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Harald Borger:

Mikromorphologie und Paläoenvironment

Die Mineralverwitterung als Zeugnis der cretazisch-tertiären Umwelt in Süddeutschland

[Micromorphology as indicator of paleoenvironments. Mineral weathering as a relic of environmental conditions during Cretaceous-Tertiary times in Southern Germany]

2000. XI, 243 Seiten, 42 Abbildungen, 5 Tabellen, 10 Tafeln, 17x24cm, 660 g
Language: Deutsch

(Relief Boden Palaeoklima, Band 15)

ISBN 978-3-443-09015-9, brosch., price: 81.00 €

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Keywords

MikromorphologieMineralVerwitterungMesozoikumSüddeutschlandReliefKlima

Contents

Beschreibung top ↑

Der Autor beschreibt detailliert die Verwitterungsreste unterschiedlichster Gesteine der süddeutschen Grund- und Deckgebirge (von Magmatiten und Vulkaniten über Metamorphite bis zu den verschiedenartigen Sedimentgesteinen des Mesozoikums und Tertiärs).
Darauf folgt in einzelnen Kapiteln eine Darstellung des Ablaufs der Verwitterung für die am häufigsten vorkommenden gesteinsbildenden Minerale. Durch die Verknüpfung von Elektronenmikroskopie und Dünnschliffanalyse mit weiteren Labormethoden (u.a. Schwermineral-, Röntgen-, Korngrößenuntersuchungen), werden für Quarz, K-Feldspat, Na-Feldspat sowie Muscovit und Biotit jeweils Verwitterungsstufen herausgestellt, die sich unabhängig vom Ausgangsgestein entwickeln.

Hierbei zeigt der Autor, daß jedes Environment typische Strukturen, auf Mineralkörnern hinterläßt, aus denen die Geschichte eines Korns abgelesen werden kann. Den einzelnen Verwitterungsstufen sind jedoch leicht identifizierbare mikromorphologische Charakteristika zugeordnet, wodurch eine Ubertragung der Arbeitsmethode auf andere Räume möglich wird. Neben der Darstellung der Primärmineralverwitterung und den dabei relevanten Prozessen, werden Verwitterungsneubildungen (v.a. Tonminerale und Eisenoxide) sowie deren Rolle, und die Bedeutung von Mikroorganismen, bei der Mineralverwitterung in die Betrachtung einbezogen. Anhand einer Kombination von Reliefanalyse und Mikromorphologie werden Abhängigkeiten zwischen Klima, Verwitterungsintensität sowie Reliefform und -entwicklung dargelegt. Darüber hinaus werden die Verwitterungsstufen verschieden resistenter Minerale in Relation zueinander gesetzt. Mit der Korrelation der Verwitterungsstufen - von leicht löslichen bis zu sehr stabilen Mineralen - wird ein mineralübergreifender Verwitterungsgrad als Maß der Verwitterungsintensität eines Substrats eingeführt, der selbst einen Vergleich von Proben, denen keine Mineralart gemeinsam ist, ermöglicht. Aus dem engen Zusammenhang zwischen Verwitterung und Relief - so ist z.B. eine intensive Quarzverwitterung nur auf Resten alter Rumpfflächen festzustellen - wird ein Abriß der Klima- und Reliefentwicklung Süddeutschlands entwickelt, der vom kreidezeitlichen feucht-heißen Treibhausklima mit Rumpfflächenbildung bis ins ausgehende Tertiär reicht, wobei die Klimaänderung im Verlauf des Tertiärs durch eine abnehmende Verwitterungsintensität und zunehmende Reliefdifferenzierung gekennzeichnet ist. Durch die mikromorphologischen Untersuchungen können dabei vor allem Detailfragen geklärt werden, die makromorphologisch häufig nicht zu lösen sind, bzw. nicht belegt werden können.

Inhaltsverzeichnis top ↑

Danksagung VII
1 Einführung 1
1.1 Geologischer und geomorphologischer Überblick I
1.2 Problemstellung 10
1.3 Arbeitsmethoden 11
2 Verwitterungsreste auf Gesteinen des Grundgebirges 14
2.1 Frankenwald mit Münchherger Gneismasse 14
2.1. I Muscovitgneise und Muscovit-Biotit-Gneis 15
2.1.1.1 Steinbruch "Roßner", N Meierhof 15
2.1.1.2 Grube auf der Geigershöhe E Ottengrün 18
2.1.1.3 Bohrprofil im Schwarzholz, E Helmbrechts 18
2.1.1.4 Mittelbühl, W Stammbach 19
2.1.2 Untere Hornblendebändergneise, Amphibolit und Orthogneis 20
2.1.2.1 Grube am Hohberg, NE Dreschersreuth 20
2.1.2.2 Baugrube NW Wüstenselbitz 21
2.1.2.3 Bohrprofil Flurberg, N Helmbrechts 22
2.1.3 Schneidberg-Grauwacke, Steinbruch "Marmor-Bobengrün" 22
2.1.4 Diabas, Steinbruch E Selbitz 27
2.1.5 Lyditsteinbruch am Lerchenhügel, W Thron 29
2.1.6 Tertiärer Verwitterungslehm auf der Fläche nördlich von Markt Zell 29
2.1.7 Tertiäre Verwitterungsreste in Solitluktionsdecken 30
2.2 Fichtelgebirge 31
2.2.1 Porphyrgranit, alter Steinbruch N Weißenstadt 32
2.2.2 Mittelkörniger Granit, Steinbruch im Waldsteinmassiv 36
2.2.3 Zinngranit, Steinbruch "Fuchsbau" bei Tröstau 38
2.3 Nördlicher Oberpfälzer Wald 40
2.3.1 Biotit-(Lagen-)Gneis beim Pegmatitstock des Tagebaues
"Hagendorf-Süd" 42
2.3.2 Aplit und Biotit-(Lagen-)Gneis am Hauberg, Tagebau W Waldhaus 44
2.3.3 Feinkörniger Granit, ehemalige Gruben NE Pfrentsch 47
3 Verwitterungsresiduen des mesozoischen Deckgebirges
und in Sedimenten des Tertiärs 49
3.1 Oberfränkisch-Oberpfälzer Bruchschollenland 50
3.1.1 Oberer Buntsandstein und Espich-Terrasse N Kulmbach 51
3.1.2 Mittlerer Buntsandstein, Tagebau Fa. Dorfner E Wirschau 55
3.1.3 Dogger-ß und Sande der Ehenfelder Schichten bei Großschönbrunn 58
3.2 Fränkische Alb 63
3.2.1 Kretazische Sande und Erze, Steinbruch nördlich von Theuern 63
3.2.2 Monheimer Höhensande, Sandgruben bei Rothenberg 67
3.3 Mittelfränkisches Becken mit Dachfläche der Frankenhöhe 79
3.3.1 Blasensandstein des Mittleren Keupers im Raum Ansbach 81
3.3.1.1 Grube auf dem Kümmelberg, N Lehrberg 82
3.3.1.2 "Kummer Weiher", N Gödersklingen 83
3.3.1.3 Grube W Lindach 83
3.3.1.4 Straßenbau S Deßmannsdorf 84
3.3.2 Sandsteinkeuper bei Abenberg und Kammerstein 86
3.4 Schwäbische Alb und Schweizer Jura 87
3.4.1 Kreidezeitlich-alttertiäre Bahnerzformation 88
3.4.1.1 Verwitterung der Quarzsande innerhalb der Bohnerzformation 92
3.4.1.2 Laterit und Landschaftsentwicklung 96
3.5 Oberschwaben 100
3.5.1 Untere Süßwassermalasse (USM), Tongrube bei Mengen 102
3.5.2 Obere Süßwassermalasse (OSM), Bohrkern Bad Warzach 103
4 Schlußfolgerungen 106
4.1 Neubildungen und Veränderung der Korngrößen durch die
Verwitterung 108
4.1.1 Kaolinisierung 108
4.1.2 Goethit und Hämatit 110
4.1.3 Wandel der Korngrößenspektren 112
4.2 Skalierung der Verwitterungsintensität am Beispiel der
unterschiedlichen Resistenz von Quarz, Feldspat und Glimmer 113
4.2.1 Die Quarzverwitterung 115
4.2.1.1 Quarzkornsprengung 115
4.2.1.2 Lösungsformen des Quarzes 118
4.2.1.3 Ausfällung von Kieselsäure und sekundärem Quarz 125
4.2.1.4 Verwitterungsintensivierung durch Eisen 129
4.2.1.5 Mikroorganismen 134
4.2.1.6 Stufen der Quarzauflösung 139
4.2.2 Die Feldspatverwitterung 143
4.2.2.1 Stufen der Feldspatverwitterung 147
4.2.3 Die Glimmerverwitterung 148
4.2.3.1 StufenderGlimmerverwitterung 151
4.2.4 Die Verwitterung verschiedener Minerale in Relation zueinander:
ein Maßstab für die Verwitterungsintensität 152
4.2.4.1 Zur unterschiedlichen Verwitterungsresistenz der Minerale 153
4.2.4.2 Mineralstabilität und Bestimmung des Verwitterungsgrades 157
4.3 Methodischer Vergleich der Dünnschliff- und Elektronenmikroskopie
und deren Aussagekraft für die Reliefentwicklung 161
4.4 Rumpfflächenbildung und die chemische Verwitterung 166
4.4.1 Klimatische Faktoren 167
4.4.1.1 Zu endogenen und kosmischen Ursachen globaler Klimaschwankungen 170
4.4.2 Mineralogische und Metrographische Parameter der Tiefenverwitterung 176
4.5 Fazit zur Reliefentwicklung in Süddeutschland 179
5 Zusammenfassung 188
Literaturverzeichnis 190
Verzeichnis der benutzten Karten 208
Anhang 209
A) Auflistung der Probenentnahmestellen 209
B) Tabellen, Abbildungen und Fototafeln 217