Quaternary Science Journal - Zur Methodik der Lößdifferenzierung auf der Grundlage der Carbonat... by Geozon Science Media

Eiszeitalter

Gegenwart

Band

Seite

95-117

öhringenlWürtt.

1975

Zur Methodik der Lößdifferenzierung auf der Grundlage der Carbonatverteilung Von

FRIEDHELM H Ä D R I C H , F r e i b u r g i.

Br.

Mit 10 Abbildungen und 4 Tabellen Zusammenfassung. Im ersten Teil dieser Arbeit wird über eine Methode der geochemischen Carbonatfraktionierung in Gesamtcarbonat, Dolomit und Calcit und deren Fortentwick lung für die Untersuchung von Lößproben berichtet. Analysen- und Berechnungsfehler dieser und anderer herkömmlicher Methoden der Carbonatbestimmung werden diskutiert und Wege ihrer Vermeidbarkeit aufgezeigt. Sodann werden Ergebnisse der Untersuchung von mehr als 300 Lößproben aus dem südlichen Oberrheingebiet dargestellt und statistisch ausgewertet. Nach den Dolomitgehalten lassen sich drei Lößaltersgruppen unterscheiden und weitgehend statistisch gegeneinander sichern. Die Dolomit gehalte sind innerhalb der einzelnen Lößpakete einheitlich hoch und ändern sich sprunghaft beim Übergang von einem Löß in den anderen. Im Mittel liegt der Dolomitgehalt bei den Jüngeren Lössen bei 12,64 %>, bei den Mittleren bei 10,91 % und bei den Älteren bei 5,53 "ID. Die Dolomitverteilung in den Lößprofilen wird durch prälößgenetische Dolomitanreicherung in den Feinsand- und Schiufffraktionen der glazigenen und glazifluvialen Ablagerungen des Alpenvorlandes, als dem Herkunftsgebiet der Lösse erklärt. S u m m a r y . The first part of this paper is concerned with a method of geochemical fractio nating of carbonates and its further development for the investigation of loess samples. This method allows to determine the amounts of total carbonate, dolomite and calcite. Methodical mistakes of analysis and calculation are discussed and it is shown how to avoid them. Finally the results of investigation of more than 300 loess samples from the southern Upper Rhine V a l l e y are discribed and evaluated statistically. According to the amounts of dolomite three loess groups of different ages could be distingui shed. This distinction could be proved by statistical comparisons. In every single loess group the contents of dolomite are of the same level but by passing from one loess group into the other they change by leaps and bounds. The average amount of dolomite of the younger loesses is about 12,64 %>, of the loesses of medium ages about 10,91 °/o and of the older ones about 5,53 °/o. The dolomite distribution within the loess profiles is explained by preloessgenetical enrichment of dolomite in the fine sand and silt fractions of the glacial and glacifluvial deposits in the fore land of the Alps. 1.

Einführung

D e r L ö ß a l s p l e i s t o z ä n e s äolisches P e r i g l a z i a l s e d i m e n t ist in n a h e z u a l l e n t y p i s c h e n V e r b r e i t u n g s g e b i e t e n f a z i e l l deutlich g e g l i e d e r t , so d a ß die Lößforscher z w a r einerseits seinen W e r t für e i n e c h r o n o s t r a t i g r a p h i s c h e P l e i s t o z ä n g l i e d e r u n g schon f r ü h z e i t i g e r k a n n ten, a n d e r e r s e i t s d i e s e n W e r t oft w e i t ü b e r s c h ä t z t e n , f a l l s nicht b e s t i m m t e B e d i n g u n g e n (s. u . ) v o r l a g e n . S o s i n d auch für d a s südliche O b e r r h e i n g e b i e t , d a s G e g e n s t a n d d e r v o r l i e g e n d e n U n t e r s u c h u n g ist, bis in d i e j ü n g s t e V e r g a n g e n h e i t h i n e i n A r b e i t e n erschienen, d i e sich m i t der s t r a t i g r a p h i s c h e n G l i e d e r u n g , der P a r a l l e l i s i e r u n g u n d d e r D a t i e r u n g d e r Lösse u n d i h r e r P a l ä o b ö d e n s o w i e m i t d e r e n geochemischen Eigenschaften beschäftigten (GUENTHER

1 9 6 1 , BRONGER

1 9 6 8 , HÄDRICH

1970).

1 9 6 6 , 1 9 6 9 , BRONGER

SC H Ä D R I C H

1 9 6 9 , KHODARY-EISSA

Friedhelm Hädrich

E i n e gesicherte c h r o n o s t r a t i g r a p h i s c h e G l i e d e r u n g d e r äolischen P l e i s t o z ä n s e d i m e n t e steht i n S ü d w e s t d e u t s c h l a n d jedoch i m m e r noch a u s . D i e U r s a c h e n d a f ü r m ü s s e n i n erster Linie i m Fehlen einer R e i h e von „ F i x p u n k t e n " u n d in ungünstigen stratigraphischen Be d i n g u n g e n gesehen w e r d e n , d i e d e n e i n g a n g s a n g e s p r o c h e n e n W e r t d e r o b e r r h e i n i s c h e n Lösse für d i e P l e i s t o z ä n g l i e d e r u n g e i n s c h r ä n k e n . A l s A r g u m e n t e k ö n n e n i n d i e s e m Z u sammenhang angeführt werden: 1. Die Lösse lagern im südlichen Oberrheingebiet nicht auf datierten oder datierbaren Pleistozänterrassen, sondern aus tektonischen Gründen auf allen möglichen hier vorkommenden älte ren Gesteinskomplexen. Die Ausnahme bildet lediglich der in Abschn. 4.4. dargestellte Fall. 2. Der Löß wurde während aller seiner Bildungsphasen in relativ hügeligem Gelände abgelagert, so daß die Gesamtmächtigkeiten örtlich stark schwanken und d a ß w i r heute mit H i a t e n und postgenetischen Profilverkürzungen zu rechnen haben, die auch die eingelagerten Paläoböden betreffen. 3. Die Lößforscher müssen sich wegen der umfangreichen anthropogenen Eingriffe auf Torso profile beschränken. Die Aufschlußverhältnisse werden zunehmend schlechter. 4. Die Lösse selbst — so roh und scheinbar unverändert sie auch vorliegen — sind hier nicht so reich gegliedert wie etwa in Hessen (SCHÖNHALS, ROHDENBURG & SEMMEL 1964; SEMMEL 1969, SEMMEL et al. 1974) oder in Belgien (PAEPE 1969). 5. Es fehlen weitgehend Artefakte und Petrefakte, mit Hilfe derer Zeitmarken gesetzt werden könnten. 6. Für eine Radiocarbondatierung fehlen i. d. R. humose Straten, bzw. einwandfreie Reste tie rischer oder pflanzlicher Natur. 7. Die in rheinischen und hessischen Lössen (BRUNNACKER 1971, BIBUS 1973) auftretenden fallen hier offensichtlich aus.

Tuffe

A u s a l l diesen G r ü n d e n ist es nicht v e r w u n d e r l i c h , d a ß sich d i e Lößforscher g e r a d e in diesem R a u m immer m e h r v o n der früher dominierenden profilmorphologischen Betrach tungsweise — ohne diese z u vernachlässigen — abkehren u n d v e r s t ä r k t laboranalytischen M e t h o d e n a u s d e r B o d e n k u n d e , S e d i m e n t o l o g i e u n d Geochemie z u w e n d e n u n d z w a r stets auf d e r Suche nach n e u e n , methodisch g e e i g n e t e r e n W e g e n ( H Ä D R I C H 1 9 7 0 ) . In n a h e z u a l l e n L ö ß a r b e i t e n d e r l e t z t e n J a h r z e h n t e finden sich D a t e n z u m „ K a 1 k g e h a 1 1 " v o n Lössen u n d P a l ä o b ö d e n , w e i l m a n schon f r ü h z e i t i g seinen s t r a t i g r a p h i s c h e n W e r t e r k a n n t e u n d i n i h m e i n e n w i c h t i g e n G r a d m e s s e r für postgenetische M a t e r i a l v e r ä n d e r u n g e n s a h . Diese A r b e i t e n b e s c h r ä n k e n sich a b e r fast a u s n a h m s l o s a u f d i e B e s c h r e i b u n g des G e s a m t c a r b o n a t s nach d e r v a s v o l u m e t r i s c h e n ScHEiBLER-Methode, d e r e n Er gebnisse v o n so v i e l e n Z u f ä l l i g k e i t e n a b h ä n g e n u n d d i e bei A n w e s e n h e i t v o n D o l o m i t schlicht a l s falsch bezeichnet w e r d e n m ü s s e n ( v g l . Abschn. 2 . 3 . 1 . ) . Es h a t a b e r i n d e r V e r g a n g e n h e i t nicht a n V e r s u c h e n g e f e h l t , neue, v o r w i e g e n d n a ß chemische M e t h o d e n z u r B e s t i m m u n g v o n G e s a m t c a r b o n a t , v o r a l l e m aber s e i n e r w i c h t i g sten F r a k t i o n e n C a l c i t u n d D o l o m i t z u e n t w i c k e l n , w o b e i m a n sich a l l e r d i n g s m e i s t a u f r e i n e K a l k - u n d D o l o m i t g e s t e i n e b e s c h r ä n k t e . Es sei h i e r b e i s p i e l h a f t n u r a u f d i e A r b e i t e n v o n PETERSEN & CHESTERS ( 1 9 6 6 ) u n d N O M M I K ( 1 9 7 4 )

hingewiesen.

I m f o l g e n d e n soll ü b e r e i n e z u m i n d e s t f ü r L ö ß p r o b e n n e u e M e t h o d e d e r g e o c h e m i schen C a r b o n a t f r a k t i o n i e r u n g berichtet w e r d e n , d i e e r s t m a l i g 1 9 6 8 bei P r o b e n a u s L ö ß aufschlüssen v o n B ö t z i n g e n a m K a i s e r s t u h l s t i c h p r o b e n w e i s e a n g e w a n d t w o r d e n w a r . V o r l ä u f i g e E r g e b n i s s e d i e s e r ersten U n t e r s u c h u n g e n finden sich b e i K H O D A R Y - E I S S A ( 1 9 6 8 ) . D a s E r g e b n i s w a r so e r f o l g v e r s p r e c h e n d , d a ß d a s V e r f a h r e n i n d e n v e r g a n g e n e n J a h r e n unter ständiger methodischer Verbesserung bei der Untersuchung aller Proben a u s Bötzin gen a. K. u n d w e i t e r e r Aufschlüsse k o n s e q u e n t a n g e w a n d t w u r d e . D a s m e t h o d i s c h e P r i n zip u n d einige anwendungstechnische Probleme w u r d e n v o n HÄDRICH bereits 1 9 7 0 publiziert.

Zur Methodik der Lößdifferenzierung

2. 2.1.

Darstellung und kritische W e r t u n g d e r M e t h o d e n d e r Carbonatfraktionierung

Die

Methode

der

k o m p l e x o m e t r i s c h e n

T i t r a t i o n

Es h a n d e l t sich u m d i e A n w e n d u n g d e r v o n MÜLLER ( 1 9 6 4 ) n u r für t o n a r m e ,

d.h.

r e i n e u n d feste C a r b o n a t g e s t e i n e e m p f o h l e n e n M e t h o d e d e r k o m p l e x o m e t r i s c h e n T i t r a t i o n („Komplexometrie") von Ca++ und M g

(im folgenden k u r z C a und M g genannt) im

salzsauren Extrakt auf Lößproben. N a c h i h m sollte d i e s e M e t h o d e n u r bei sehr r e i n e n C a r b o n a t g e s t e i n e n e r l a u b e n , den D o l o m i t g e h a l t zu b e r e c h n e n u n d ü b e r d e n gleichzeitig e r m i t t e l t e n C a C C > 3 - ( C a l c i t - ) G e h a l t auch d e n G e s a m t c a r b o n a t g e h a l t zu b e s t i m m e n . 2 . 1 . 1 . Methodisches P r i n z i p : 0,5 g der gemahlenen, bei 105°C getrockneten Probe werden unter 8-minütigem Erhitzen (100°C) zur Carbonatlösung mit 12,33*Voiger H C l versetzt. Nach Zusatz von NH4CI, damit Mg in Lösung bleibt, und N H 4 O H zur Lösung werden die bei den nachfolgenden Titrationen stören den Schwermetallionen gefällt. Danach w i r d die Lösung in 500 ml Meßkolben filtriert und auf gefüllt. In je einem Aliquot des Filtrats w i r d mit dem bekannten, auf Ca und Mg spezifisch anspre chenden organischen Komplexbildner AeDTE in zwei getrennten Titrationsgängen ( 1 . Ca + Mg, 2. C a ) unter Zusatz von Puffern und spezifischer Indikatoren durch Umrechnung über die jeweils verbrauchte AeDTE-Menge der Anteil von C a und Mg an 100 g Probe bestimmt. W i c h t i g ist, d a ß d e r e r h a l t e n e M g - A n t e i l u n t e r H e r a n z i e h u n g eines ä q u i v a l e n t e n C a Anteiles auf

Dolomit

m i t e i n e m M o l v e r h ä l t n i s für CaCC>3 z u MgCC>3 w i e 1 : 1 u m

g e r e c h n e t w i r d u n d d e r d a b e i v e r b l e i b e n d e R e s t an C a a u f

C a 1 c i t. D i e a u f diese W e i s e

rechnerisch e r m i t t e l t e n A n t e i l e a n CaCC>3 u n d M g C O ä e r g e b e n z u s a m m e n d a s

Gesamt-

carbonat ). 2.1.2. Kritische W e r t u n g der Methode der Komplexometrie D i e K o m p l e x o m e t r i e e i g n e t sich b e s o n d e r s für L a b o r a t o r i e n m i t bescheidener a p p a r a t i v e r A u s s t a t t u n g . A u ß e r einer g e w i s s e n G r u n d a u s s t a t t u n g

mit Laborglaswaren und

C h e m i k a l i e n b e n ö t i g t m a n l e d i g l i c h e i n e n T r o c k e n s c h r a n k , e i n e n Muffelofen

(Zerstörung

d e r o r g a n . S u b s t a n z ) , e i n e B ü r e t t e ( m ö g l i c h s t a u t o m a t i s c h , a b e r nicht B e d i n g u n g ) u n d ein h e i z b a r e s M a g n e t r ü h r w e r k . Es ist sehr g e n a u auf d i e E i n h a l t u n g k o n s t a n t e r

Arbeitsbe

d i n g u n g e n z u achten. T r o t z d e m sind s u b j e k t i v e A b w e i c h u n g e n in den B e d i n g u n g e n nicht g a n z v e r m e i d b a r , d i e a l s z u f ä l l i g e F e h l e r i n d i e B e s t i m m u n g e i n g e h e n , w e s w e g e n die R e p r o d u z i e r b a r k e i t der Ergebnisse nur als befriedigend bezeichnet werden k a n n . Gegenüber d e r i m Abschn. 2 . 2 . d a r g e s t e l l t e n M e t h o d e f a l l e n d i e W e r t e für d a s G e s a m t c a r b o n a t

e t w a 1 , 2 — 1 , 5 % , für d e n D o l o m i t u m e t w a 0 , 5 °/o n i e d r i g e r a u s . 2.2.

Der

H C l - E x t r a k t

mit

a n s c h l i e ß e n d e r

A A S - M e s s u n g

N i c h t z u l e t z t a u s d e n in Abschn. 2 . 1 . 2 . d a r g e s t e l l t e n G r ü n d e n w u r d e i n den l e t z t e n J a h r e n bei a l l e n u n t e r s u c h t e n P r o b e n p a r a l l e l z u r K o m p l e x o m e t r i e der a p p a r a t i v auf w e n d i g e r e , arbeitstechnisch a b e r e i n f a c h e r e W e g über d i e M e s s u n g v o n C a u n d M g i m Atomabsorptionsspekrophotometer

( A A S ) beschritten.

2 . 2 . 1 . Methodisches P r i n z i p D i e H C l / A A S - M e t h o d e folgt bis z u m A u f f ü l l e n d e s F i l t r a t s auf 5 0 0 m l g e n a u dem V o r g e h e n w i e bei d e r K o m p l e x o m e t r i e (Abschn. 2 . 1 . ) . L e d i g l i c h d i e T i t r a t i o n e n

wurden

durch d i e schnellere A A S - M e s s u n g m i t d e m G e r ä t P e r k i n - E l m e r 4 0 3 ersetzt. F ü r d i e M e s sung w u r d e n S t a n d a r d - E i c h l ö s u n g e n für C a u n d M g d e r F a . M E R C K v e r w a n d t . Z u m A u s l ) Weitere methodische Details können jederzeit beim Verf. erfragt werden. 7

Eiszeitalter u. Gegenwart

Friedhelm Hädrich

schalten eines Störioneneinflusses bei d e r C a - M e s s u n g w u r d e SrCLo z u g e s e t z t . D i e zur M e s s u n g k o m m e n d e n F i l t r a t m e n g e n m u ß t e n 50fach v e r d ü n n t w e r d e n . D i e Berechnungen v o n G e s a m t c a r b o n a t u n d D o l o m i t e r f o l g t e n w i e i m Abschn. 2 . 1 . 1 . a n g e d e u t e t . 2.2.2. W e i t e r e methodische Ä n d e r u n g e n D a bei der A A S - M e s s u n g S c h w e r m e t a l l i o n e n nicht in d e m M a ß e stören, w i e bei der K o m p l e x o m e t r i e , k a n n m a n auf d i e F ä l l u n g der S c h w e r m e t a l l e v e r z i c h t e n . M i t a n d e r e n W o r t e n , m a n k a n n d i e L ö s u n g o h n e v o r h e r i g e n Z u s a t z v o n N H 4 C I u n d N H 4 O H filtrie r e n u n d d a s a u f 5 0 0 m l a u f g e f ü l l t e F i l t r a t nach e n t s p r e c h e n d e m SrCl2-Zusatz u n d nach der Verdünnung zur Messung bringen. A l l e i m Abschn. 4 d a r g e s t e l l t e n D a t e n e n t s t a m m e n noch aus der j a h r e l a n g geübten B e h a n d l u n g u n d M e s s u n g nach Abschn. 2 . 2 . 1 . L e d i g l i c h d i e H C 1 / A A S - W e r t e in A b b . 2 ( P r o b e n v o n Eichstetten) w u r d e n o h n e S c h w e r m e t a l l f ä l l u n g nach Abschn. 2 . 2 . 2 . g e w o n n e n . 2.3.

Die systematischen Fehler

der

Methoden

Es ist g l e i c h g ü l t i g , welchen W e g d e r C a r b o n a t f r a k t i o n i e r u n g — k o m p l e x o m e t r i s c h e T i t r a t i o n oder H C l / A A S - M e t h o d e m i t o d e r ohne v o r h e r i g e S c h w e r m e t a l l f ä l l u n g — m a n beschreitet, es müssen i n j e d e m F a l l e z w e i e r l e i U n s i c h e r h e i t e n in K a u f g e n o m m e n w e r d e n , die sich a l s s y s t e m a t i s c h e F e h l e r in d e n E r g e b n i s s e n n i e d e r s c h l a g e n : 1. Fehler durch Abweichungen in der stöchiometrischen Zusammensetzung von Dolomit und Calcit Der in der Probe vorliegende Dolomit weist nicht unbedingt das exakte Molverhältnis von 1 : 1 auf, weil ein Teil des Mg durch C a , Fe und Mn vertreten sein kann; es gibt aber auch Mg-haltige Calcite (MÜLLER 1 9 6 4 , 2 0 3 f). Dieser Fehler läßt sich bei den hinsichtlich ihrer Mineralvergesellschaftung äußerst heterogen zusammengesetzten Lössen wohl auch durch den Einsatz röntgenographischer Methoden (MÜLLER 1 9 6 4 , 2 0 3 ff.) nicht exakt ermitteln und da mit auch nicht vermeiden. Auf jeden Fall handelt es sich dabei um einen Fehler, der die Er gebnisse sowohl erhöhen als auch erniedrigen kann. 2. Fehler durch Einbeziehung silikatbürtiger Erdalkalien Durch die 8minütige Einwirkung der heißen HCl wird ein zunächst unbekannter, nach Ab schnitt 2 . 3 . 1 . aber einzuschätzender Anteil von Ca und Mg aus silikatischer Bindung (Ton minerale und leicht verwitterbare Primärsilikate) freigesetzt und in die Bestimmung einbe zogen, so daß die errechneten Gesamtcarbonat- und Dolomitwerte gegenüber den entspre chenden realen Gehalten immer zu hoch ausfallen müssen. 2 . 3 . 1 . F e h l e r e i n s c h ä t z u n g durch V e r g l e i c h m i t der M e t h o d e der k o n d u k t o m e t r i s c h e n Gesamtcarbonatbestimmung U m w e n i g s t e n s d e n z w e i t e n , i m v o r h e r g e h e n d e n A b s c h n i t t e r w ä h n t e n Fehler ein schätzen z u k ö n n e n , b e d a r f es des V e r g l e i c h s der D a t e n a u s d e r K o m p l e x o m e t r i e oder a u s d e r H C l / A A S - M e s s u n g m i t einer a n d e r e n , g e n a u e r e n M e t h o d e der G e s a m t c a r b o n b e s t i m mung. F ü r diesen V e r g l e i c h e r w i e s sich d i e k o n d u k t o m e t r i s c h e M e t h o d e d e r G e s a m t c a r b o n a t b e s t i m m u n g m i t t e l s h e i ß e r O r t h o - P h o s p h o r s ä u r e u n d z u g e s c h a l t e t e m G a s a n a l y s e g e r ä t der F a . W ö s t h o f f / B o c h u m (SCHLICHTING & BLUME 1 9 6 6 , 1 0 8 ) als b e s o n d e r s g e e i g n e t , w e i l die R e a k t i o n i m S i n n e e i n e r v o l l s t ä n d i g e n C a r b o n a t l ö s u n g verläuft, d a sich d a s schwersösliche C a - P h o s p h a t b i l d e t u n d w e i l s t ö r e n d e Gase d u r c h entsprechende v o r g e s c h a l t e t e Absorber eliminiert werden können. Die „ W ö s t h o f f - Methode" liefert aber nur d a n n zuverlässige Gesamtcarbonatw e r t e , w e n n d i e P r o b e n ausschließlich C a C O ä u n d k e i n e a n d e r e n C a r b o n a t f o r m e n ent h a l t e n . Ä h n l i c h w i e bei der g a s v o l u m e t r i s c h e n G e s a m t c a r b o n a t b e s t i m m u n g nach SCHEIBLER w e r d e n auch bei der W ö s t h o f f - M e t h o d e d i e e r h a l t e n e n M e ß w e r t e i. d. R . auf C a C O a u m g e r e c h n e t u n d z w a r u n t e r V e r n a c h l ä s s i g u n g der m ö g l i c h e r w e i s e v o r h a n d e n e n M g C O s A n t e i l e a u s den dolomitischen B e s t a n d t e i l e n der P r o b e n .

Zur Methodik der Lößdifferenzierung

Bei A n w e s e n h e i t v o n D o l o m i t schleicht sich d u r c h diese B e r e c h n u n g s w e i s e ein a u s n a h m s l o s p o s i t i v e r s y s t e m a t i s c h e r F e h l e r in die D a t e n ein, d e r m i t d e m D o l o m i t g e h a l t in s e i n e r G r ö ß e n o r d n u n g a n s t e i g t u n d d e r n u r b e s e i t i g t w e r d e n k a n n , w e n n der D o l o m i t g e h a l t , z . B . aus d e r B e s t i m m u n g n a c h Abschn. 2 . 1 . o d e r 2.2. b e k a n n t ist.

Abb. 1 . Differenzwerte (d) zur Korrektur des Gesamtcarbonats (Wösthoff) als Funktion des Dolomitgehaltes (d = Dolomit-%> x 0,0855) 2)

D i e G e s a m t c a r b o n a t w e r t e nach W ö s t h o f f bedürfen daher eines negativen K o r r e k t u r f a k t o r s ( d ) , d e r sich, w i e a u s A b b . 1 zu e n t n e h m e n ist, bei d e n untersuchten Lössen z w i s c h e n 0,2 u n d 1,2 % b e w e g t u n d a l l g e m e i n a u s d e r l i n e a r e n B e z i e h u n g x = 0 , 0 8 5 5 y ( x = d ) berechnet w e r d e n k a n n . D i e s e r K o r r e k t u r f a k t o r r e s u l t i e r t a u s r e i n stöchiometrischen Ü b e r l e g u n g e n u n d ist d a h e r u n a b h ä n g i g v o n d e r A r t d e r P r o b e u n d k a n n auch für h ö h e r e D o l o m i t g e h a l t e berechnet b z w . e x t r a p o l i e r t w e r d e n . D i e s e r F a k t o r ist in s e i n e r G e n a u i g k e i t l e d i g l i c h a b h ä n g i g v o n d e r G e n a u i g k e i t der D o l o m i t b e s t i m m u n g nach Abschn. 2 . 1 . oder 2 . 2 . Das r e a l e G e s a m t c a r b o n a t

berechnet sich d e m n a c h w i e f o l g t :

Gesamtcarbonat = Gesamtcarbonat ( W ö s t h o f f ) — d Z u r B e s t i m m u n g d e r D o l o m i t g e h a l t e u n d r e a l e r G e s a m t c a r b o n a t w e r t e b e d a r f es d a h e r d e r k o m b i n i e r t e n A n w e n d u n g d e r H C l / A A S - M e t h o d e (Abschn. 2 . 2 . ) u n d der K o n d u k t o metrie mit nachfolgender Korrektur. D i e Abb. 2 v e r a n s c h a u l i c h t b e i s p i e l h a f t die B e z i e h u n g z w i s c h e n d e n k o r r i g i e r t e n G e s a m t c a r b o n a t w e r t e n a u s der K o n d u k t o m e t r i e m i t d e m W ö s t h o f f - G e r ä t u n d d e n e n nach d e r H C l / A A S - M e t h o d e für 5 0 d o l o m i t r e i c h e L ö ß p r o b e n v o n Eichstetten a. K. 2) Dolomit-%> bedeutet Dolomitgehalt in °/o. 7

Friedhelm Hädrich

100

® y = 0,9686x + 1,9615 (Ausgleichsgerade) (Z) y = x (methodische Übereinstimmung) Angenähert g i l t : WÖSTHOFF % = A A S % - 0 , 9 0 %

Abb. 2. Gesamtcarbonat im Methodenvergleich Eichstetten L 1 + L 2 (N = 50).

W i c h t i g für d i e E i n s c h ä t z u n g b e i d e r M e t h o d e n ist der A b s t a n d d e r A u s g l e i c h s g e r a d e n 3 von der Geraden 4 (angenommene methodische Ü b e r e i n s t i m m u n g ) . D i e H C l / A A S - W e r t e l i e g e n i m M i t t e l u m 0,90 % höher a l s d i e r e a l e n

Wösthoff-

Werte. Es ist n a h e l i e g e n d , diesen Ü b e r s c h u ß bei d e r H C l / A A S - M e t h o d e a u s d e r E i n b e z i e h u n g silikatbürtiger Erdalkalien zu interpretieren. 2.4. M e t h o d i s c h e r

A u s b l i c k

Zu gesicherten A u s s a g e n ü b e r d i e C a r b o n a t v e r t e i l u n g u n d C a r b o n a t f r a k t i o n i e r u n g in L ö ß p r o b e n g e l a n g t m a n m . E. n u r durch d e n E i n s a t z v o n m i n d e s t e n s z w e i v o n e i n a n d e r u n a b h ä n g i g e n M e t h o d e n , d e r e n Ergebnisse b z w . A u s s a g e n sich w e c h s e l s e i t i g z u r F e h l e r r e d u k t i o n v e r w e n d e n lassen. D i e G e s a m t c a r b o n a t w e r t e nach W ö s t h o f f l a s s e n sich ü b e r d i e D o l o m i t g e h a l t e a u s d e r H C l / A A S - M e t h o d e p r ä z i s i e r e n ( A b b . 1) u n d d u r c h V e r gleich dieser k o r r i g i e r t e n W ö s t h o f f - W e r t e m i t den G e s a m t c a r b o n a t g e h a l t e n a u s der H C l / A A S - M e t h o d e l ä ß t sich d e r F e h l e r a b s c h ä t z e n , der durch E i n b e z i e h u n g v o n s i l i k a t b ü r t i g e n E r d a l k a l i e n in d a s H C l / A A S - G e s a m t c a r b o n a t e i n g e h t ( A b b . 2 ) . In d e r A b b . 3 ist z u r besseren V e r d e u t l i c h u n g d e r A u s f ü h r u n g e n d e r v o n m i r g e w ä h l t e A n a l y s e n g a n g schematisch d a r g e s t e l l t . D a d e r s i l i k a t b ü r t i g e „ G e s a m t c a r b o n a t ü b e r s c h u ß " bei d e r H C l / A A S - M e t h o d e mit 0 , 9 0 % i m M i t t e l n u r e i n e m D o l o m i t ü b e r s c h u ß v o n 0,29 °/o e n t s p r i c h t u n d dieser F e h l e r bei a l l e n L ö ß p r o b e n g l e i c h s i n n i g a u f t r e t e n dürfte, k a n n m. E. d i e M e t h o d e d e r C a r b o n a t f r a k t i o n i e r u n g z u r C h a r a k t e r i s i e r u n g u n d D i f f e r e n z i e r u n g v o n Lössen gleicher o d e r ä h n licher Z u s a m m e n s e t z u n g h e r a n g e z o g e n w e r d e n . In Z u k u n f t dürfte es v ö l l i g g e n ü g e n , nach d e r H C l / A A S - M e t h o d e (Abschn. 2 . 2 . ) n u r noch den M g - A n t e i l z u b e s t i m m e n , d a r a u s d e n D o l o m i t g e h a l t z u berechnen, p a r a l l e l d a z u den Gesamtcarbonatgehalt nach W ö s t h o f f z u erfassen u n d d i e s e n entsprechend d e m Dolomitgehalt zu korrigieren.

Zur Methodik der Lößdifferenzierung

^gemahlene

Probe

(105°C)

HCl-Extrakt I Ca-—AAS—»Mg

CaCOo(Calcit)

Konduktometrie (WÖSTHOFF, Orthophosphorsäure) |

Dolomit

Gesamtcarbonat

101

G e s a m t c a r b o n a t als CaC0

_ _

Gesamtcarbonat.

real

Differenzbildung

Gesamtcarbonat -Überschuß ( s i l i k a t b i i r t i g e s Ca und M g ) Abb. 3. Carbonatfraktionierung bei Lössen, Analysengang und Berechnungsschema.

W e n n auch g e w i s s e U n s i c h e r h e i t e n i m geschilderten A n a l y s e n g a n g d e n S e d i m e n t o l o g e n u n d P e t r o g r a p h e n noch skeptisch s t i m m e n , w e i l die B e r e c h n u n g der D o l o m i t g e h a l t e nach Abschn. 2 . 3 . v i e l l e i c h t a l s f r a g w ü r d i g erscheinen m a g , d e n L ö ß s t r a t i g r a p h e n sollte dies w e n i g k ü m m e r n . I h m k a n n es g l e i c h g ü l t i g sein, ob e i n e b e s t i m m t e Lößschicht n u r 1 2 , 3 % s t a t t d e r b e s t i m m t e n 1 2 , 5 °/o D o l o m i t e n t h ä l t , w e n n n u r dieser D o l o m i t g e h a l t sich a l s r e l a t i v k o n s t a n t e s M e r k m a l über den g e s a m t e n a l s genetisch einheitlich a n g e s e h e n e n L ö ß k o m p l e x erstreckt u n d sich deutlich v o m nächsten ü b e r o d e r u n t e r i h m a b h e b t . D a m i t w i r d d e r D o l o m i t g e h a l t z u m C h a r a k t e r i s t i k u m dieses K o m p l e x e s . W e n n i m f o l g e n d e n v o n G e s a m t c a r b o n a t die R e d e ist, d a n n h a n d e l t es sich ausschließ lich u m D a t e n a u s d e r H C l / A A S - M e t h o d e nach Abschn. 2 . 2 . 1 . D a s g i l t auch für d i e P r o b e n a u s Eichstetten. D i e s p ä t e r e n P a r a l l e l b e s t i m m u n g e n nach Abschn. 2 . 2 . 2 . u n d nach Wösthoff ( v g l . A b b . 2 ) k o n n t e n nicht w e i t e r a u s g e w e r t e t w e r d e n . Es ist v e r s t ä n d lich, d a ß für die l i t h o s t r a t i g r a p h i s c h e n A u s s a g e n , w i e sie in Abschn. 4 getroffen w e r d e n , n u r methodisch e i n h e i t l i c h b e h a n d e l t e D a t e n h e r a n g e z o g e n w e r d e n k o n n t e n .

3. Die Untersuchungsobjekte Seit 1 9 6 8 w u r d e n mehr als 3 0 0 Lößproben unterschiedlichen A l t e r s aus insgesamt 7 Aufschlüssen des K a i s e r s t u h l s u n d d e r L a h r - E m m e n d i n g e r V o r b e r g z o n e des S c h w a r z w a l d e s ( A b b . 4 ) auf G e s a m t c a r b o n a t - u n d D o l o m i t g e h a l t u n t e r s u c h t ) . 3

U n t e r ihnen befinden sich auch e i n i g e Stichproben a u s C - H o r i z o n t e n r e z e n t e r L ö ß Parabraunerden aus der Emmendinger Vorbergzone (HÄDRICH 1 9 6 6 ) u n d der Teninger F l ä c h e in der n ö r d l i c h e n F r e i b u r g e r B u c h t ( v g l . d a z u A b s c h n i t t 4 . 4 ) . D i e b e a r b e i t e t e n L ö ß p r o f i l e s i n d in A b b . 5 s t a r k s c h e m a t i s i e r t d a r g e s t e l l t . S i e u n t e r scheiden sich nach A n z a h l u n d d a m i t A l t e r s o w i e M ä c h t i g k e i t d e r Lösse sehr s t a r k . T e i l w e i s e s i n d sie b e r e i t s a u s der L i t e r a t u r b e k a n n t , so d i e v o n B ö t z i n g e n a. K . durch K H O D A R Y - E I S S A ( 1 9 6 8 ) u n d die v o n R i e g e l a. K. — bis a u f e i n i g e A b w e i c h u n g e n — durch GUENTHER ( 1 9 6 1 ) .

3) Die Untersuchungen im Labor wurden ausgeführt von den techn. Assistentinnen L. HENNIN GER, B . RIESER, B . RÖTTGES, K . V. RÜEPPRECHT und

herzlich danken möchte.

SCHLENKER, denen ich

dieser Stelle

102

Friedhelm Hädrich

Abb. 4. Die Verbreitung des Lösses im Untersuchungsgebiet. EICHSTETTEN

BÖTZINGEN A.K.

EMMENDINGEN

RIEGEL A. K.

HUMUSHORIZONT VERBRAUNUNGSZONE

FLIEß LÖR]

VERLEHMUNGSZONE SANDLAGE ~~~~~~J

LAMELLENZONE

(i2j)

DOLOMITGEHALT

|H''t IN %

CARBONATKONKRETIONEN

(MITTELWERT)

Abb. 5. Vergleichende Stratigraphie oberrheinischer Lößaufschlüsse in vereinfachter Darstellung.

103

Zur Methodik der Lößdifferenzierung

A l t d o r f u n d E m m e n d i n g e n w u r d e n m . W . b i s h e r noch nicht b e a r b e i t e t . W ä h r e n d i n B ö t z i n g e n u n d R i e g e l d i e j ü n g e r e n Lösse d o m i n i e r e n , s i n d A l t d o r f u n d E m m e n d i n g e n d u r c h d a s V o r h e r r s c h e n d e r ä l t e r e n Lösse u n d d e r z w i s c h e n g e s c h a l t e t e n m ä c h t i g e n P a l ä o b ö d e n gekennzeichnet. 4

Bei Eichstetten a. K . h a n d e l t e es sich u m e i n e B o h r u n g , d i e v o n M i t a r b e i t e r n ) d e s Lehrstuhls für Geographie u n d H y d r o l o g i e des Geographischen Instituts I der U n i v e r s i t ä t F r e i b u r g i. B r . i m S o m m e r 1 9 7 4 i m Z u s a m m e n h a n g m i t e i n e m h y d r o l o g i s c h e n P r o j e k t b i s in eine T i e f e v o n fast 2 3 m n i e d e r g e b r a c h t w u r d e u n d a n d e r ich mich b e t e i l i g e n durfte. D i e Lösse s i n d bis a u f e i n e A u s n a h m e b e i B ö t z i n g e n A 4 j e w e i l s durch P a l ä o b o d c n reste v o m T y p u s d e r P a r a b r a u n e r d e m i t s t a r k e n t w i c k e l t e n C a r b o n a t k o n k r e t i o n s - H o r i z o n t e n a n i h r e r Basis g e g l i e d e r t b z w . u n t e r l a g e r t , sie selbst s i n d c a r b o n a t r e i c h ( 2 0 — 4 0 % ) , t o n a r m (< 1 5 % ) u n d e x t r e m h u m u s a r m ( i . d . R . ( 0 , 6 % ) . S t a r k d u r c h p e d o g e n e s M a t e r i a l „ v e r u n r e i n i g t e " P r o f i l a b s c h n i t t e (Fließlösse o d e r F l i e ß erden) w u r d e n von der Untersuchung u n d A u s w e r t u n g ausgenommen. D a es —• a l l e i n schon a u s d e n i n Abschn. 1 a n g e f ü h r t e n G r ü n d e n — nicht S i n n u n d Z w e c k d i e s e r A r b e i t ist, d i e C h r o n o s t r a t i g r i p h i e d e r o b e r r h e i n i s c h e n Lösse a n d i e s e n t e i l w e i s e recht k o m p l i z i e r t e n Profilen n e u a u f z u r o l l e n , müssen A u s f ü h r u n g e n über s t r a t i g r a phische D e t a i l s e n t f a l l e n . W e n n a n e i n e r L o k a l i t ä t m e h r e r e Aufschlüsse b e a r b e i t e t w u r d e n , d a n n w u r d e n d i e s e m i t A l b i s A n d u r c h n u m e r i e r t . D i e P r o b e n w u r d e n , m i t A u s n a h m e d e r B o h r u n g Eich stetten, i n A b s t ä n d e n v o n j e 2 0 c m e n t n o m m e n . B e i Eichstetten w a r es i m D u r c h s c h n i t t ein A b s t a n d v o n 3 7 cm. D i e Lösse w u r d e n i n j e d e m Profil v o n u n t e n nach oben (genetisches P r i n z i p ) schematisch d u r c h n u m e r i e r t u n d m i t L 1 b i s L n b e z e i c h n e t . A l l e B e s t i m m u n g e n w u r d e n i m L a u f e d e r l e t z t e n J a h r e bis z u v i e r m a l w i e d e r h o l t . D o p p e l b e s t i m m u n g e n l i e gen bei a l l e n P r o b e n v o r . D i e nicht d i e C a r b o n f r a k t i o n e n betreffenden p e d o l o g i s c h e n P a r a m e t e r v o n Lössen u n d P a l ä o b ö d e n k ö n n e n i m R a h m e n d i e s e r A r b e i t l e i d e r k e i n e B e r ü c k s i c h t i g u n g finden. I m R a h m e n eines v o n d e r U N E S C O / P a r i s finanziell u n t e r s t ü t z t e n U n t e r s u c h u n g s p r o grammes z u r Vereinheitlichung der Ansprache v o n pleistozänen u n d holozänen Sedimen ten, d a s d a n k e n s w e r t e r w e i s e J . F i N x / W i e n i n i t i i e r t u n d o r g a n i s i e r t h a t , s i n d i n d e n l e t z t e n e i n e i n h a l b J a h r e n m e h r a l s 1 0 0 P r o b e n v o n Lössen u n d v e r w a n d t e n S e d i m e n t e n aus z a h l r e i c h e n europäischen L ä n d e r n a n a l y s i e r t w o r d e n . D i e s e U n t e r s u c h u n g e n s i n d noch nicht abgeschlossen; d a h e r k ö n n e n d i e E r g e b n i s s e d e r C a r b o n a t f r a k t i o n i e r u n g a n dieser S t e l l e noch nicht m i t g e t e i l t w e r d e n .

4. Die Ergebnisse d e r bisherigen Untersuchungen 4.1. D a s

Gesamtcarbonat

E r g e b n i s s e über G e s a m t c a r b o n a t b e s t i m m u n g e n — gleich, w e l c h e r m e t h o d i s c h e W e g auch beschritten w u r d e — l i e g e n a u s d e m s ü d l i c h e n O b e r r h e i n g e b i e t i n g r o ß e r Z a h l v o r . Ich v e r w e i s e h i e r n u r a u f d i e A r b e i t e n v o n BRONGER ( 1 9 6 6 , 1 9 6 9 ) , K H O D A R Y - E I S S A ( 1 9 6 8 )

u n d H Ä D R I C H ( 1 9 7 0 ) . A u s a l l e n diesen U n t e r s u c h u n g e n geht h e r v o r , d a ß i h r s t r a t i g r a p h i scher W e r t , b z w . i h r e B e d e u t u n g für eine r e l a t i v e C h r o n o l o g i e d e r Lösse sehr g e r i n g ist ( v g l . auch A b b . 1 0 ) . D i e G e s a m t c a r b o n a t g e h a l t e e r g a b e n sich b e i m e i n e n B e s t i m m u n g e n u n d B e r e c h n u n g e n z w a n g s l ä u f i g , u n d so sollen s i e d e m Leser nicht v o r e n t h a l t e n b l e i b e n , z u m a l es nicht u n 4

) Den Herren G . LUFT und G . MORGENSCHWEIS möchte ich an dieser Stelle herzlich danken.

104

Friedhelm Hädrich

i n t e r e s s a n t ist, v o n den e i n z e l n e n Lössen den A n t e i l d e r C a r b o n a t f r a k t i o n e n carbonat zu kennen (Tab. 2 ) .

Riegel ä

Bötzingen 40

L1(At)

am Gesamt

30 20 10

•

Emmendingen ]

Eichstetten 40?

tat

AUdorf ä ä

Einzelproben J

30 20 10 TAN. L2

DOLOMIT • L2

hm L1

j = jüngerer Löss, m = m i t t l e r e r Löss,

ä= älterer Löss

Abb. 6. Mittlere Gesamtcarbonat- und Dolomitgehalte der Lösse.

Die A b b i l d u n g 6 der m i t t l e r e n G e s a m t c a r b o n a t - u n d D o l o m i t g e h a l t e z e i g t , d a ß d a s G e s a m t c a r b o n a t v o n Profil z u P r o f i l u n d v o n L ö ß z u L ö ß i n n e r h a l b d e r Profile v e r gleichsweise n u r g e r i n g e n S c h w a n k u n g e n u n t e r w o r f e n ist. I m M i t t e l a l l e r P r o b e n l i e g t d e r G e s a m t c a r b o n a t g e h a l t bei den s o g e n a n n t e n J ü n g e r e n Lössen bei 3 7 , 1 % ( H C L / A A S ) , b z w . bei 3 6 , 2 % ( k o r r i g i e r t ) , r e a l ) (n = 1 6 7 ) , bei d e n M i t t l e r e n Lössen bei 3 6 , 9 °/o b z w . r e a l bei 3 6 , 0 °/o ( n — 8 3 ) u n d b e i d e n Ä l t e r e n Lössen bei 34,3 °/o, b z w . r e a l bei 33,4 °/o (n = 5 1 ) . D e m n a c h ist eine s c h w a c h e T e n d e n z d e r A b n a h m e des G e s a m t c a r b o n a t s m i t z u n e h m e n d e m A l t e r des Lösses g e g e b e n . Diese T e n d e n z w i r d v o r a l l e m durch die b e i d e n Lösse L 1 v o n B ö t z i n g e n u n d L 2 v o n E m m e n d i n g e n gesteuert. N a c h d e m G e s a m t c a r b o n a t g e h a l t ist k e i n e D i f f e r e n z i e r u n g u n d P a r a l l e l i s i e r u n g d e r Aufschlüsse möglich, d a sich d i e U n t e r s c h i e d e i n d e n j e w e i l i g e n M i t t e l w e r t e n n u r s e l t e n statistisch sichern l i e ß e n . G a n z a n d e r e A s p e k t e eröffnen sich, w e n n d i e D o l o m i t f r a k t i o n für eine G l i e d e r u n g v o n Profilen herangezogen w i r d . 5

4.2.

Die

D o l o m i t f r a k t i o n

D i e D o l o m i t g e h a l t e z e i g e n ü b e r a l l e untersuchten L ö ß p r o f i l e h i n w e g einen c h a r a k t e ristischen T r e n d d e r A b n a h m e v o n oben nach u n t e n , v o n j u n g nach a l t . D i e s e A b n a h m e e r f o l g t nicht s t e t i g i n n e r h a l b d e r L ö s s e , sondern s p r u n g h a f t a n den S u b s t r a t g r e n z e n , d e n P a l ä o b ö d e n . D a r i n w i r d die k a u s a l e V e r k n ü p f u n g des D o l o m i t g e h a l t e s m i t d e m L ö ß a l t e r b z w . der L ö ß g e n e s e deutlich ( v g l . A b s c h n . 5 . 4 . 2 . ) . Z u r V e r d e u t l i c h u n g der H o m o g e n i t ä t d e r Lösse hinsichtlich i h r e s D o l o m i t g e h a l t e s w u r d e in T a b e l l e 1 u . a. d e r D o l o m i t g e h a l t des J ü n g e r e n Lösses L 2 des Aufschlusses A 2 v o n R i e g e l a. K. beispielhaft d a r g e s t e l l t . 5) Unter Zugrundelegung der durchschnittlichen Ergebnisse aus Abb. 2 (vgl. Abschn. 2.3.1.).

Zur Methodik der

Lößdifferenzierung

105

Tabelle 1 Dolomit- und Gesamtcarbonatgehalt Tiefe cm 60— 80 —100 —120 —140 —160 —180 —200 —220 —240 —260 —280 —300 —320 —340 —360 —380 —400 —420 —440 —460 —480 —500 —520 —540 —560 —580 —600 —620 —640 —660 —680 —700 —720 —740 —760 —780 —800

beim Jüngeren Löß L 2 vom Aufschluß Riegel A 2

Gesamt carbonat /o

Dolomit °/o

Dolomit in °/o v. Ges.-Carb.

34,88 36,17 36,28 37,00 37,91 38,57 43,72 43,34 40,38 40,49 40,20 37,99 37,31 37,78 35,05 34,94 36,76 37,88 37,55 38,71 37,25 37,03 37,43 35,72 36,44 35,25 36,20 37,20 35,78 35,71 35,82 35,24 34,89 34,53 35,41 36,06 36,41

12,10 12,31 12,16 12,21 12,72 11,99 12,59 12,97 12,78 13,45 12,65 12,61 12,52 13,26 11,89 11,42 13,29 13,46 13,29 14,85 12,65 13,10 13,16 11,95 13,07 12,00 11,83 13,46 11,61 12,40 12,80 12,13 10,75 10,34 10,79 12,59 11,74

34,69 34,02 33,52 33,00 33,55 31,09 28,80 29,93 31,65 33,22 31,47 33,19 33,56 35,10 33,92 32,68 36,15 35,53 35,39 38,36 33,96 35,38 35,16 33,45 35,87 34,04 32,68 36,18 32,45 34,72 35,73 43,42 30,81 29,95 30,47 34,91 32,24

Tiefe cm 800— 820 — 840 — 860 — 880 — 900 — 920 — 940 — 960 — 980 —1000 —1020 — 1040 —1060 —1080 —1100 —1120 —1140 —1160 —1180 —1200 —1220 —1240 —1260 —1280 —1300 — 1320 —1340 — 1360 —1380 —1400 —1420 —1440 —1460

Gesamt carbonat o/o

Dolomit °/o

Dolomit in °/o v. Ges.-Carb.

36,54 36,00 35,46 35,29 36,34 36,01 38,14 37,27 38,38 39,14 38,33 37,75 38,85 37,86 37,52 34,88 35,69 34,03 34,23 33,31 32,91 33,14 32,81 34,36 34,51 36,58 35,63 36,05 35,80 35,93 35,41 35,72 41,64

12,72 11,83 11,45 11,47 11,59 11,57 13,33 12,25 13,75 13,88 13,10 13,73 14,07 13,43 12,42 11,83 11,81 11,61 11,54 11,58 11,61 11,57 10,86 12,71 12,48 13,46 12,21 13,56 13,67 13,77 13,10 12,42 12,14

34,81 32,86 32,29 32,50 31,89 32,13 34,95 32,87 35,83 35,46 34,18 36,37 36,22 35,47 33,10 33,92 33,09 34,12 33,71 34,76 35,28 34,91 33,10 36,99 36,16 36,80 34,27 37,61 38,18 38,32 37,00 34,77 29,15

Alle Werte entstammen der AAS-Messung nach Abschnitt 2.2.1.

B e s o n d e r s k l a r z e i g t sich der o. g. T r e n d des s p r u n g h a f t e n V e r h a l t e n s v o n L ö ß z u L ö ß an d e n Aufschlüssen v o n B ö t z i n g e n a. K. H i e r n i m m t d e r D o l o m i t g e h a l t v o n c a . 13 % in d e n J ü n g e r e n Lössen ü b e r 10,6 °/o bei d e n M i t t l e r e n a u f 3,0 % bei d e n Ä l t e r e n a b . Dieses V e r t e i l u n g s m u s t e r findet sich i n e t w a bei a l l e n Aufschlüssen w i e d e r . D i e Begriffe „ J ü n g e r " , „ M i t t e l " u n d „ Ä l t e r " sind n i c h t u n b e d i n g t identisch m i t d e n Begriffen J u n g - , M i t t e l - u n d A l t p l e i s t o z ä n , sie o r i e n t i e r e n sich neben d e r s t r a t i g r a p h i s c h e n Position v o r a l l e m a n d e n Lößeigenschaften u n d h i e r b e s o n d e r s a m D o l o m i t g e h a l t . D i e J ü n g e r e n Lösse s i n d i n d e n v o l l s t ä n d i g e n Aufschlüssen j e w e i l s z u o b e r s t gelegen u n d w e i s e n den höchsten D o l o m i t g e h a l t auf. Es h a n d e l t sich i m m e r n u r u m e i n L ö ß p a k e t . D i e s e s ist durch den ersten m a r k a n t e n fossilen B o d e n v o m M i t t l e r e n L ö ß g e t r e n n t , der in s e i n e n Eigenschaften noch sehr d e m J ü n g e r e n ä h n e l t , i m D o l o m i t g e h a l t u n d in der s t r a t i g r a p h i s c h e n Position a b e r a n z w e i t e r S t e l l e s t e h t . D a r u n t e r b e g i n n t — w i e d e r u m durch e i n e n k r ä f t i g e n P a l ä o b ö d e n g e t r e n n t u n d i n sich durch P a l ä o b ö d e n g e g l i e d e r t — eine F o l g e v o n Ä l t e r e n Lössen, d i e v e r h ä l t n i s m ä ß i g e i n h e i t l i c h sind, sich a b e r i.d.R. sehr deutlich — v o r a l l e m i m D o l o mitgehalt — vom hangenden Mittleren L ö ß abheben.

106

Friedhelm Hädrich

U m eine v e r b i n d l i c h e A u s s a g e über d i e H o m o g e n i t ä t d e r e i n z e l n e n L ö ß k o m p l e x e b z w . d e r e n U n t e r s c h e i d b a r k e i t treffen z u k ö n n e n , m u ß d i e S t a t i s t i k b e m ü h t w e r d e n ) . Die z e n t r a l e F r a g e w a r : S i n d d i e U n t e r s c h i e d e i n den M i t t e l w e r t e n zwischen d e n e i n z e l n e n L ö ß k o m p l e x e n statistisch z u sichern? 6

4.3. S t a t i s t i s c h e

Berechnungen

4 . 3 . 1 . S t a t i s t i k der D o l o m i t f r a k t i o n A n h a n d der Ü b e r s i c h t ü b e r die statistischen M a ß z a h l e n ( T a b . 2 ) sollen d i e e i n z e l nen Lösse noch e t w a s n ä h e r v o r g e s t e l l t w e r d e n . Die Lösse w u r d e n hier nach i h r e m A l t e r geordnet. Tabelle 2 Übersicht über die statistischen Maßzahlen für die untersuchten Lösse. Dolomit %

Ort

Aufschl.

Bötzingen

Löß

12,90 ±1 3990

Dolomit in % vom Gesamtcarbonat v

• S

10,78

33,88

t 2,8800

8,50

4 Eichstetten --

13,08 t o , 9934

7,59

34,88

±1,5293

4,38

Jüngere

12,43 tl 5799

12, 71

32,54

± 2,7162

8,35

Lösse

Riegel

12,48 * o , 8500

6, 81

34,14

± 2,0300

5,95

(Würm)

EVBZ *)

— —

10,89 tl 5105

13,78

35,64

±6,3400

17,79

11,59

1 2

Ten.Allme nd --

Bötzingen Mittlere Lösse (Riss)

l Eichstett en --

Riegel

34,24

12,64 *1. 1228

8,08

34,18

± 2,3491

10,73 t o 8819

8,21

28,85

±1,9004

6,59

11,88

-o, 9119

7,68

31,96

±2,1028

6,58

15,55

6,87

9,74 ±0,7700

7,91

26,49

±4,1200

L3+4

9,24 *0, 8656

9,37

28,47

±1,4543

5,11

Emmending en --

10,00 - o , 7415

7,42

27,29

±2,5600

9,38

10,91 t l , 1981

10,98

29,54

±3,1282

10,59

zusammen

1 2

....

Bötzingen

Lösse

Altdorf

Bötzingen

Ältere

166

zusammen |

5 A

2 5

Bötzingen

Riegel

Emmendingen

4,97

3,18 t o , 3015

14,09

9,48

9,39

±2,2100

23,54 23,17

3,03 t o , 4782

15,78

12,82

± 2,9700

9,54 ±0, 7100

7,44

22,70

±2,0300

8,94

7,28 10,9900

13,60

18, 70

±1,9500

10,43

11,58

25,77

±2,9400

11,41

—

11,55

—

9,15 ±1,0600

3,44

Altdorf

—

3,21 ±0, 4400

13,71

8,75

± 0,8900

Altdorf

2,61 t o , 1700

6,51

7,28

£ 1,1000

15,11

5,53 ±2, 9892

54,05

15,82

± 7,6700

48,48

zusammen

10,17

*) Einzelproben aus der Emmendinger Vorbergzone

M a ß g e b e n d für diese G l i e d e r u n g w a r e n der D o l o m i t g e h a l t u n d die s t r a t i g r a p h i s c h e P o s i t i o n in den e i n z e l n e n Aufschlüssen. D u r c h V e r g l e i c h d e r D a t e n über M i t t e l w e r t ( x ) , S t r e u u n g ( S x ) u n d V a r i a t i o n s k o e f f i z i e n t (v°/o) i n n e r h a l b d e r s e n k r e c h t e n S p a l t e n k ö n n e n G e m e i n s a m k e i t e n u n d U n t e r s c h i e d e auf e i n e n Blick e r f a ß t w e r d e n . A u f f a l l e n d ist d i e b e s o n d e r s g r o ß e H o m o g e n i t ä t der D a t e n für die Jüngeren L ö s s e , d i e sich i n d e r g e r i n g e n S t r e u u n g u n d i m n i e d r i g e n V a r i a t i o n s k o e f f i z i e n t e n a u s d r ü c k t , w a s besonders für d i e statistische Z u s a m m e n f a s s u n g a l l e r j ü n g e r e n Lösse g i l t . 6) Für zahlreiche wertvolle Anregungen bei der statistischen Auswertung des danke ich Herrn Dipl.-Forstwirt K . KEILEN.

Datenmaterials

107

Zur Methodik der Lößdifferenzierung

D i e M i t t l e r e n L ö s s e z e i g e n z w a r i m e i n z e l n e n sehr g e r i n g e S t r e u u n g s b e t r ä g e u n d V a r i a t i o n s k o e f f i z i e n t e n . Diese W e r t e steigen aber bei statistischer Z u s a m m e n f a s s u n g beträchtlich. Dies g i b t e i n e n H i n w e i s a u f d i e v e r g l e i c h s w e i s e g r ö ß e r e n stofflichen U n t e r schiede i n n e r h a l b des G e s a m t k o l l e k t i v s d e r M i t t l e r e n Lösse. D i e r e l a t i v hohen S t r e u u n g s w e r t e u n d V a r i a t i o n s k o e f f i z i e n t e n der Ä l t e r e n L ö s s e , i n s b e s o n d e r e bei d e r e n statistischer Z u s a m m e n f a s s u n g , w i r d h a u p t s ä c h l i c h d u r c h d i e R i e g e l e r Lösse L I — L 3 v e r u r s a c h t . H i e r i n z e i g t sich deutlich d i e v o r e r s t nicht z u k l ä r e n d e S o n d e r s t e l l u n g dieser d r e i Lösse. Sie h ä t t e n nach den E r g e b n i s s e n d e r C a r b o n a t f r a k t i o n i e r u n g eigentlich eher z u d e n M i t t l e r e n a l s z u den Ä l t e r e n Lössen gestellt w e r d e n müssen. D e m s t a n d a l l e r d i n g s i h r e s t r a t i g r a p h i s c h e P o s i t i o n e n t g e g e n . Erst bei d e r U n t e r s u c h u n g eines noch g r ö ß e r e n S t i c h p r o b e n u m f a n g e s a u s den M i t t l e r e n u n d Ä l t e r e n Lössen w i r d m a n die S t e l l u n g der R i e g e l e r Lösse L I — L 3 v i e l l e i c h t k l ä r e n b z w . feststellen k ö n n e n , ob nicht die Ä l t e r e n Lösse in sich noch w e i t e r differenziert w e r d e n müssen. D a s V e r h a l t e n dieser Ä l t e r e n R i e g e l e r Lösse z e i g t sich auch i n d e n A b b i l d u n g e n 7 — 1 0 . A b b . 7 b r i n g t d i e H ä u f i g k e i t s v e r t e i l u n g e n d e r D o l o m i t g e h a l t e für d i e drei L ö ß a l t e r s g r u p p e n . E i n d r u c k s v o l l er scheint d e r T r e n d d e r D o l o m i t a b n a h m e m i t z u n e h m e n d e m L ö ß a l t e r .

JÜNGERE LOSSE

2 V. 30

MITTLERE LÖSSE

n = 85

10 •

ÄLTERE LÖSSE Ri«gtl L 1 - L 3 n=a

2 V.

40 • 20 -

ÄLTERE LÖSSE Bötzingen L 1 - L 3 Emmendingen L2 A l t d o r f L1+L2 n = 29

Abb. 7. Häufigkeitsverteilung des Dolomitgehaltes für die Lösse. U m nun aber f e s t z u s t e l l e n , i n w i e w e i t sich d i e Lösse statistisch g e g e n e i n a n d e r a b g r e n z e n lassen, w u r d e n d i e U n t e r s c h i e d e in d e n M i t t e l w e r t e n z u n ä c h s t für die Lösse i n n e r h a l b der Aufschlüsse e i n e m t - T e s t u n t e r z o g e n ( T a b . 3 ) . W i r e r k e n n e n , d a ß sich d i e M i t t e l w e r t e i n n e r h a l b d e r Aufschlüsse i . d . R . s i g n i f i k a n t unterscheiden. Theoretisch s o l l t e Nichtsignifik a n z bei g l e i c h a l t r i g e n , S i g n i f i k a n z b e i v e r s c h i e d e n a l t r i g e n Lössen herrschen. A u s T a b . 3 ist jedoch nicht so o h n e w e i t e r e s z u e n t n e h m e n , ob d i e n i c h t s i g n i f i k a n t e n B e z i e h u n g e n in j e d e m F a l l g l e i c h a l t r i g e Lösse betrifft.

108

Friedhelm Hädrich

Tabelle 3 Vergleich der Mittelwerte aller Lösse im Signifikanztest (gegliedert nach Aufschlüssen). D O L O I E Ö T Z I N

L 4 L 2 :0

I T G E H A L T

0 E N

E EICH STETTEN

R I E G E L

A2/S

Al/2

L4/1

EMMEN DINGEN

A L T

i o n F

2 , 2 6 * " 9,72*** 9,87*** 0,31 n. s. 7,46*** 7,61*** 2, 57 0,15 n. s.

10,o3** 10,1***

L 1

2,73"

L5/2

2 , 9 4 * " 5,20 0,20 n. s.

L4/1

***

3,33***

2,46*** 0,59*

L 3

2,26*** 0,39 n. s.

L 2

1,87*** 0,55

L 2

6,56**

L 4 L3/4

6,05"

6,63***

L 2

—-

0,83 n. s.

n.s. = nicht signifikant;

* =• 5% , ** = 1% und *** = 0,1%

Irrtumswahrscheinlichkeit

U m diesen S a c h v e r h a l t noch k l a r e r z u d e m o n s t r i e r e n , w u r d e n die Lösse in A b b . 8 nicht m e h r nach Aufschlüssen, s o n d e r n nach A l t e r s g r u p p e n g e o r d n e t . S c h w a r z a u s g e f ü l l t e Kreise ( N i c h t s i g n i f i k a n z ) e r k e n n e n w i r b e i m V e r g l e i c h a l l e r J ü n g e r e n Lösse u n t e r e i n a n d e r . D a r a u s w i r d ersichtlich, d a ß diese nicht n u r g l e i c h a l t r i g , s o n d e r n stofflich b e s o n d e r s h o m o g e n a u f g e b a u t sind. D i e J ü n g e r e n Lösse u n t e r s c h e i d e n sich bis a u f d i e A u s n a h m e bei Eichstet ten L 1 / L 2 v o n den M i t t l e r e n u n d Ä l t e r e n Lössen s i g n i f i k a n t ; sie g e h ö r e n z e i t l i c h u n d stofflich nicht z u s a m m e n . B e i m V e r g l e i c h d e r M i t t l e r e n u n d Ä l t e r e n Lösse u n t e r e i n a n d e r findet m a n w e n i g e r h ä u f i g d i e theoretisch z u e r w a r t e n d e N i c h t s i g n i f i k a n z . M . E. l i e g t d a s nicht so sehr an d e r s t ä r k e r e n stofflichen D i f f e r e n z i e r u n g des untersuchten M a t e r i a l s . D e r S t r e u r a h m e n i n n e r h a l b der M i t t l e r e n u n d Ä l t e r e n Lösse ist einfach g r ö ß e r . N a t ü r l i c h k ö n n t e d a s „ S i g n i fikanzbild" noch g e ä n d e r t w e r d e n , w e n n d i e I r r t u m s w a h r s c h e i n l i c h k e i t k l e i n e r g e w ä h l t w ü r d e . Dies ist jedoch bei geowissenschaftlichen U n t e r s u c h u n g e n nicht üblich. S t ö r e n d in d e m B i l d ( A b b . 8 ) w i r k e n nicht so sehr d i e s i g n i f i k a n t e n U n t e r s c h i e d e z w i s c h e n gleich a l t r i g e n Lössen (offene Sechsecke) a l s v i e l m e h r d i e v i e r F ä l l e n i c h t s i g n i f i k a n t e r B e z i e h u n g e n unterschiedlich a l t e r Lösse (Eichstetten L 1 / L 2 u n d R i e g e l L I — L 3 ) . W i e b e r e i t s für R i e g e l e r w ä h n t , k a n n dieses V e r h a l t e n noch nicht g e k l ä r t w e r d e n . 4.3.2. Beziehungen zwischen Dolomit- u n d Gesamtcarbonatgehalt A u f g r u n d d e r unterschiedlichen L ö s l i c h k e i t v o n C a l c i t u n d D o l o m i t w a r nicht zu e r w a r t e n , d a ß sich d a s u r s p r ü n g l i c h e , d. h. genetisch v o r g e g e b e n e D o l o m i t - G e s a m t c a r b o n a t - V e r h ä l t n i s bis h e u t e b e w a h r t h a t . S y n - u n d p o s t g e n e t i s c h e C a r b o n a t l ö s u n g e n u n d - V e r l a g e r u n g e n , z . T . i m Z u g e der P e d o g e n e s e der P a l ä o b ö d e n , m ö g e n d a s u r s p r ü n g l i c h e

Zur Methodik der Lößdifferenzierung

109

DOLOMITGEHALTE JÜNGERE Lösse El Bö R Bö A4 Al A1A2 LI L2 L5L2 L5

••• •• • •

Bö L5 •T.

Bö Al L4

Mittlere Lösse A El R A1A2 LI L4L1 L3/4

Bö LI

c = R L5L2

XLTERE Lösse R R Bö Al Al A3 L2 L3 LI

A L2

• • •

• •• • O

En L4

Bö L2 Bö LI

•

R L3 i

R Al LI

Bö L4

Bö A2A5 L2

Ei L2

• O

R L2

IT.

•• • • O

J R LI *j

A L2 A LI

Differenz der Mittelwerte hochsignifikant (Irrtumswahrschelnllchkelt

5%)

• •

Differenz der Mittelwerte nicht ^

signifikant

Abb. 8. Vergleich der Mittelwerte aller Lösse im Signifikanztest (gegliedert nach Altersgruppen).

V e r t e i l u n g s m u s t e r v e r ä n d e r t h a b e n . U m f e s t z u s t e l l e n , ob d i e D o l o m i t a b n a h m e m i t z u n e h m e n d e m A l t e r d e r Lösse a u c h m i t einer A b n a h m e d e r G e s a m t c a r b o n a t g e h a l t e e i n h e r geht oder nicht, w u r d e für j e d e e i n z e l n e P r o b e d e r A n t e i l v o n D o l o m i t in % v o m G e s a m t c a r b o n a t berechnet. Diese „ R e l a t i v - P r o z e n t e " w u r d e n für j e d e n L ö ß g e m i t t e l t , d i e S t r e u ung u n d d i e V a r i a t i o n s k o e f f i z i e n t e n berechnet. D i e entsprechenden D a t e n sind i n T a b . 2 rechts d a r g e s t e l l t W i r e r k e n n e n , d a ß diese R e l a t i v - P r o z e n t e m i t z u n e h m e n d e m A l t e r d e r Lösse v o n c a . 3 4 , über 2 9 a u f 15 % a b n e h m e n u n d sich d a h e r ä h n l i c h w i e d i e D o l o m i t g e h a l t e v e r h a l t e n . Dieser T r e n d k o m m t auch deutlich in d e r H ä u f i g k e i t s v e r t e i l u n g d e r Relativ-Prozente zum Ausdruck (Abb. 9). Der d i a g n o s t i s c h e W e r t dieser D a t e n für e i n e D i f f e r e n z i e r u n g d e r Lösse ist sicher nicht größer a l s d e r d e r D o l o m i t d a t e n in T a b . 2 , w e s w e g e n nicht w e i t e r d a m i t a r g u m e n t i e r t w e r d e n s o l l . Es ist jedoch nicht z u leugnen, d a ß diese R e l a t i v - P r o z e n t e ein w i c h t i g e s K r i t e r i u m für d a s A u s m a ß s e k u n d ä r e r C a r b o n a t a u s s c h e i d u n g i n d e n Lössen ist; d e n n d i e A b n a h m e d e r D o l o m i t g e h a l t e m i t z u n e h m e n d e m L ö ß a l t e r machen d i e G e s a m t c a r b o n a t g e h a l t e a u f g r u n d d e r s e k u n d ä r e n C a l c i t f ä l l u n g j a b e k a n n t l i c h nicht i m selben M a ß e m i t , so d a ß die R e l a t i v - P r o z e n t e m i t z u n e h m e n d e m L ö ß a l t e r deutlich s i n k e n müssen ( v g l . a u c h A b schnitt 5 . ) .

110

Friedhelm Hädrich

6 %

ÄItere Lösse Riagcl

LI - L 3

r,= 22 20 • 38

6 %

Ältere Lösse Bötiingtn L 1 - L 3 E m m - linger, L 2 Altd'irf L1 + L2

20 •

DOLOMIT INV.

V GESOMTCORBONOT

Abb. 9. Häufigkeitsverteilung, Dolomit in % vom Gesamtcarbonat, für die Lösse.

4.4. D i e D o l o m i t g e h a l t e

von

Einzelproben

In A b b i l d u n g 6 und T a b e l l e 2 s i n d auch E r g e b n i s s e v o n E i n z e l p r o b e n a u f g e f ü h r t . Es h a n d e l t sich h i e r b e i u m L ö ß p r o b e n , d i e u n m i t t e l b a r u n t e r h a l b d e r V e r l e h m u n g s f r o n t r e z e n t e r P a r a b r a u n e r d e n aus der E m m e n d i n g e r V o r b e r g z o n e ( H Ä D R I C H 1 9 6 6 ) u n d d e r T e n i n g e r Fläche (FRESLE 1 9 6 9 ) e n t n o m m e n w a r e n . D i e D o l o m i t g e h a l t e der v i e r E i n z e l p r o b e n a u s d e r E m m e n d i n g e r V o r b e r g z o n e l i e g e n i m M i t t e l bei n u r 1 0 , 9 °/o. D a m i t ist es unsicher, ob es sich hierbei u m J ü n g e r e n oder M i t t l e r e n L ö ß h a n d e l t . Berücksichtigt m a n aber die R e l a t i v - P r o z e n t e ( T a b . 2 rechts), d a n n w i r d ersichtlich, d a ß der D o l o m i t g e h a l t 3 5 , 6 % des G e s a m t c a r b o n a t s a u s m a c h t — e i n H i n w e i s d a f ü r , d a ß es sich doch u m J ü n g e r e n L ö ß h a n d e l n m u ß . D e r G e s a m t c a r b o n a t g e h a l t ist u n m i t t e l b a r u n t e r h a l b d e r V e r l e h m u n g s f r o n t durch L ö s u n g s v e r w i t t e r u n g w o h l z. T. schon v e r m i n d e r t , w ä h r e n d d e r D o l o m i t g e h a l t noch r e l a t i v hoch g e b l i e b e n ist. B e s o n d e r s i n t e r e s s a n t ist d i e P r o b e v o n d e r T e n i n g e r F l ä c h e , e i n e m u m w e n i g e M e t e r d a s h o l o z ä n e A u e n n i v e a u d e r n ö r d l i c h e n F r e i b u r g e r Bucht ü b e r r a g e n d e n h ö h e r e n u n d d a m i t r e l a t i v früh t r o c k e n g e f a l l e n e n R e s t der N i e d e r t e r r a s s e . H i e r l a g e r t a u f e i n e r Fläche v o n 3 , 2 4 k m j ü n g s t e r , s p ä t g l a z i a l e r L ö ß bis zu einer M ä c h t i g k e i t v o n 6 , 2 5 m ( n a c h FRESLE 1 9 6 9 ) , v o n m e h r a l s 7 , 0 m nach A u s s a g e n eines o r t s a n s ä s s i g e n L a n d w i r t e s . D i e e i n z i g e b i s h e r v o n m i r untersuchte P r o b e aus e i n e r Position u n m i t t e l b a r u n t e r h a l b d e r d o r t bis z u e i n e r T i e f e v o n 9 0 c m e n t w i c k e l t e n P a r a b r a u n e r d e e r b r a c h t e einen D o l o m i t g e h a l t v o n 1 1 , 6 °/o bei einem G e s a m t c a r b o n a t g e h a l t v o n 3 3 , 9 % . D a s R e l a t i v - P r o z e n t l i e g t hier bei 3 4 , 2 % . Nicht n u r d i e H ö h e dieser W e r t e , sondern v o r a l l e m die t o p o g r a phische P o s i t i o n a u f h ö h e r e m N i e d e r t e r r a s s e n n i v e a u sprechen e i n d e u t i g für w ü r m z e i t l i c h e n u n d d a m i t J ü n g e r e n L ö ß . MUNZING ( 1 9 7 3 ) stuft d i e s e n L ö ß ins J u n g w ü r m ein, i m 2

111

Zur Methodik der Lößdifferenzierung

S i n n e v o n W O L D S T E D T ( 1 9 6 2 ) . Solche L ö ß v o r k o m m e n auf N i e d e r t e r r a s s e gibt es i n d e r F r e i b u r g e r B u c h t u n d i m U m k r e i s des K a i s e r s t u h l s noch einige m e h r (SCHREINER 1 9 5 8 ) . Bei a l l e n diesen k l e i n e n L ö ß v o r k o m m e n h a n d e l t es sich u m d e n e i n z i g e n , m i r b i s h e r b e k a n n t e n F a l l , d a ß ein L ö ß a u f g r u n d seiner P o s i t i o n a u f einer P l e i s t o z ä n t e r r a s s e i m s ü d lichen O b e r r h e i n g e b i e t ü b e r h a u p t zeitlich fixiert w e r d e n k a n n . 4.5. Z u r rung

A n w e n d b a r k e i t bei der

der

Methode

der

C a r b o n a t f r a k t i o n i e -

L ö ß p a r a l l e l i s i e r u n g

D a s H a u p t a n l i e g e n solcher U n t e r s u c h u n g e n z u r C a r b o n a t f r a k t i o n i e r u n g ist, a l t e r s spezifische K r i t e r i e n zu finden, d a m i t Lösse, d e r e n s t r a t i g r a p h i s c h e P o s i t i o n nicht z w e i f e l s frei ist, e i n a n d e r z u g e o r d n e t w e r d e n k ö n n e n . W i e w i r i m F a l l e d e r E i n z e l p r o b e n g e s e h e n h a b e n , k o n n t e n d i e betreffenden Lösse über i h r e n c h a r a k t e r i s t i s c h e n D o l o m i t g e h a l t b z w . d u r c h i h r e R e l a t i v - P r o z e n t e e i n w a n d f r e i d e n J ü n g e r e n Lössen d e r untersuchten A u f schlüsse z e i t l i c h z u g e o r d n e t w e r d e n . Ich möchte h i e r ein w e i t e r e s B e i s p i e l a n f ü h r e n , w i e die M e t h o d e d e r C a r b o n a t f r a k t i o n i e r u n g h e l f e n k a n n , p r o f i l m o r p h o l o g i s c h u n a b h ä n g i g erscheinende S t r a t e n als l i t h o l o g i s c h u n d d a m i t auch chronologisch z u s a m m e n g e h ö r i g z u e r k e n n e n : I m A u f s c h l u ß 1 v o n R i e g e l a. K. t r ä g t d e r oberste P a l ä o b o d e n r e s t v o m T y p e i n e r P a r a b r a u n e r d e nicht d i r e k t J ü n g e r e n L ö ß , s o n d e r n es schaltet sich e i n e t w a 110 c m m ä c h t i g e r G e r ö l l h o r i z o n t ein. D i e s e r G e r ö l l h o r i z o n t besteht aus a u f g e a r b e i t e t e n L ö ß k i n d e l n , die e t w a 6 0 — 7 0 /o der M a s s e a u s m a c h e n u n d i n L ö ß eingebettet s i n d ( A b b . 1 0 ) . u

.Gesamt Dolo- , |Carb.°/.| m i t ° / . |

RIEGEL A1 Jüngerer Löf) L5

2,4 2,6

Geröllhorizont

2,83,0

und

3,2 3,4 3,6

3,8 4,04,2

4,4-I 4,6 m

oV.o.D o.o.i

M i t t l e r e r Löf) L4

- , ^ S \ in

/ G

VOf1 c

38,99 39,19

13,28 12,74

34,06 32,51

42,67

9,08

21,28

38,96

8,72

22,38

40,27

9,69

24,06

4 2,02

10,09

24,01

38,76

9,50

36,55

9,86

24,51 26,98

Parabraunerde

M i t t l e r e r Löß L4

Abb. 10. Beispiel für die Zuordnung von Lössen mit Hilfe der Carbonatfraktionierung.

P r o f i l m o r p h o l o g i s c h w a r nicht sicher zu entscheiden, ob d e r z w i s c h e n die G e r o l l e e i n g e l a g e r t e L ö ß genetisch z u m J ü n g e r e n L ö ß i m H a n g e n d e n (L 5 ) o d e r z u m M i t t l e r e n L ö ß i m L i e g e n d e n (L 4 ) des P a l ä o b o d e n r e s t e s g e h ö r t . D i e D o l o m i t g e h a l t s b e s t i m m u n g u n d d i e Berechnung der Dolomitgehalte in Prozent v o m Gesamtcarbonat konnten e i n w a n d f r e i k l ä r e n , d a ß d e r L ö ß z u m M i t t l e r e n L ö ß (L 4 ) d i e s e s Aufschlusses g e h ö r t . L ö ß u n d K i n d e l g e r ö l l e s t a m m e n a u s h ö h e r e r H a n g p o s i t i o n , w o d e r offensichtlich r i ß w ü r m z e i t l i c h e P a l ä o b ö d e n v ö l l i g a b g e t r a g e n z u sein scheint u n d s o g a r ein T e i l des l i e g e n d e n K i n d e l h o r i z o n t e s mit weggeräumt wurde.

112

Friedhelm Hädrich

5. Die Deutung d e r Ergebnisse Die E r g e b n i s s e d e r C a r b o n a t f r a k t i o n i e r u n g , w i e sie in Abschn. 4 d a r g e s t e l l t w u r d e n , bedürfen m. E. e i n e r E r k l ä r u n g . Es ist die F r a g e z u s t e l l e n , ob die c h a r a k t e r i s t i s c h e T i e f e n funktion d e r D o l o m i t g e h a l t e l ö ß g e n e t i s c h v o r g e g e b e n w a r oder p o s t g e n e t i s c h e n V e r ä n d e r u n g e n i m C a r b o n a t r e g i m e z u v e r d a n k e n ist. Betrachten w i r zunächst d i e T i e f e n f u n k t i o n des G e s a m t c a r b o n a t s u n d sehen d i e s e i m Lichte der m o r p h o l o g i s c h ü b e r a l l i n den Profilen — besonders d e u t l i c h a b e r in den M i t t l e r e n u n d Ä l t e r e n Lössen — z u e r k e n n e n d e n s e k u n d ä r e n C a l c i t f ä l l u n g e n in F o r m v o n Pseudomycelien, Bieloglaski und Lößkindeln, d a n n m u ß das Gesamtcarbonat postgene tisch entsprechenden V e r ä n d e r u n g e n u n t e r w o r f e n g e w e s e n sein, d e r e n R i c h t u n g u n d G r ö ß e n o r d n u n g h e u t e a l l e r d i n g s k a u m m e h r f e s t s t e l l b a r sind, w e i l sie in den A n a l y s e n d a t e n k a u m aufscheinen. Diese V e r ä n d e r u n g e n b e s t a n d e n b e i m J ü n g e r e n L ö ß offensichtlich n u r in e i n e r l o k a l b e g r e n z t e n U m l ö s u n g der C a r b o n a t e u n d einer C a l c i t f ä l l u n g , nicht a b e r in s t a r k e n H y d r o g e n c a r b o n a t - I n f i l t r a t i o n e n a u s d e n H a n g e n d p a r t i e n . Dieses B i l d steht m i t d e r T a t sache in E i n k l a n g , d a ß die J ü n g e r e n Lösse der u n t e r s u c h t e n Profile a u s n a h m s l o s P a r a r e n d z i n e n mit noch r e l a t i v hohen C a r b o n a t g e h a l t e n bis z u r Oberfläche t r a g e n . D a nun i m J ü n g e r e n Löß Anzeichen stärkerer C a r b o n a t f ä l l u n g e n zurücktreten — L ö ß k i n d e l gibt es n u r w e n i g e , u n d diese sind meist v o n g e r i n g e r G r ö ß e s o w i e v e r e i n z e l t z i e m lich regellos i m J ü n g e r e n L ö ß v e r t e i l t — m u ß d a r a u s gefolgert w e r d e n , d a ß die h o l o z ä n e n B ö d e n nie d e n E n t w i c k l u n g s g r a d d e r w a r m z e i t l i c h e n P l e i s t o z ä n b ö d e n erreichten ( E n t k a l k u n g , V e r w i t t e r u n g , T o n b i l d u n g , E n t w i c k l u n g s t i e f e ) , w e n n sie sich auch u n t e r u n g e störten V e r h ä l t n i s s e n über d a s P a r a r e n d z i n a s t a d i u m hinaus e n t w i c k e l t h a b e n m ö g e n ( H Ä D R I C H 1 9 6 6 , BRONGER 1 9 6 9 ) .

D i e M i t t l e r e n u n d die Ä l t e r e n Lösse h a b e n i n d e n W a r m z e i t e n des P l e i s t o z ä n s e i n e l ä n g e r a n d a u e r n d e u n d i n t e n s i v e r e P e d o g e n e s e ü b e r sich ergehen l a s s e n müssen, w ä h r e n d d e r sich j e w e i l s m ä c h t i g e , c a r b o n a t f r e i e P a l ä o b ö d e n e n t w i c k e l t e n . I m Z u g e dieser P e d o genese w u r d e n d i e j e w e i l s l i e g e n d e n Lösse in s t a r k e m M a ß e m i t C a l c i t angereichert. W i e e r k l ä r e n sich a b e r n u n d i e T i e f e n f u n k t i o n e n d e r D o l o m i t g e h a l t e ? W i r h a l t e n a n dieser S t e l l e noch e i n m a l fest: D i e D o l o m i t g e h a l t e z e i g e n i n n e r h a l b d e r L ö ß p a k e t e k e i n e t e n d e n z m ä ß i g e V e r ä n d e r u n g i n d e r T i e f e n f u n k t i o n ; diese erfolgt v i e l m e h r b e i m Ü b e r g a n g z u m n ä c h s t ä l t e r e n b z w . n ä c h s t j ü n g e r e n L ö ß s p r u n g a r t i g , so d a ß ein T r e p p e n p r o f i l d e r Tiefenfunktion vorliegt. A u s d e r K e n n t n i s d e r D o l o m i t g e n e s e h e r a u s d ü r f e n w i r w o h l d a v o n ausgehen, d a ß d e r in den o b e r s t e n L ö ß a b s c h n i t t e n i m Z u g e d e r P e d o g e n e s e g e l ö s t e D o l o m i t a b w ä r t s nicht w i e d e r a l s solcher a u s g e f ä l l t w i r d . In t i e f e r e n Profilabschnitten v o r h a n d e n e r D o l o mit kann daher mengenmäßig entweder nur e r h a l t e n o d e r v e r m i n d e r t worden sein, e n t w e d e r r e l a t i v , durch Z u f u h r v o n C a l c i t o d e r absolut, durch b e v o r z u g t e D o l o m i t lösung.

5.1. Z u r

r e l a t i v e n Verminderung

des

Dolomitgehaltes

D a s A r g u m e n t d e r r e l a t i v e n V e r m i n d e r u n g des D o l o m i t a n t e i l e s a u s d e m H a n g e n d e n e n t f ä l l t a l s a l l e i n i g e E r k l ä r u n g für die h e u t i g e n m a n d a v o n a u s g e h t , d a ß a m D o l o m i t selbst seit d e r L ö ß a b l a g e r u n g s t a t t g e f u n d e n h a t , d a d i e C a l c i t z u f u h r n i e m a l s d a s A u s m a ß erreichte, tionen des D o l o m i t g e h a l t e s zu e r k l ä r e n .

durch C a l c i t z u f u h r Verhältnisse, w e n n keine Verwitterung u m die T i e f e n f u n k

Zur Methodik der Lößdifferenzierung

5.2.

Zur

absoluten

V e r m i n d e r u n g

des

113

D o l o m i t g e h a l t e s

I m F a l l e einer a b s o l u t e n V e r m i n d e r u n g des D o l o m i t g e h a l t e s m ü ß t e es z u e i n e r post genetischen b e v o r z u g t e n D o l o m i t v e r w i t t e r u n g g e k o m m e n sein. Es g i b t sicher m e h r e r e A r g u m e n t e u n d E r k e n n t n i s s e d a f ü r , d a ß e i n e postgenetische spezifische D o l o m i t v e r w i t t e r u n g ausscheidet. Ich möchte i m f o l g e n d e n n u r a u f Ergebnisse v o n FEZER ( 1 9 6 9 ) u n d a u f einen eigenen M o d e l l v e r s u c h z u r C a r b o n a t l ö s u n g e i n g e h e n . 5 . 2 . 1 . Z u r „ T i e f e n v e r w i t t e r u n g " des Lösses FEZER ( 1 9 6 9 ) h a t in Schotterprofilen i m A l p e n v o r l a n d e i n e sog. T i e f e n v e r w i t t e r u n g f e s t g e s t e l l t , d i e er vor a l l e m a n d e r Z e r m ü r b u n g d e r D o l o m i t g e r ö l l e z u „ D o l o m i t a s c h e " e r k a n n t e u n d a n der er u. a. auch d i e D a u e r d e r p l e i s t o z ä n e n W a r m z e i t e n a b z u s c h ä t z e n v e r s u c h t e . D i e Z e r m ü r b u n g schritt d e u t l i c h d e r L ö s u n g s f r o n t a l l e r C a r b o n a t e v o r a u s . Es k ö n n t e n u n j e m a n d a u f den G e d a n k e n k o m m e n , i m L ö ß seien postgenetisch ä h n liche V o r g ä n g e a b g e l a u f e n . M . E. ist a b e r ein V e r g l e i c h m i t d e n Ergebnissen FEZERS für den L ö ß nicht zulässig. FEZER e r k l ä r t seine D o l o m i t v e r w i t t e r u n g a u s d e r b e s o n d e r e n W a s s e r b e w e g u n g i m Schotter, a u s d e r P o r o s i t ä t d e r D o l o m i t g e r ö l l e , bei d e n e n er bis z u 14 % G e s a m t p o r e n v o l u m e n feststellte u n d a u s d e r s e l e k t i v e n L ö s u n g g e r i n g e r M e n g e n der C a C O s - K o m p o n e n t e in d e n D o l o m i t g e r ö l l e n , w o n a c h die D o l o m i t s t r u k t u r rasch z u s a m m e n b r ä c h e . D a r ü b e r , w a s d a n a c h m i t d e r D o l o m i t a s c h e p a s s i e r t , s a g t FEZER m . W . nichts aus. I m L ö ß h a b e n w i r es i m G e g e n s a t z z u G e r o l l e n ü b e r w i e g e n d m i t E i n z e l m i n e r a l e n zu tun, bei d e n e n m a n v o n d e r Z e r m ü r b u n g d e r S t r u k t u r u n d v o n P o r o s i t ä t nicht m e h r s p r e chen k a n n . A u c h die W a s s e r b e w e g u n g i m L ö ß ist e i n e v ö l l i g a n d e r e a l s i m S c h o t t e r . N a c h v o r l ä u f i g e n Ergebnissen a u s noch u n v e r ö f f e n t l i c h t e n h y d r o l o g i s c h e n U n t e r s u c h u n g e n des G e o g r a p h i s c h e n Instituts I d e r U n i v e r s i t ä t F r e i b u r g i. B r . ) i m L ö ß des O s t k a i s e r s t u h l s ist bei L ö ß e i n e m i t t l e r e S i c k e r g e s c h w i n d i g k e i t v o n 1 m / J a h r a n z u n e h m e n . Bei solch g e r i n g e r G e s c h w i n d i g k e i t m u ß sich d i e B o d e n l ö s u n g schon b e i m D u r c h l a u f e n d e r obersten D e z i m e ter des Losses i m Wechselspiel eines sich d o r t s t ä n d i g v e r ä n d e r n d e n C O a - P a r t i a l d r u c k e s bis z u e i n e m Gleichgewicht m i t H y d r o g e n c a r b o n a t s ä t t i g e n , so d a ß in g r ö ß e r e n Profil tiefen, d i e immerfeucht, g l e i c h m ä ß i g t e m p e r i e r t u n d ohne n e n n e n s w e r t e D u r c h w u r z e l u n g sind, a u f g r u n d k o n s t a n t e n C 0 2 - P a r t i a l d r u c k e s k e i n e w e i t e r e L ö s u n g s a k t i v i t ä t m e h r d e n k b a r ist. 7

E i n e s e l e k t i v e D o l o m i t l ö s u n g a u f g r u n d leicht höherer L ö s l i c h k e i t v o n D o l o m i t bei n i e d r i g e m O O V P a r t i a l d r u c k g e g e n ü b e r C a l c i t , w i e sie FEZER für d i e Schotter a n n a h m , dürfte i m L ö ß k a u m z u d i e s e r D o l o m i t v e r t e i l u n g geführt h a b e n , sonst h ä t t e sich das a n a l y t i s c h a u s der T i e f e n f u n k t i o n des D o l o m i t s ablesen lassen m ü s s e n . E i n e b e v o r z u g t e D o l o m i t v e r w i t t e r u n g m ü ß t e in höheren P r o f i l t e i l e n e i n g e s e t z t h a b e n , so d a ß d i e D o l o m i t g e h a l t e i n e i n e m L ö ß p a k e t heute v o n oben nach u n t e n z u n e h m e n m ü ß t e n . E s ist aber nichts d e r g l e i c h e n f e s t z u s t e l l e n . 5.2.2. M o d e l l v e r s u c h z u r C a r b o n a t l ö s u n g U m z u k l ä r e n , ob durch p e r k o l i e r e n d e s S i c k e r w a s s e r i m L ö ß eine spezifische D o l o m i t l ö s u n g i m S i n n e einer a b s o l u t e n D o l o m i t v e r m i n d e r u n g e r f o l g t , h a b e ich in d e r Z e i t v o m 7. 3. bis z u m 7. 5. 1975 i m L a b o r einen C a r b o n a t l ö s u n g s v e r s u c h d u r c h g e f ü h r t . Zu diesem Zwecke wurde dolomitreiches Lößmaterial aus der Tiefe 6,9—7,1 m des Aufschlusses A 4 von Bötzingen (Jüngerer Löß) in Säulen von 6 cm Innendurchmesser eingefüllt und durch leichtes Einstampfen auf ca. 40 cm Füllhöhe gebracht. Die Lößfüllung w a r jeweils oben und unten 7) Freundliche mündliche Mitteilung der Herren G. LÜFT und G. MORGENSCHWEIS. 8

Eiszeitalter u. Gegenwart

114

Friedhelm Hädrich

durch eine ca. 2 cm dicke Quarzsandschicht abgeschlossen. Die Säulen besaßen einen Boden aus Glasfrittenmaterial und wurden so auf Nutschen mit Saugflasche montiert, daß jederzeit ein ge ringer Unterdruck von etwa 300—500 cm WS angelegt werden konnte. Der Versuch wurde in einfacher Wiederholung durchgeführt. Zunächst wurde der Löß über einen Zeitraum von ca. 24 Stunden völlig gesättigt, dann wurde ein Unterdruck von etwa 400 cm W S angelegt, um überschüssiges Wasser zu entfernen und um die Funktionsfähigkeit der Anlage zu prüfen. Danach wurden die beiden Säulen im Abstand von 1—25 Tagen — die Verweilzeit wurde absichtlich variiert — mit je 50 ml aqua dest. perkoliert, das zuvor bei + 5 bis + 6 ° C im Kühlschrank aufbewahrt und danach ca. 1 Stunde lang unter weiterer Kühlung mit CO2 angereichert worden war. Das frisch aufgegebene Perkolationswasser besaß eine Temperatur von + 6 bis + 9 ° C . Nach etwa 3—4 Stunden w a r unter dem Einfluß des angelegten und halbstündlich kontrollierten Unterdruckes gewöhnlich die Perkolation zum Still stand gekommen. Das gewonnene Filtrat wurde mit 20 ml 10°/oiger H C l aufgenommen, in Poly äthylenflaschen überführt und bis zur Messung im Kühlschrank aufbewahrt. Im Labor herrschten zu keiner Zeit höhere Temperaturen als 15°C, so daß für eine Carbonatlösung relativ optimale Bedingungen vorlagen. Nach Abschluß des Versuches kamen die Proben zur Messung im A A S , wobei die Konzentration von C a und M g festgestellt wurde. Für jede Probe wurde das Konzen trationsverhältnis C a zu Mg gebildet und die Verhältnisse gemittelt. D a s E r g e b n i s des C a r b o n a t l ö s u n g s v e r s u c h s ist i n T a b e l l e 4 d a r g e s t e l l t . D a s C a : M g V e r h ä l t n i s belief sich i m M i t t e l d e r 15 P e r k o l a t i o n e n a u f 8 , 3 3 1 5 . V e r g l e i c h s w e i s e b e t r u g d a s M i t t e l (X5) der V e r h ä l t n i s s e für d i e b e i d e n K a t i o n e n bei 5 untersuchten P r o b e n a u s der T i e f e 6 , 7 — 7 , 3 m des Aufschlusses A 4 v o n B ö t z i n g e n bei v o l l s t ä n d i g e r C a r b o n a t l ö s u n g ( H C l / A A S - M e t h o d e ) 7 , 2 0 6 0 , d a s entsprechende M i t t e l ( ^ 1 6 2 ) für a l l e untersuchten J ü n g e r e n Lösse 7 , 5 7 4 6 . W e n n also C a l c i t u n d D o l o m i t i m V e r h ä l t n i s i h r e r G e h a l t e i m L ö ß gelöst w o r d e n w ä r e n , h ä t t e der S ä u l e n v e r s u c h ein V e r h ä l t n i s b r i n g e n müssen, d a s d e m der H C l / A A S M e s s u n g für d e n gleichen L ö ß e n t s p r ä c h e , also 7.2. W e n n D o l o m i t b e v o r z u g t gelöst w o r d e n w ä r e , d a n n h ä t t e d a s V e r h ä l t n i s noch k l e i n e r sein müssen, also ( 7 , 0 . D a s gefundene V e r h ä l t n i s v o n i m M i t t e l 8,3315 b e s t ä t i g t e v o l l d i e V e r m u t u n g , d a ß i m L ö ß eine b e v o r z u g t e D o l o m i t l ö s u n g nicht erfolgt. W e n n dies schon i n d e n nur k n a p p 4 0 c m hohen L ö ß s ä u l e n nicht d e r F a l l ist, w o d a s P e r k o l a t i o n s w a s s e r a u f g r u n d des h o h e n C O > - P a r t i a l d r u c k e s eine s t a r k c a r b o n a t l ö s e n d e K r a f t besitzt, w i e v i e l w e n i g e r k a n n d a s in N a t u r in größerer Lößtiefe passieren! Tabelle 4 Ergebnisse eines Modellversuches zur Carbonatlösung unter Datum

Säule

Ca y/ml

Mg y/ml

11. 3 . 18. 3. 24. 3.

II II I II

2,55 1,27 0,76 0,46 1,60 0,29 0,33 0,65 0,39 0,47 0,39 1,89 1,63 2,53 2,73

0,391 0,214 0,092 0,054 0,170 0,028 0,032 0,071 0,043 0,056 0,043 0,250 0,214 0,348 0,363

18. 4. 2 1 . 4.

I II I II I II I II I II

22. 4. 23. 4. 6. 5. 7. 5.

X162

• •

Laborbedingungen

Ca/Mg

6,5217 5,9345 8,2609 8,5185 9,4118 10,3571 10,3125 9,1549 9,0698 8.3929 9,0698 7,5600 7,6168 7,2701 7,5207 8,3315 7,2060 (HCl/AAS-Methode) 7,5746 (HCl/AAS-Methode)

115

Zur Methodik der Lößdifferenzierung

5.3. Z u r

M ö g l i c h k e i t

derung tiver

des

der

Kombination

von

G e s a m t c a r b o n g e h a 11 e s u n d

Verminderung

des

absoluter

Vermin

nachfolgender

rela

Dolomitgehaltes

W i e a u s Abschnitt 5.2.2. ersichtlich, h a l t e ich eine a b s o l u t e V e r m i n d e r u n g des D o l o m i t g e h a l t e s durch s e l e k t i v e D o l o m i t l ö s u n g für u n w a h r s c h e i n l i c h . Es w ä r e a b e r z u m i n d e s t theoretisch d e n k b a r , d a ß d e r L ö ß postgenetisch, noch w ä h r e n d d e r K a l t z e i t , in d e r er g e b i l d e t w u r d e , durch C a r b o n a t l ö s u n g u n d A b f u h r in den U n t e r g r u n d , ins G r u n d w a s s e r i m S i n n e des v o n m i r e r m i t t e l t e n K a t i o n e n v e r h ä l t n i s s e s v o n 8,33 doch einen T e i l seines Ges a m t c a r b o n a t s absolut e i n g e b ü ß t h ä t t e , w o m i t auch der D o l o m i t a n t e i l v e r m i n d e r t w o r d e n w ä r e . D e r heute e r m i t t e l t e h o h e G e s a m t c a r b o n a t g e h a l t k ö n n t e d a n n d e r s e k u n d ä r e n C a l c i t f ä l l u n g a u s der h a n g e n d e n P e d o s p h ä r e w ä h r e n d d e r n a c h f o l g e n d e n W a r m z e i t e n z u v e r d a n k e n sein. G e g e n diese A u f f a s s u n g spricht f o l g e n d e Ü b e r l e g u n g : D i e G e s a m t c a r b o n a t l ö s u n g h ä t t e a u f g r u n d d e r oben i n e i n e m L ö ß p a k e t h ö h e r e n Lösungsbereitschaff, des S i c k e r w a s s e r s s t ä r k e r sein u n d a b w ä r t s a l l m ä h l i c h a u f h ö r e n müssen. D e r D o l o m i t , d a er nicht durch s e k u n d ä r e F ä l l u n g a u s h ö h e r e n P r o f i l t e i l e n h a t e r g ä n z t w e r d e n k ö n n e n , h ä t t e oben w e n i g e r , w e i t e r a b w ä r t s s t ä r k e r e r h a l t e n b l e i b e n müssen, w ä h r e n d d a s m ö g l i c h e C a l c i t d e f i z i t durch s e k u n d ä r e F ä l l u n g s p ä t e r h ä t t e w i e d e r ausgeglichen w e r d e n k ö n n e n . Leider zeigt aber die Tiefenfunktion der Dolomitgehalte innerhalb eines Lößpaketes k e i n e Z u n a h m e v o n oben nach u n t e n . D i e s w ä r e n u r d a n n durch d i e o. g. T h e o r i e z u er k l ä r e n , w e n n eine G e s a m t c a r b o n a t - u n d D o l o m i t l ö s u n g so g l e i c h m ä ß i g ü b e r eine Tiefe v o n z . T . m e h r a l s 10 m erfolgen k ö n n t e , u n d d a s h a l t e ich für ausgeschlossen. D i e Gleichmäßigkeit der Dolomittiefenfunktion u n d die deutlichen S p r ü n g e Ü b e r g a n g in ein a n d e r e s L ö ß p a k e t m ü s s e n d a h e r a n d e r s z u e r k l ä r e n sein. 5.4. U b e r

die

M ö g l i c h k e i t

Dolomitanteiles

—

der

Erhaltung

des

beim

ursprünglichen

A n l i e f e r u n g s h y p o t h e s e

W e n n auch eine g e r i n g e r e l a t i v e V e r m i n d e r u n g des D o l o m i t a n t e i l e s durch s e k u n d ä r e C a l c i t z u f u h r a u s d e m H a n g e n d e n d e r L ö ß p a k e t e i m S i n n e v o n Abschn. 5 . 1 . nicht g a n z ausgeschlossen w e r d e n k a n n , k o m m t m . E. doch der E r h a l t u n g d e r m i t d e r L ö ß a b l a g e r u n g v o r g e g e b e n e n D o l o m i t g e h a l t e die g r ö ß e r e W a h r s c h e i n l i c h k e i t z u . W i r m ü ß t e n d a n n a l l e r d i n g s nach e i n e m M e c h a n i s m u s suchen, d e r den Z u s a m m e n h a n g m i t d e r L ö ß g e n e s e e r h e l l t . D i e sog. A n l i e f e r u n g s h y p o t h e s e l ä ß t z u m i n d e s t theoretisch z w e i E r k l ä r u n g s m ö g l i c h k e i ten z u : 5.4.1. Hypothese einer direkten Anlieferung Diese H y p o t h e s e geht d a v o n a u s , d a ß w ä h r e n d d e r verschiedenen K a l t z e i t e n des Pleistozäns im Hauptabtragungsgebiet, den Alpen, Gesteine mit zunehmendem Dolomit g e h a l t a n der Oberfläche a n s t a n d e n , so d a ß über die g l a z i g e n e n u n d g l a z i f l u v i a l e n S e d i m e n t e , sozusagen a u f d i r e k t e m W e g e u n d ohne postgenetische V e r ä n d e r u n g e n , den j e w e i l i g e n Lössen g a n z b e s t i m m t e D o l o m i t - G e s a m t c a r b o n a t v e r h ä l t n i s s e a u f g e p r ä g t w o r d e n seien, so w i e w i r sie h e u t e feststellen. Ich h a l t e diese M ö g l i c h k e i t für u n w a h r s c h e i n lich, d a sie durch nichts z u b e w e i s e n ist. 5 . 4 . 2 . H y p o t h e s e d e r A n l i e f e r u n g nach p r ä g e n e t i s c h e r D o l o m i t a n r e i c h e r u n g V i e l m e h r W a h r s c h e i n l i c h k e i t b e s i t z t d i e H y p o t h e s e d e r D o l o m i t a n l i e f e r u n g nach p r ä genetischer A n r e i c h e r u n g , w o b e i d e r Begriff „ p r ä g e n e t i s c h " a u f die L ö ß g e n e s e z i e l t . 8

Friedhelm Hädrich

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Diese H y p o t h e s e geht d a v o n a u s , d a ß in den g l a z i a l e n u n d g l a z i f l u v i a l e n S e d i m e n t e n a l l e r A l t e r s s t u f e n z u a l l e n Zeit i m A l p e n v o r l a n d i m S i n n e v o n FEZER ( 1 9 6 9 ) eine Auf b e r e i t u n g d e r D o l o m i t g e r ö l l e z u D o l o m i t s a n d u n d -schluff s t a t t f a n d . D i e s f ü h r t e j e w e i l s in d e n — bezogen a u f e i n e sich a n b a h n e n d e neue V e r e i s u n g u n d d a m i t n e u e L ö ß b i l d u n g — v o r a u f g e g a n g e n e n A b l a g e r u n g e n z u r a b s o l u t e n A n r e i c h e r u n g äolisch v e r w e r t b a r e r D o l o m i t p a r t i k e l . D i e a b s o l u t e A n r e i c h e r u n g bezieht sich a u f d e n A u s g a n g s g e h a l t a n feinen D o l o m i t p a r t i k e l n z u m Z e i t p u n k t d e r z u b e t r a c h t e n d e n A b l a g e r u n g . B e i m j e w e i l s folgen d e n G l e t s c h e r v o r s t o ß w u r d e d a s so a n g e r e i c h e r t e M a t e r i a l e n t w e d e r d i r e k t v o m Gletscher eis o d e r v o n seinen S c h m e l z w ä s s e r n u m g e l a g e r t u n d in d i e d e r n e u e n V e r e i s u n g z u g e h ö r i gen S e d i m e n t e i n k o r p o r i e r t , w o b e i d e r D o l o m i t g e h a l t in d e r S a n d - u n d Schiufffraktion g e g e n ü b e r d e m des d i r e k t a u s den A l p e n h e r a n t r a n s p o r t i e r t e n M a t e r i a l a n t e i l e s anstieg. S o m u ß t e n die P l e i s t o z ä n s e d i m e n t e i m A l p e n v o r l a n d a b e r auch in d e r O b e r r h e i n e b e n e , a l s d e m H a u p t a u s b l a s u n g s g e b i e t d e r oberrheinischen Lösse, s t ä n d i g d o l o m i t r e i c h e r w e r d e n , w e i l es bei j e d e r n e u e n V e r e i s u n g z u m A b l a u f des gleichen M e c h a n i s m u s k a m . A u f diese W e i s e k o n n t e n d i e Lösse i m m e r d o l o m i t r e i c h e r w e r d e n , o b w o h l d i e j e w e i l s i m H a u p t a b t r a g u n g s g e b i e t b e r e i t g e s t e l l t e n neuen S e d i m e n t e i m S i n n e v o n Abschn. 5 . 4 . 1 . p r i m ä r nicht d o l o m i t r e i c h e r z u sein b r a u c h t e n . Diese H y p o t h e s e w i r d g e s t ü t z t durch z w e i E r k e n n t n i s s e b z w . B e f u n d e : 1. V o m Ä l t e r e n z u m M i t t l e r e n L ö ß e r f o l g t der g r ö ß t e D o l o m i t s p r u n g nach oben. Den M i t t l e r e n L ö ß s t e l l e ich in die R i ß e i s z e i t . S o b e n ö t i g e ich für d i e R i ß e i s z e i t ) ein a u ß e r g e w ö h n l i c h e s M a ß a n A u f a r b e i t u n g u n d D o l o m i t a n r e i c h e r u n g in ä l t e r e m M a t e r i a l , d a s v o m R i ß g l e t s c h e r durch seinen w e i t e n V o r s t o ß fast v o l l s t ä n d i g ü b e r f a h r e n u n d d a m i t w e i t g e h e n d in die R i ß s e d i m e n t e a u f g e n o m m e n w u r d e . Dieses ä l t e r e M a t e r i a l w u r d e im R h e i n g l e t s c h e r b e r e i c h , d e m d e r oberrheinische L ö ß w o h l z u m g r ö ß t e n T e i l e n t s t a m m t , durch den a m w e i t e s t e n v o r s t o ß e n d e n M i n d e l g l e t s c h e r i m S i n n e v o n G R A U L ( 1 9 6 8 ) bereit g e s t e l l t , d a s w ä h r e n d d e r r e l a t i v l a n g d a u e r n d e n M i n d e l / R i ß - W a r m z e i t e i n e r besonders t i e f g r e i f e n d e n D o l o m i t v e r w i t t e r u n g i m S i n n e FEZERS u n d d a m i t D o l o m i t a n r e i c h e r u n g in d e n feinen F r a k t i o n e n u n t e r l e g e n h a b e n dürfte. 8

2. A u s den Ergebnissen d e r U n t e r s u c h u n g e n v o n FEZER ( 1 9 6 9 ) ist a b z u l e i t e n , d a ß im M i t t e l der Schluff v o n W ü r m s c h o t t e r n m i t c a . 1 : 6 0 0 ein engeres C a : M g - V e r h ä l t n i s a u f w e i s t a l s d e r v o n G ü n z s c h o t t e r n , d a s bei c a . 1 : 1 2 0 0 l i e g t . Dieses E r g e b n i s m u ß nicht z w a n g s l ä u f i g eine b e v o r z u g t e S c h i u f f v e r w i t t e r u n g i m S i n n e v o n „je ä l t e r d e r Schluff, u m so m e h r a n D o l o m i t v e r a r m t " b e d e u t e n ; sie k a n n auch i m S i n n e m e i n e r H y p o t h e s e der D o l o m i t a n l i e f e r u n g nach p r ä g e n e t i s c h e r D o l o m i t a n r e i c h e r u n g g e d e u t e t w e r d e n u n d l a u t e n : „ J e j ü n g e r d a s S e d i m e n t , u m so m e h r D o l o m i t durch A n r e i c h e r u n g i m Schluff." W e n n l e t z t e r e Erscheinung schon für u n b e d e c k t e T e r r a s s e n s c h o t t e r g i l t , w i e v i e l mehr m u ß d a s d a n n für d e n Schluff in L ö ß p r o f i l e n zutreffen, w o a u f g r u n d w i e d e r h o l t e r S e d i mentüberdeckungen i m Vergleich zu unbedeckten Schotterkörpern keine über große Teile des P l e i s t o z ä n s hin a m gleichen L ö ß f o r t w i r k e n d e T i e f e n v e r w i t t e r u n g m ö g l i c h erscheint?

Schriften BIBUS, E.: Ausbildung und Lagerungsverhältnisse quartärer Tuff vorkommen in der Wetterau. — Notizbl. hess. L.-Amt Bodenforsch. 1 0 1 , 3 4 6 — 3 6 1 , Wiesbaden 1 9 7 3 . BRONGER, A.: Lösse, ihre Verbraunungszonen und fossilen Böden. Ein Beitrag zur Stratigraphie des oberen Pleistozäns in Südbaden. — Schriftenr. Geogr. Inst. Univ. Kiel 1 4 , 2 , 1 1 3 S., Kiel 1 9 6 6 . — : Zur Klimageschichte des Quartärs von Südbaden auf bodengeographischer Grundlage. — Peterm. Geogr. Mitt., 1 1 3 . Jg., 2 , 1 1 2 — 1 2 4 , Gotha 1 9 6 9 . 8) Im Sinne von GRAUL ( 1 9 6 8 ) .

Zur Methodik der Lößdifferenzierung

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