einregelungswinkel im Basislagen-Schutt signifikant kleiner ist als die aktuelle Hangneigung und die Einregelungswinkel in den Haupt- und Mittellagen. Anhand einer präholozänen Hangdelle, in die eine jungholozäne Runse eingerissen ist, konnte zudem nachgewiesen werden, dass die ehemalige Hangneigung der Dellenflanken und damit die Entstehung der Delle anhand der Schutt-Einregelungswinkel in den unterschiedlichen Lagen nachvollzogen werden kann. Die Delle existierte demnach bereits während der Bildungsperiode der örtlichen Basislage. Während der Entstehungszeiträume von Mittellagen und Hauptlage wurde sie schrittweise weiter eingetieft. Zuletzt riss in der Zeit nach 1.000 AD die kerbtälchenartige Runse ein und zerschnitt damit die Sohle der Hangdelle. Genauso wie die Einregelungswinkel des Schutts in Richtung der Dellensohle sind auch die Winkel des Schutts talabwärts in Hangrichtung messbar. Die im Bereich der Delle gewonnen Erkenntnisse konnten auf dem gesamten Hang übertragen werden. Demnach muss der betreffende Hang während der Bildungsphase der Basislage weitausflacher gewesen sein als heute und - so die Vermutung - das Tal selbst konnte noch nicht so tief eingeschnitten gewesen sein. Dies lässt wiederum den Schluss zu, dass die örtlichen Basislagen ein risszeitliches oder prärisszeitliches Alter haben müssen. Ergänzend werden auch noch weitere Erklärungsansätze diskutiert und mehrere andere Studien aus den Studien aus den deutschen Mittelgebirgen herangezogen, die sich mit der Alterseinordnung von Deckschichten beschäftigt haben.

Keywords

periglacial slope depositscover-bedsclast inclinationpalaeoreliefrhenish massif