cover

Palynologische, petrographische und geochronologische Untersuchungen an Ablagerungen der Leck-Warmzeit (spätes Mittelpleistozän) und begleitender Sedimente

Hrsg.: Hans-Jürgen Stephan; Brigitte Urban; Gerd Lüttig; Burchard Menke; Melanie Sierralta

2012. 80 Seiten, 20 Abbildungen, 4 Tabellen, 17x24cm, 460 g
Language: Deutsch

(Geologisches Jahrbuch Reihe A, Band A 160)

ISBN 978-3-510-95997-6, brosch., price: 29.80 €

in stock and ready to ship

Order form

BibTeX file

Keywords

MittelpleistozänSedimenthumosSandglazialKernbohrung

Contents

Inhaltsbeschreibung top ↑

Nördlich von Leck (Nordfriesland, Schleswig - Holstein) wurde mit insgesamt 9 Bohrungen, die als Spülbohrungen und teilweise als Kernbohrungen ausgeführt wurden, die Schichtfolge im Zentrum und im Randbereich einer 286 m tiefen elsterzeitlich angelegten Rinne petrographisch und palynologisch untersucht. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag im Bereich der oberen 50 m, in denen bei mehreren Bohrungen ca. 9 m mächtige fluviatile Sedimente („Leck-Folge“) angetroffen wurden, in denen Lagen humoser Sande und eine bis 1,5 m mächtige Mudde eingeschaltet sind. Überlagert wird diese Schichtfolge von glazialen Schichten mit einer mehrere Meter mächtigen Grundmoräne und hangenden glazifluviatilen und periglaziären Sedimenten.

Die palynologischen Untersuchungen der Mudde belegen eine Warmzeit („leck- Thermomer“) vom Klimaoptimum bis zu ihrem ausklingen. charakteristische Florenelemente der azonalen Vegetation sind die bereits in der Eichenmischwaldzeit, wenngleich mit sehr geringen Werten vorkommende Lärche (Larix) und in Spuren die Tanne (Abies). Die Hasel (Corylus) erreicht in der Eichenmischwaldzeit ihr Ausbreitungsmaximum. Hier wurden auch bereits sehr vereinzelt Pollenkörner der Hainbuche (Carpinus) gefunden. Sie treten jedoch auch später nur mit sehr geringen Werten auf.

Die Verlandung des ausgedehnten Flachgewässers, das in der Spätphase der Warmzeit von einem Hochmoor überwachsen wird, wird zunächst von zahlreichen aquatischen Formen und später von Gagel (Myrica gale), Torfmoosen (Sphagnum), der Mondraute (Botrychium), der Krähenbeere (Empetrum) und weiteren Ericaceen charakterisiert. es gibt palynologische Hinweise auf eine z. T. nicht unerhebliche Beteiligung von Betula cf. nana/ humilis während der warmzeitlichen Vegetationsentwicklung an den untersuchten Standorten. In der Endphase der Warmzeit wird die Vegetation von Pinus, Betula, Picea und Poaceen dominiert. Larix kommt untergeordnet vor.

Spezielle petrographische Untersuchungen wurden an den Klasten > 4 mm aus Kernproben und der Fraktion 4 mm – 6,3 mm (Feinkies-Gruppenanalyse) aus Kern- und Spülproben durchgeführt. Die geschiebeanalytische Untersuchung der Leitgeschiebe nach der Methode des „Theoretischen Heimatzentrums der Geschiebe” (TGZ, Lüttig 1957) ergab drei statistische Streubereiche (s. Abb. 18):

1. TGZ von Geschieben aus sand- bis Kiesproben aus dem Hangenden der Leck-Folge: = Drenthe;

2. TGZ von Geschieben aus Proben sandiger Grundmoräne aus dem Hangenden der Leck-Folge: Werte, die einen sichelförmigen Streifen westlich des Drenthestreubereiches bilden, „Nordfriesische Geschiebefazies” genannt;

3. TGZ von Geschieben aus Proben aus dem Liegenden der Leck-Folge: = zwei Punkte, deren Längen (λ)- und Breitengrade (φ) das SW-Ende des sichelförmigen Streifens besetzen und der bekannten Elster-W-Fazies angehören.

Insgesamt besetzen die TGZ-Punkte der Geschiebezählungen aus Leck einen zuammenhängenden Bereich westlich des Gesamtareals der in dieser Arbeit verwendeten früheren TGZ-Bestimmungen. Das bestätigt die auch andernorts gemachte Beobachtung, dass sich homotope aber heterochrone Geschiebesippen in ihren TGZ-Werten annähern können. Das kann nur dadurch erklärt werden, dass älteres Geschiebematerial von jüngeren Eiskörpern in ihre Moränen aufgenommen worden ist.

Insgesamt sprechen sowohl die Zählergebnisse nach der TGZ-Methode als auch die Ergebnisse der Gruppenanalyse der Feinkiese für die Einordnung der Leck-Folge und damit des Leck-Thermomers in die Zeit nach Elster und vor Drenthe sensu strictu.

Die massenspektrometrische Untersuchung der Uran- und Thoriumisotopien der Mudde führte zum Nachweis eines offenen Systems der Isotope. Eine verlässliche Aussage zum Genesealter der Leck-Mudde mittels der 230Th/U-Methode bleibt somit offen.

Nach Vergleich mit bisher aus Norddeutschland bekannten mittelpleistozänen warmzeitlichen Ablagerungen ist eine Parallelisierung des Leck-Thermomers mit der Holstein- Warmzeit auszuschließen und eine Korrelation mit der Reinsdorf- oder der Wacken (Dömnitz)-Warmzeit sehr unwahrscheinlich. Größte Ähnlichkeiten zeigt die Pollensukzession mit Sequenzen der Grube Nachtigall bei Höxter und von Göttingen-Ottostraße (Müller: pers. Mitteilung 2007, Grüger et al. 1994, Waas et al. 2011).

Nach derzeitigem Wissensstand ist eine Einstufung der Leck-Warmzeit in einen Abschnitt des marinen Sauerstoffisotopenstadiums 7 (MIS 7) wahrscheinlich. Vorläufig wird sie MIS 7c zugeordnet.

In den liegenden elsterzeitlichen Rinnensedimenten fanden sich die Ablagerungen von mindestens zwei Gletschervorstößen. Palynologische Untersuchungen an schwach bis mäßig humosen Schichten zwischen den glazigenen bis glazilimnischen Schichten, älter als der letzte Gletschervorstoß, lassen auf zeitweise Eisfreiheit und mindestens subarktische Klimabedingungen schließen.

Synopsis top ↑

North of Leck (North Friesland, Schleswig-Holstein) sediments of the centre and the margin of a 286 m deep channel, subglacially eroded during the elsterian, have been investigated by 9 counter flash or cored drillings. Studies focussed on the uppermost 50 m, where a series of approximately 9 m thick fluviatile sediments (“Leck-Folge”) with intercalations of organic sand layers and a gyttja band, up to 1.5 m thick, has been found. This sequence is overlain by several metres of mainly decalcified groundmoraine, that, itself, is overlain by glaciofluvial and periglacial sediments.

The palynological investigations of the gyttja reveal a floral development of interglacial character from the onset of the climatic optimum to the end of the warm period (“Leck- Thermomer”). Larix and Abies, characteristic floral elements of the azonal vegetation, are already present, in small amounts, in the mixed oak forest phase. hazel (Corylus) peaks during the mixed oak pollen zone, which is also characterized by the presence of Carpinus, represented by occasional grains. The silting up of an extended swamp with neretic zones is recognised initially by a variety of aquatic plants, later by Myrica gale, Sphagnum, Botrychium, Empetrum and other Ericaceae indicative of the emergence a vast blanket bog (raised bog). There is evidence of considerable amounts of Betula cf. nana/ humilis during the thermal maximum. During the terminal parts of the warm period the vegetation is dominated by Pinus, Betula, Picea and Poaceae, while Larix occurs in small amounts.

Special petrographical investigations have been carried out on clasts > 4 mm from cored samples and the gravel fraction 4 – 6.3 mm from cored and from counter flash samples.

The investigation of “indicator rocks” of the glacial deposits using the method of “Theoretical home centre of indicator rocks” (TGZ, Lüttig 1957) reveals three statistically distinct scatters (cf. Fig. 18):

1. TGZ-values for clasts from sandy-gravelly deposits overlying the Leck-Folge: = Drenthian.

2. TGZ-values for clasts from the sandy groundmoraine overlying the leck-Folge: = values forming a crescent-shaped band west of the area typical for Drenthian samples, considered a “Northfrisian Facies of indicator rocks”.

3. TGZ-values for clasts from deposits underlying the leck-Folge: = two points with degrees of longitude (λ) and latitude (φ) at the sW end of the crescentic-shaped band. They belong to the well-known “Elsterian-W-Facies”.

All TGZ - values from leck together form a scatter area west of TGZ - plots for older samples considered in this paper. This points to observations made previously from other locations, that TGZ - values of homotope but heterochronous associations of glacial erratic rocks can become similar due to reworking and incorporation of older drift by younger ice.

Both, the results of counts of indicator rocks as well as the analyses of fine gravel (group analyses) indicate the leck-Folge and the leck-Thermomer to be positioned between the elsterian and the Drenthian sensu strictu.

Isotopic investigations of uranium and thorium point at an open system. Therefore, an age estimation by 230Th/ u-dating remains unclear.

Compared to other Middle Pleistocene warm periods in North Germany, correlations of the Leck-Thermomer with the holsteinian and with the warm periods of Reinsdorf and of Wacken (Dömnitz) are precluded or appear rather unplausible. Strong similarity exists with successions of the profiles of quarry Nachtigall at Höxter and Göttingen-ottostraße (MüLLer: pers. comm. 2007, Grüger et al. 1994, Waas et al. 2011).

The Leck-Thermomer is most likely a correlative part of the marine oxigen isotope stage 7 (MIS 7) and is tentatively connected with MIS 7c.

Within the Elsterian channel sequence deposits of at least two separate glacier advances have been found. Palynological investigations of weakly or moderately organic layers older than the last ice advance intercalating glacigenic to glacio-lacustrine parts are interpreted as evidence for phases with an ice-free landscape and at least a subarctic climate.

Inhaltsverzeichnis top ↑

1 Einleitung 10
2 Zusammenfassung der Ergebnisse des Bohrvorhabens 1983 – 1984

(Bohrungen Leck 1 bis Leck 5)

(HANS-JÜRGEN STEPHAN) 12
2.1 Bohrungen Leck 1 bis Leck 5 12
3 Zusammenfassung der Ergebnisse der Bohrvorhaben 1992 – 2001
(Bohrungen Leck 6 bis Leck 8, AB Leckfeld)

(HANS-JÜRGEN STEPHAN) 14
3.1 Bohrungen Leck 6 bis Leck 8, AB Leckfeld 14
4 Die fachlichen Untersuchungen 19
4.1 Palynologische und geochemische Untersuchungen
der Bohrungen Leck 3, 6 und 8 19
4.1.1 Material und Methoden
(BRIGITTE URBAN) 19
4.1.2 Palynologische Ergebnisse der Bohrung Leck 3
(BURCHARD MENKE, BRIGITTE URBAN) 20
4.1.3 Palynologische Ergebnisse der Bohrung Leck 6
(BRIGITTE URBAN) 21
4.1.4 Palynologische Ergebnisse und geochemische Charakterisierung
der Bohrung Leck 8
(BRIGITTE URBAN) 23
4.1.5 Prä-leckzeitliche Umweltverhältnisse
(BRIGITTE URBAN) 25
4.1.5.1 Leck 8, 4950 cm – 4990 cm 25
4.1.5.2 Leck 8, 9000 cm – 9300 cm 26
4.2 Feinkiesanalytische Untersuchungen an Proben
aus den Bohrungen Leck
(HANS-JÜRGEN STEPHAN) 39
4.3 Ergebnisse der geschiebestatistischen Untersuchung von Proben
aus den Bohrungen Leck
(GERD LÜTTIG) 52
4.4 230Th/U-Datierung von Leck 8
(MELANIE SIERRALTA) 65
4.4.1 Datierungsvoraussetzungen 65
4.4.2 Methode 66
4.4.3 Ergebnisse 67
5 Paläogeographische Betrachtung 69
6 Die stratigraphische Stellung der Leck-Formation;
Zusammenfassung der Bearbeitungsergebnisse 70

7 Literaturverzeichnis 72