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u.

Gegenwart

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4 Abb., 3 Tab.

Hannover

1981

Sedimentologische und mineralogische Merkmale von Lössen und Lößderivaten in Franken N O R M A N PEINEMANN & K A R S T E N GARLEFF * )

Loess, colluvium, weathering, parent material, Keuper, Lower Jurassic, Holocene, terraces, sedimentary rock, fluviatile feature, valley, transport, granulometry, majorelement analysis, mineral composition, albite, microline, ray powder diffraction, critical review, climatic effect, index map. Southwestern German Hills (Franconia), Bayern. TK 6024, 6031, 6131 K u r z f a s s u n g : Zur Charakterisierung der Anteile von Lössen und Verwitterungsproduk­ ten der liegenden Keuper- und Liasgesteine innerhalb kolluvialer Mischsedimente und holozäner Terrassenkörper erweisen sich in Oberfranken neben Korngrößenverteilungen insbesondere QuarzFeldspat- und Albit-Mikroklin-Quotienten als geeignete Indizes. Danach sind an den untersuch­ ten bodenerosiv überprägten Flachhängen bevorzugte Abtragung von Löß und Liegendmaterial an den Oberhängen, vorherrschender Durchtransport an den Mittelhängen und Ablagerung von Mischsedimenten an den Unterhängen zu erkennen. In den holozänen Sedimenten der Vorfluter sind Lößderivate demgegenüber nur gering vertreten, woraus auf vorherrschenden Durchtransport dieses Materials in den untersuchten Talstrecken und — im Vergleich mit niedersächsischen Bei­ spielen entsprechender Größenordnung — auf eine regionale Differenzierung der holozänen fluvialen Dynamik geschlossen wird, die möglicherweise auf Unterschiede des Regionalklimas zurückzu­ führen ist. [Sedimentological and Mineralogical C h a r a c t e r i s t i c s of Loess a n d in Franconia, W e s t e r n G e r m a n y ]

Loess-Derivates

A b s t r a c t : Granulometric dates and especially quotients of puartz-feldspar- and of albitmicroclin-contents are suitable indexes to characterize loess-derivates and weathering products of the underlying Keuper- and Lias-materials within holocene coluvial sediments. By theremeans it can be shown that the investigated gentle slopes in Upper-Franconia (Southeastern Germany) are divided into areas of predominant erosion of loess a n d underlying weathering materials at the upper part, prevailing transport at the middle p a r t a n d partial accumulation of mixed coluvium at the lower p a r t of the slope. The corresponding holocene sediments in the adjacent valleys contain only very small portions of loess-derivares, according to the prevailing downstream trans­ portation of these materials. Compared to equivalent valleys in Niedersachsen (Northwestern Germany) regional differences of the holocene fluvial dynamics are to be seen which possibly depend on regional climatic differences. Im R a h m e n vergleichender Untersuchungen holozäner Substratumlagerungen in S ü d ­ niedersachsen u n d O b e r f r a n k e n e r g a b sich d a s P r o b l e m der s e d i m e n t o l o g i s c h e n u n d m i n e ­ ralogischen K e n n z e i c h n u n g v o n Deckschichten, i n s b e s o n d e r e L ö ß d e c k e n u n d i h r e n U m l a g e r u n g s p r o d u k t e n . Besondere B e d e u t u n g e r l a n g t e diese F r a g e s t e l l u n g a u ß e r h a l b des B e ­ reichs a n n ä h e r n d geschlossener L ö ß v e r b r e i t u n g i n O b e r f r a n k e n , i n d e m d a s u n r e g e l m ä ß i g fleckenhafte V o r k o m m e n v o n L ö ß d e c k e n , d i e w e i t e V e r b r e i t u n g g e k a p p t e r B o d e n p r o f i l e u n d d i e v e r b r e i t e t e V e r m e n g u n g des Losses m i t d e n V e r w i t t e r u n g s p r o d u k t e n d e r l i e g e n *) Anschriften der Verfasser: Prof. Dr. N. P e i n e m a n n , Instituto de Edafologi'a e H y d r o logia, Universidad Nacional del Sur, Avenida A l e m 925, Bahi'a Bianca, Argentinien. — Prof. Dr. K. G a r l e f f , Geographisches Institut der Universität Bamberg, Am Kranen 12, D-8600 Bam­ berg. Prof. PEINEMANN w a r im Sommerhalbjahr 1980 als Stipendiat der Alexander von HumboldtStiftung, der für die großzügige Gewährung eines Stipendiums auf diesem Wege nochmals gedankt sei, an den Geographischen Instituten der Universitäten Göttingen und Bamberg tätig. Für die Beratung und Unterstützung bei den mineralogischen Untersuchungen sei Frau Dr. A. HEYDEMANN, Sedimentpetrographisch.es Institut der Universität Göttingen herzlich gedankt. 12

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den mesozoischen Gesteine a u f i n t e n s i v e h o l o z ä n e V e r l a g e r u n g h i n w e i s e n . G l e i c h z e i t i g lassen diese V e r h ä l t n i s s e B e z i e h u n g e n z u r p h a s e n h a f t s t a r k e n h o l o z ä n e n D y n a m i k i n d e n T a l b ö d e n ( v g l . SCHIRMER 1 9 7 8 , 1 9 8 0 ) u n d d a m i t Schlüsse a u f A r t u n d A u s m a ß s o w i e zeitliche S t e l l u n g d e r U m l a g e r u n g s p r o z e s s e e r w a r t e n . D a r ü b e r h i n a u s z i e l t d a s P r o g r a m m auf d i e U n t e r s u c h u n g e v e n t u e l l e r B e z i e h u n g e n z w i s c h e n d e r r e g i o n a l differenzierten h o ­ l o z ä n e n S u b s t r a t u m l a g e r u n g e i n e r s e i t s , w i e sie sich a u s d e m V e r g l e i c h d e r Befunde i n S ü d ­ n i e d e r s a c h s e n ( v g l . W I L D H A G E N & M E Y E R 1 9 7 2 ; BRUNOTTE 1 9 7 8 , 1 9 7 9 ; B O R K & R O H D E N ­

BURG 1 9 7 9 ) u n d i n O b e r f r a n k e n e r g i b t , u n d d e r r e g i o n a l e n D i f f e r e n z i e r u n g der h o l o z ä n e n f l u v i a l e n D y n a m i k a n d e r e r s e i t s , d i e sich in A r t u n d U m f a n g e n t s p r e c h e n d e r S e d i m e n t e i n Tälern vergleichbarer Größenordnung, w i e z. B. Regnitz/Obermain und Werra/Oberw e s e r ( v g l . S T R A U T Z 1 9 6 2 ; SCHIRMER 1 9 8 0 ) , d o k u m e n t i e r t . Diese r e g i o n a l e n D i f f e r e n z i e ­ r u n g e n s o l l t e n auch v o r d e m H i n t e r g r u n d d e r k l i m a t i s c h e n A b w a n d l u n g v o n s u b o z e a n i ­ schen B e d i n g u n g e n i n S ü d n i e d e r s a c h s e n z u s u b k o n t i n e n t a l e n i n F r a n k e n b e t r a c h t e t werden. Zur Untersuchung w u r d e n i n Oberfranken a n z w e i Toposequenzen Proben aus L ö ß , b z w . m i t L i e g e n d m a t e r i a l v e r m e n g t e n Lössen, K o l l u v i e n s o w i e h o l o z ä n e n S e d i m e n t e n d e r T a l b ö d e n e n t n o m m e n . Z u m V e r g l e i c h w u r d e n P r o b e n a u s reinen L ö s s e n m ä c h t i g e r e r L ö ß ­ profile i m w e s t l i c h b e n a c h b a r t e n U n t e r f r a n k e n h e r a n g e z o g e n ( v g l . A b b . 1 ) . Diese P r o b e n w u r d e n hinsichtlich i h r e r K o r n g r ö ß e n s p e k t r e n s o w i e i h r e r G e h a l t e a n organischer S u b -

Abb. 1: Lage der Untersuchungspunkte.

s t a n z u n d a n C a C O s untersucht. D i e K o r n g r ö ß e n u n t e r s u c h u n g e r f o l g t e nach S i e b e n d e r lufttrockenen P r o b e n b i s 2 m m , Z e r s t ö r u n g d e r o r g a n i s c h e n S u b s t a n z u n d d e r K a r b o n a t e s o w i e nach D i s p e r g i e r u n g m i t N a 4 P 2 0 ? durch A b s c h l ä m m e n u n d A n w e n d u n g d e r P i p e t t M e t h o d e . D e r G e h a l t a n o r g a n i s c h e r S u b s t a n z w u r d e nach nasser V e r a s c h u n g m i t H 2 S O 4 und K a C r 2 0 7 kolorimetrisch u n d der an C a C O g m i t der Scheibler-Apparatur g a s o m e trisch b e s t i m m t ( v g l . SCHLICHTING & BLUME 1 9 6 6 ) .

Z u r K e n n z e i c h n u n g d e r L ö ß a n t e i l e in d e n M i s c h s e d i m e n t e n d e r K o l l u v i e n u n d T a l ­ auen lieferten d i e genannten sedimentologischen Verfahren keine eindeutigen Aussagen, so d a ß versucht w u r d e , m i t m i n e r a l o g i s c h e n V e r f a h r e n w e i t e r e A u s s a g e n z u g e w i n n e n . Diese U n t e r s u c h u n g e n w u r d e n a u f d i e G r o b s c h l u f f - F r a k t i o n a l s d e r c h a r a k t e r i s t i s c h e n K o m p o n e n t e d e r Lösse b e s c h r ä n k t u n d u m f a ß t e n :


Sedimentologische und mineralogische Merkmale von Lösen und Lößderivaten in Franken

1.

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d i e m i k r o s k o p i s c h e A u s z ä h l u n g d e r K ö r n e r unter e i n e r E m u l s i o n m i t d e m B r e ­ chungsindex von

1,536, -

1

2.

d i e E r m i t t l u n g d e r I n f r a r o t s p e k t r e n z w i s c h e n 9 0 0 u n d 6 0 0 c m in K B r - T a b l e t t e n s o w i e q u a n t i t a t i v e B e s t i m m u n g d e r M i n e r a l m e n g e n ( v g l . FLEHMING & K U R Z E 1 9 7 3 ) sowie

3.

d i e Ermittlung der Röntgen-Reflexe zwischen 2 0 , 2 7 u n d 2 9 ° zur Differenzierung von Albit und Mikroklin.

Z u r K e n n z e i c h n u n g d e r M e r k m a l e r e i n e r Lösse w u r d e n P r o b e n a u s den C - H o r i z o n t e n m ä c h t i g e r L ö ß p r o f i l e in U n t e r f r a n k e n untersucht ( v g l . A b b . 1 u n d T a b e l l e 1 , „ A , H , K , R " ) u n d m i t M i t t e l w e r t e n a u s 8 L ö ß p r o b e n a u s d e r F i l d e r südöstlich S t u t t g a r t v e r g l i c h e n (vgl. T a b e l l e 1 , „ F " und ALAILY 1 9 7 2 ) . Hinsichtlich der Korngrößenspektren u n d C a C C V

Probe

T

Korngrößen % fU mU

%

% gU

S

CaC0

3

Drg.Suh*

6,3

14,3

5,9

0

H

19,1

9,0

27, 5

40,2

4,2

K

16,7

6,5

19,3

36,3

21 , 2

R

23,9

9,9

27, 4

34,8

4,0

A

28,6

10,6

22, 3

27,8

10,7

F

16,0

5,3

26,5

51 , 1

2,4

D1S

13,6

5,3

4,5

3,8

72,8

0

0,6

D1T

55,3

12,0

7,9

8,5

16,3

0

0,4

D2

18,1

4,4

16,6

24,3

36,6

0

0,7

D3

18,7

5,4

13,2

22,8

39,9

0

0,8

D4

23,7

8,0

22,7

26,9

18,7

0

1,1

D5

26,8

8,3

12,4

18,3

34,2

0

1,5

/ariabel

Tab. 1 : Korngrößenverteilung, Gehalt an CaCC>3 und organischer Substanz in Lößproben und Proben der Toposequenz Debring.

G e h a l t e z e i g e n sich r e l a t i v g r o ß e A b w a n d l u n g e n . M i t V o r b e h a l t e n l ä ß t sich z u m R a n d ­ bereich d e r geschlossenen L ö ß v e r b r e i t u n g , d. h. i n a n n ä h e r n d w e s t ö s t l i c h e r R i c h t u n g , eine T e n d e n z z u r Z u n a h m e d e r T o n g e h a l t e u n d f e i n e r e n SchlufTfraktionen s o w i e z u r A b n a h m e d e r C a C G v G e h a l t e e r k e n n e n . D a n a c h k ö n n t e i n d e n östlich b e n a c h b a r t e n , e n g e r e n U n t e r ­ suchungsgebieten in den g e r i n g m ä c h t i g e r e n , meist v e r u n r e i n i g t e n Lössen m i t p r i m ä r h ö ­ heren A n t e i l e n d e r feineren F r a k t i o n e n gerechnet w e r d e n . Die Untersuchung der engräumigen A b w a n d l u n g w u r d e an z w e i ackerbaulich genutz­ ten, b o d e n e r o s i v beeinflußten T o p o s e q u e n z e n i m westlichen O b e r f r a n k e n ( v g l . A b b . 1 , „ D " u n d „ G " ) durchgeführt. A n d e n N - b i s N E - g e n e i g t e n F l a c h h ä n g e n erfassen d i e P r o 12


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ben a m O b e r h a n g d i e f r e i g e l e g t e n mesozoischen G e s t e i n e b z w . d e r e n V e r w i t t e r u n g s p r o ­ d u k t e , a m M i t t e l h a n g pedologisch ü b e r p r ä g t e s L ö ß m a t e r i a l , a n den U n t e r h ä n g e n u n d in d e n T a l a u e n d e r l o k a l e n V o r f l u t e r k o l l u v i a l e M i s c h s e d i m e n t e ( A b b . 2 ) . D a b e i treten i m O b e r h a n g b e r e i c h d e r T o p o s e q u e n z D e b r i n g G e s t e i n e des m i t t l e r e n K e u p e r s , k m B o , h i e r

3 la r

! Ol j

1

1 D3

D2

1 i

1

G3

D5 ff

T—

I

1

i D4

.—.

1

i—

—n— • ' i

1"

i Giech

a Debring

20

40

60

80

%

20

40

60

80

20

%

40

60

80

Li, u i' i - i 1 JT7 Zill. 1

20

%

40

60

80

%

. .

Legende ?u den Abbildungen 2 u 3 40

60

80

20

40

60

80

% T I U

<

SV

«v

mU g f S

> > >

mS

> 200

g 5

> 630

m -

0.2 0,4

0,4

0,6

-

0,6

U

S

0 6 -

2yi

2

>

-

6 u

- 2 0 il - 63 >i - 200 il

6 20 63

- 630

ii -

63 u ,

jj

2 mm undifferenziert

Probenentnahmestelle 1.0

-

Abb. 2 c

Abb. 2: Toposequenzen a) Debring, b) Giech.

S a n d s t e i n e u n d T o n s t e i n e ( v g l . L A N G 1 9 7 0 ) , z u t a g e u n d auch d a s E i n z u g s g e b i e t des l o k a ­ len Vorfluters, d e r A u r a c h , l i e g t i m wesentlichen i m Ausstrichsbereich dieser s t r a t i g r a p h i schen Einheit. A m O b e r h a n g der T o p o s e q u e n z Giech s t e h e n d i e T o n s t e i n e des Lias D e l t a , A m a l t h e e n - T o n , a n ( v g l . KOSCHEL 1 9 7 0 ) und der E i n z u g s b e r e i c h des l o k a l e n Vorfluters, des L e i t e n g r a b e n s , l i e g t z u r G ä n z e i m Ausstrichsbereich d e r Gesteine des L i a s . Die Korngrößenverteilungen der Proben aus der Toposequenz Debring (Tabelle 1 „ D 1 — 5 " ) w e i s e n durch den r e l a t i v hohen S a n d a n t e i l i m L ö ß des M i t t e l h a n g e s auf e i n e B e i m e n g u n g s a n d i g e n K e u p e r m a t e r i a l s hin, w ä h r e n d d i e durch h o h e G e h a l t e an o r g a n i ­ scher S u b s t a n z g e k e n n z e i c h n e t e n K o l l u v i e n a m H a n g f u ß durch den höheren A n t e i l d e r feineren F r a k t i o n e n B e i m e n g u n g v o n K e u p e r t o n a n d e u t e n . I m T a l a u e n b e r e i c h der A u r a c h


Sedimentologische und mineralogische Merkmale von Lösen und Lößderivaten in Franken

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ist schließlich eine V e r r i n g e r u n g des L ö ß a n t e i l s zu e r k e n n e n . Bei d e r T o p o s e q u e n z Giech w u r d e n d i e K o r n g r ö ß e n v e r t e i l u n g e n für j e d e n E n t n a h m e p u n k t in verschiedenen B o d e n tiefen d a r g e s t e l l t ( A b b . 2 c ) . D i e V e r ä n d e r u n g d e r T o n - u n d S a n d a n t e i l e dürfen h i e r auf unterschiedliche, m e i s t a b e r w o h l g e r i n g e B e i m e n g u n g v o n L i a s - T o n s o w i e v o r a l l e m auf pedogenetische P r o z e s s e , hier i n s b e s o n d e r e T o n v e r l a g e r u n g i m Z u g e der L ö ß - P a r a b r a u n e r d e b i l d u n g , z u r ü c k z u f ü h r e n sein. D a s K o l l u v i u m des H a n g f u ß e s k a n n a l s h o m o g e n i s i e r t e s A - u n d A i - M a t e r i a l a n g e s p r o c h e n w e r d e n , w ä h r e n d i m T a l a u e n b e r e i c h des L e i t e n g r a b e n s w i e d e r u m ein höherer S a n d a n t e i l d u r c h B e i m e n g u n g a n d e r e r M a t e r i a l i e n z u v e r z e i c h n e n ist. p

Z u r P r ü f u n g der F r a g e nach e v e n t u e l l e n V e r k n ü p f u n g s m ö g l i c h k e i t e n u n d / o d e r V e r ä n d e r u n g e n der S e d i m e n t e bei w e i t e r e m T r a n s p o r t w u r d e n P r o b e n a u s den h o l o z ä n e n S e d i m e n t e n der g r ö ß e r e n V o r f l u t e r R e g n i t z u n d M a i n bei P e t t s t ä d t u n d V i e r e t h ( v g l . A b b . 1, „P, V " ) e n t n o m m e n . Die E n t n a h m e s t e l l e P e t t s t ä d t liegt i m Bereich der E i n m ü n d u n g v o n A u r a c h u n d R a u h e r Ebrach in d i e R e g n i t z i n einem T e r r a s s e n k ö r p e r , der n a c h SCHIRMER'S ( 1 9 8 0 ) U n t e r s u c h u n g e n e i n e r U m l a g e r u n g s p h a s e v o m S p ä t m i t t e l a l t e r bis z u r F r ü h e n N e u z e i t entspricht u n d der S t a f f e l b a c h e r - T e r r a s s e des O b e r m a i n t a l e s zu p a r a l l e lisieren ist. Die E n t n a h m e s t e l l e V i e r e t h l i e g t u n t e r h a l b der L e i t e n b a c h - u n d R e g n i t z - E i n m ü n d u n g in den M a i n i m T e r r a s s e n k ö r p e r der S t a f f e l b a c h e r - T e r r a s s e (SCHIRMER 1 9 8 0 ) . I n n e r h a l b der v o r w i e g e n d s a n d i g e n u n d k i e s i g e n S e d i m e n t e dieser T e r r a s s e n k ö r p e r w u r den relativ feinmaterialreiche Partien in verschiedenen Tiefenlagen a u s g e w ä h l t (Abb. 3 ) . D i e K o r n g r ö ß e n v e r t e i l u n g e n lassen s t a r k e S c h w a n k u n g e n der Schluff- u n d T o n - A n t e i l e

S - u . E - Wand v v

V

V

org Subst. 1 2 3% V

V V

V5 V 4

org. Subst. 1 2 3 4 5% V

V -Jt

it

H . — V iL

ia:g3:::::x:r"--: V6

52C

VI

0

20

40

60

80

Viereth

100%

0

20

40

60

60

100%

Pettstädt

Abb. 3: Korngrößenverteilung in Sedimenten holozäner Terrassen.

e r k e n n e n , insbesondere in der M a i n - T e r r a s s e ( A b b . 3, V i e r e t h ) , d i e a u f k r ä f t i g e S c h w a n k u n g e n der T r a n s p o r t - u n d S e d i m e n t a t i o n s b e d i n g u n g e n h i n w e i s e n . I m R e g n i t z - M a t e r i a l s i n d diese S c h w a n k u n g e n g e r i n g e r u n d z e i g e n e i n e T e n d e n z z u r Z u n a h m e der feineren F r a k t i o n e n in den t i e f e r e n P a r t i e n des T e r r a s s e n k ö r p e r s . D i e G e h a l t e a n organischer S u b s t a n z w e i s e n e b e n f a l l s S c h w a n k u n g e n a u f u n d d e u t e n m i t den i m R e g n i t z - S e d i m e n t g e n e r e l l höheren W e r t e n d a r a u f hin, d a ß h i e r ein h ö h e r e r A n t e i l a n O b e r b o d e n - M a t e r i a l i n die S e d i m e n t a t i o n e i n g i n g o d e r d a ß a u f g r u n d der S e d i m e n t a t i o n s b e d i n g u n g e n eine s y n s e d i m e n t ä r e A n r e i c h e r u n g möglich w a r .


Norman Peinemann & Karsten Garleff

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Die dargelegten Differenzierungen der Korngrößenspektren der Liegend-Gesteine, Lösse, K o l l u v i e n , T a l a u e n s e d i m e n t e u n d h o l o z ä n e n T e r r a s s e n k ö r p e r e r l a u b e n k e i n e siche­ r e n Schlüsse a u f d i e H e r k u n f t b z w . M i s c h u n g s v e r h ä l t n i s s e d e r h o l o z ä n v e r l a g e r t e n M a t e ­ r i a l i e n . U m dieser F r a g e w e i t e r n a c h g e h e n z u k ö n n e n , w u r d e u n t e r A u s w e r t u n g v o r l i e ­ g e n d e r U n t e r s u c h u n g e n z u ä h n l i c h e n F r a g e s t e l l u n g e n nach m i n e r a l o g i s c h e n K e n n z e i c h e n d e r v e r s c h i e d e n e n A u s g a n g s g e s t e i n e u n d V e r l a g e r u n g s p r o d u k t e gesucht. In Ü b e r e i n s t i m ­ m u n g m i t d e n Ergebnissen v o n LIPPMANN ( 1 9 5 2 ) , K H A R K W A L ( 1 9 5 9 ) o d e r A L A I L Y ( 1 9 7 2 ) k o n n t e n s i g n i f i k a n t e U n t e r s c h i e d e i m F e l d s p a t g e h a l t zwischen d e n L ö ß p r o f i l e n ( T a b e l l e 2, „ A , H , K, R " ) u n d d e m L i a s - M a t e r i a l ( T a b e l l e 2, „ G l " ) f e s t g e s t e l l t w e r d e n . S o liegen d i e F e l d s p a t g e h a l t e d e r L ö ß p r o b e n e t w a d o p p e l t so hoch w i e d i e d e r L i a s - P r o b e n , so d a ß d i e Q u a r z - F e l d s p a t - Q u o t i e n t e n e b e n f a l l s d e u t l i c h differenzieren. D e m e n t s p r e c h e n d k a n n a u s d e m Q u a r z - F e l d s p a t - V e r h ä l t n i s d e r P r o b e n G 2 — G 5 ( T a b e l l e 2, A b b . 2 ) a u f eine i m L ö ß des O b e r h a n g e s g e r i n g e , h a n g a b w ä r t s leicht z u n e h m e n d e B e i m e n g u n g v o n L i a s -

Quarz %

Feld­ Quarz- Quot. spat Feldsp. ALbit% Quot. Mikroüin

V1

30,4

5,6

5,43

2,87

1,93

V2

37,6

8,3

4,53

1,24

5,86

1,94

V3

42,5

8,5

5,00

1,27

5,41

1,73

V4

35,6

5,3

6,72

1,16

33,8

5,6

6,04

1,32

Probe

Quarz %

Feld­ spat %

Quarz- Quot. Feldsp ALbitQuot. MlkroKlin

H

57,5

12,5

4,60

2,08

K

56,0

9,6

5,83

R

58,0

9,9

A

64,4

11,9

Probe

29,4

37,1

0,79

0,50

D1T

56,4

13,4

4,20

0,87

V6

29,8

4,6

6,48

1,43

D2

36,8

8,4

4,38

1,46

V7

37,7

3,8

9,92

1,07

4,0

5,88

1,23

D1S

V5

D3

50,3

10,0

5,03

1,77

V8

23,5

D4

43,2

9,6

4,50

1,85

P1

32,4

4,2

7,71

0,62

D5

34,4

7,3

4,71

1,03

P2

31,2

3,7

8,43

0,41

30,7

3,9

7,87

0,80

G1

48,3

5,1

9,47

0,81

P3

G2o

46,5

8,4

5,54

1,20

P4

24,4

3,8

6,42

0,30

G2m

43,4

6,7

6,48

1,16

P5

28,0

3,8

7,37

0,66

8,1

5,41

1,41

P6

23,2

2,4

9,67

0,53

3,8

8,11

0,47

G2u G3o

43,8 31,3

5,2

6,0

2,17

G3u

29,0

5,2

5,58

2,34

G4o

38,4

5,4

7,11

1,23

G4u

35,0

5,8

6,03

1,32

G5o

44,3

6,4

6,92

0,80

G5u

52,7

8,3

6,35

1,06

G6o

38,3

4,2

9,12

2,82

G6u

29,4

2,3

12,78

0,96

P7

30,8

Tab. 2: Quarz/Feldspat-Anteile und Verhältnisse sowie Albit/Mikroklin-Quotienten (nach der Intensität der Röntgen-Reflexe, vgl. Abb. 4) der untersuchten Proben.


Sedimentologische und mineralogische M e r k m a l e von Lösen und Lößderivaten in Franki

Abb. 4 : Röntgengeographische Reflexe von Albit (A) und Mikroklin (M) in den untersuchten Proben.


184

Norman Peinemann & Karsten Garleff

V e r w i t t e r u n g s - M a t e r i a l geschlossen w e r d e n . I m T a l a u e n - S e d i m e n t des L e i t e n g r a b e n s liegt d a g e g e n in d e r untersuchten G r o b s c h l u f f - F r a k t i o n offenbar v o r w i e g e n d L i a s - M a t e r i a l vor. Diese D i f f e r e n z i e r u n g d e r F e l d s p a t - G e h a l t e b z w . Q u a r z - F e l d s p a t - Q u o t i e n t e n k o n n t e d e m g e g e n ü b e r nicht z u r T r e n n u n g v o n L ö ß u n d B u r g s a n d s t e i n - M a t e r i a l v e r w a n d t w e r ­ d e n ( T a b e l l e 2, „ A , H , K, R " u n d D 1 T " ) , w i e auch die U n t e r s u c h u n g e n v o n SALGER ( 1 9 5 9 ) u n d K R U M M ( 1 9 6 5 ) e r w a r t e n l i e ß e n . A n g e s i c h t s dieser ä h n l i c h e n F e l d s p a t - G e h a l t e u n d Q u a r z - F e l d s p a t - Q u o t i e n t e n v o n L ö ß u n d B u r g s a n d s t e i n - P r o b e n bietet d i e E r m i t t ­ lung der relativen Anteile an A l b i t und M i k r o k l i n Möglichkeiten z u r Differenzierung die­ ser A u s g a n g s m a t e r i a l i e n . N a c h A b b . 4 u n d T a b e l l e 2 ( „ A , H , K, R " u n d „D 1") e n t h a l t e n die Lößproben v o r w i e g e n d A l b i t , w ä h r e n d das A l b i t - M i k r o k l i n - V e r h ä l t n i s der Keuperp r o b e n a u s g e g l i c h e n oder g e g e n t e i l i g ist. A u s d e n A l b i t - M i k r o k l i n - V e r h ä l t n i s s e n d e r P r o ­ ben D 2 — 4 k a n n d e m n a c h a u f einen r e l a t i v g e r i n g e n A n t e i l a n K e u p e r - M a t e r i a l i m L ö ß des H a n g e s d e r T o p o s e q u e n z D e b r i n g geschlossen w e r d e n , w ä h r e n d d e r K e u p e r - A n t e i l im S e d i m e n t der A u r a c h w e s e n t l i c h g r ö ß e r ist ( D 5 ) . D i e B e r ü c k s i c h t i g u n g der K o r n g r ö ß e n ­ v e r t e i l u n g e n ( T a b . 1) u n d d e r Q u a r z - F e l d s p a t - Q u o t i e n t e n ( T a b . 2 ) ermöglicht e i n e w e i t e r e D i f f e r e n z i e r u n g . D a n a c h e n t h ä l t d e r L ö ß a m O b e r - u n d M i t t e l h a n g ( D 2 , 3) v o r a l l e m in d e r S a n d f r a k t i o n K e u p e r - M a t e r i a l , w ä h r e n d die höheren T o n a n t e i l e i m H a n g f u ß K o l l u v i u m ( D 4 ) a u s w e i s l i c h des l ö ß - ä h n l i c h e n A l b i t - M i k r o k l i n - V e r h ä l t n i s s e s w e n i g e r auf v e r l a g e r t e s B - M a t e r i a l a u s L ö ß - P a r a b r a u n e r d e n z u r ü c k g e h e n dürften. Im T a l a u e n s e d i ­ m e n t d e r A u r a c h z e i g e n d e m g e g e n ü b e r die A l b i t - M i k r o k l i n - V e r h ä l t n i s s e eine s t a r k e A b ­ n a h m e d e r L ö ß - K o m p o n e n t e z u g u n s t e n d e r E r h ö h u n g s o w o h l des T o n - a l s a u c h des Sandanteils aus K e u p e r - M a t e r i a l . t

D i e P r o b e n d e r T o p o s e q u e n z Giech w e i s e n v e r g l e i c h b a r e V e r h ä l t n i s s e auf, insofern als in den Lössen u n d K o l l u v i e n d i e A l b i t - M i k r o k l i n - Q u o t i e n t e n e b e n f a l l s auf g e r i n g e r e V e r u n r e i n i g u n g des Lösses a m M i t t e l h a n g (G 3 ) , s t ä r k e r e B e i m e n g u n g v o n L i e g e n d - M a t e r i a l a m O b e r - u n d U n t e r h a n g s o w i e i m S e d i m e n t des L e i t e n g r a b e n s ( G 2 , G 4 — 6 ) h i n ­ weisen. Die Betrachtung der Korngrößenverteilungen (Abb. 2) u n d der Q u a r z - F e l d s p a t Q u o t i e n t e n s t ü t z t diese A b l e i t u n g u n d z e i g t w e i t e r h i n , d a ß i m H a n g f u ß - K o l l u v i u m (G 5) ein M i s c h s e d i m e n t a u s L ö ß u n d L i a s - T o n v o r l i e g t , w ä h r e n d i n d i e A u e n s e d i m e n t e des L e i t e n g r a b e n s n u r g e r i n g e L ö ß - A n t e i l e , in s t ä r k e r e m M a ß e d a g e g e n s a n d i g e V e r w i t t e ­ rungsprodukte anderer Lias-Gesteine eingegangen sind. In den S e d i m e n t e n d e r g r ö ß e r e n V o r f l u t e r R e g n i t z u n d M a i n l a s s e n die Q u a r z - F e l d ­ spat- u n d die A l b i t - M i k r o k l i n - Q u o t i e n t e n der Grobschluff-Fraktion erkennen, d a ß wech­ s e l n d e A n t e i l e a n L i a s - u n d K e u p e r - M a t e r i a l b e i g e m e n g t s i n d . D a b e i weisen d i e W e r t e d e r R e g n i t z - S e d i m e n t e auf g e n e r e l l h o h e A n t e i l e dieser A u s g a n g s g e s t e i n e , f e h l e n d e oder sehr g e r i n g e B e i m e n g u n g v o n L ö ß d e r i v a t e n h i n ( A b b . 4 u n d T a b . 2, „ P I — 7 " ) . D e m g e ­ g e n ü b e r ist in d e r G r o b s c h l u f f - F r a k t i o n d e r M a i n - S e d i m e n t e r e l a t i v v i e l L ö ß - M a t e r i a l e n t h a l t e n . B e s o n d e r s in den tieferen P a r t i e n dieser S e d i m e n t e l ä ß t d i e z w a r i n s g e s a m t n u r g e r i n g v e r t r e t e n e G r o b s c h l u f f - F r a k t i o n durch d i e Q u a r z - F e l d s p a t - u n d die A l b i t - M i k r o ­ k l i n - V e r h ä l t n i s s e ( V I , 6 ) h ö h e r e L ö ß - A n t e i l e e r k e n n e n , w ä h r e n d dieser A n t e i l z u m h a n ­ g e n d e n T e i l d e r T e r r a s s e h i n eine a b n e h m e n d e T e n d e n z a u f w e i s t . Bei a l l e n V o r b e h a l t e n g e g e n ü b e r der b i s l a n g noch schmalen D a t e n b a s i s u n d d e r r e l a t i v g r o ß e n S t r e u u n g s b r e i t e d e r V e r h ä l t n i s z a h l e n z w i s c h e n den A n t e i l e n verschiedener M i ­ n e r a l e b z w . der Intensität von Röntgenreflexen erlaubt die K o m b i n a t i o n mehrer un­ a b h ä n g i g v o n e i n a n d e r g e w o n n e n e r I n d i z e s dieser A r t nach d e n b i s h e r i g e n E r g e b n i s s e n A u s s a g e n ü b e r d i e H e r k u n f t u n d d i e M i s c h u n g s v e r h ä l t n i s s e d e r K o m p o n e n t e n in U m l a g e r u n g s p r o d u k t e n , sofern d i e A u s g a n g s m a t e r i a l i e n h i n r e i c h e n d e U n t e r s c h i e d e a u f w e i s e n . D e r a r t i g e U n t e r s c h i e d e in d e n r e l a t i v e n A n t e i l e n v o n Q u a r z u n d F e l d s p a t s o w i e A l b i t u n d M i k r o k l i n z w i s c h e n l i e g e n d e n B u r g s a n d s t e i n - u n d L i a s - G e s t e i n e n einerseits, L ö ß d e k k e n a n d e r e r s e i t s w u r d e n i n den o b e r f r ä n k i s c h e n T e s t g e b i e t e n e r m i t t e l t . D a m i t e r g e b e n


185

Sedimentologische und mineralogische Merkmale von Lösen und Lößderivaten in Franken

Probe

Material

A

Löß

Herkunft/Lage

Ziegeleigrube Altershausen

R 439920 / H

Toposequenz Debring

D

554780

v g l . Abb.2

D1S

km Bo-Sand

"

"

Oberhang, 30-80cm Tiefe

"

D1T

km Bo-Ton

"

"

Oberhang,70-100cm T i e f e

"

D2

verunreinigter Löß

"

"

Mittelhang

35-90cm Tiefe "

D3

verunrein.Löß

"

"

Unterhang

40-90cm Tiefe "

D4

Kolluvium

"

"

Hangfuß

40-90cm Tiefe "

D5

Auensediment, lokaler V o r f l u t e r Aurach b.Schadlos

30-80cm Tiefe "

F

Löß, M i t t e l w e r t e aus F i l d e r

v g l . Alaily 1972

Toposequenz Giech

G

v g l . Abb.2

G1

pb(2)-Amaltheenton

"

"

Oberhang/Kuppe 100-200cm Tiefe "

G2o

verunrein.Löß

G2m

"

"

Oberhang

0- 3 5cm Tiefe "

"

"

"

Oberhang

3 5 - 55cm Tiefe " 5 5 - 90cm Tiefe "

G2u

"

"

"

"

Oberhang

G3o

"

"

"

"

Mittelhang

0- 3 5cm Tiefe "

Mittelhang 35 -90cm Tiefe "

G3u G4o

"

"

"

"

"

"

Unterhang

0- 35cm Tiefe "

"

"

Unterhang 3 5- 90cm Tiefe "

G5o

Kolluvium

"

"

Hangfuß

0- 50cm Tiefe "

G5u

Kolluvium

"

"

Hangfuß

5 0 - 90cm Tiefe "

G6o

Auensediment, lokaler V o r f l u t e r L e i t e n b a c h

G6u

Auensediment, lokaler V o r f l u t e r Leitenbach

50-100cm Tiefe "

G4u

0- 50cm Tiefe "

R 355324 / H 551339

H

Löß

Ziegeleigrube Helmstadt

K

Löß

Lößgrube

P1-7

Terrassensedimente, K i e s g r u b e Pettstädt "mittlere Auenterrassen" -Abb.3-

R 442438 / H

R

Löß

R 439329 / H 555400

V1-8

Terrassensedimente, K i e s g r u b e V i e r e t h der Staffelbacher Terr. (Schirmer 1980) -Abb.3-

Karlstadt/Lauten­ bach

Ziegeleigrube Rügheim

R 355495 / H 553381 552210

R 441245 / H 553310

Tab. 3: Herkunft und Bezeichnung der Proben. sich z u d e n e i n g a n g s u m r i s s e n e n P r o b l e m e n

L ö s u n g s a n s ä t z e , d i e durch w e i t e r e

s u c h u n g e n geprüft w e r d e n m ü s s e n . Für d i e u n t e r s u c h t e n a c k e r b a u l i c h g e n u t z t e n F l a c h h ä n g e n in O b e r f r a n k e n

fleckenhaften

Unter­

Lößvorkommen

an

z e i g t e sich, d a ß d i e h o l o z ä n e D y n a ­

m i k A b t r a g u n g v o n L ö ß u n d L i e g e n d - M a t e r i a l a n den O b e r h ä n g e n , v o r w i e g e n d e n D u r c h t r a n s p o r t a n den m i t t l e r e n H a n g b e r e i c h e n u n d A b l a g e r u n g v o n k o l l u v i a l e n M i s c h s e d i m e n ­ ten m i t z . T. hohem L ö ß - A n t e i l an den U n t e r h ä n g e n

und Hangfußbereichen

umfaßte.


Norman Peinemann & Karsten Garleff

186

I m Bereich d e r l o k a l e n u n d v e r s t ä r k t d e r g r ö ß e r e n V o r f l u t e r n i m m t d e r A n t e i l g r ö b e r e r S e d i m e n t e g e n e r e l l z u , so d a ß d i e B e i m e n g u n g l ö ß b ü r t i g e n M a t e r i a l s i n d e n h o l o z ä n e n S e d i m e n t e n s t a r k a b n i m m t . I n d e n z w a r n u r spärlich v e r t r e t e n e n f e i n m a t e r i a l r e i c h e n P a r ­ t i e n d e r untersuchten j u n g h o l o z ä n e n M a i n t e r r a s s e ist a l l e r d i n g s e i n r e l a t i v h o h e r A n t e i l a n L ö ß - D e r i v a t e n v o r h a n d e n , d e r v o m L i e g e n d e n z u m H a n g e n d e n eine a b n e h m e n d e T e n d e n z aufweist. Diese Verhältnisse deuten darauf hin, d a ß d i e Transportbedingungen in d i e s e m T a l b e r e i c h n u r w e n i g G e l e g e n h e i t z u r S e d i m e n t a t i o n v o n L ö ß - M a t e r i a l boten. Die Abnahme von Löß-Derivaten zugunsten von Lias- u n d Keuper-Verwitterungsmater i a l z u m H a n g e n d e n d e r T e r r a s s e steht v e r m u t l i c h m i t d e r z u n e h m e n d e n F r e i l e g u n g d e r L i e g e n d g e s t e i n e in e r o s i o n s g e f ä h r d e t e n L a g e n des E i n z u g s g e b i e t e s i n Z u s a m m e n h a n g . A u s d e m A u f t r e t e n d e r L ö ß - K o m p o n e n t e i n d e r i n s g e s a m t n u r schwach v e r t r e t e n e n G r o b ­ schluff-Fraktion dieses h o l o z ä n e n S e d i m e n t s ist jedoch d i e V e r m u t u n g a b z u l e i t e n , d a ß die H a u p t m a s s e d e r in den Einzugsgebieten abgetragenen u n d n u r zu einem geringen Teil in d e n H a n g f u ß - K o l l u v i e n s e d i m e n t i e r t e n Lösse w e i t e r f l u ß a b w ä r t s t r a n s p o r t i e r t w u r d e . D i e s e V e r h ä l t n i s s e unterschieden sich d a m i t v o n denen v e r g l e i c h b a r e r S i t u a t i o n e n i m W e r r a - O b e r w e s e r - u n d L e i n e - B e r e i c h , i n denen d i e h o l o z ä n e n T a l b o d e n s e d i m e n t e ü b e r ­ w i e g e n d von L ö ß - D e r i v a t e n gebildet w e r d e n (vgl. STRAUTZ 1 9 6 2 ; WILDHAGEN & MEYER

1 9 7 2 ) . Z u r A b s i c h e r u n g dieser B e f u n d e u n d z u r U n t e r s u c h u n g d e r F a k t o r e n d e r a r t i g e r regionaler Differenzierungen m u ß allerdings die Datenbasis ausgeweitet werden. Schriftenverzeichnis ALAILY, F. A. ( 1 9 7 2 ) : Entstehung von Decklehmen auf LiasSchichtflächen in Südwestdeutschland und deren Veränderung durch Bodenbildung. — Diss. Univ. Hohenheim, 1 0 4 S.; Hohenheim. BORK, H.-R.

& ROHDENBURG, H .

( 1 9 7 9 ) : Beispiele für jungholozäne Bodenerosion und

Boden­

bildung im Untereichsfeld und Randgebieten. — Landschaftsgenese und Landschaftsökologie, 3: 1 1 5 — 1 3 4 ; Braunschweig.

BRUNOTTE, E. ( 1 9 7 8 ) : Zur quartären Formung von Schichtkämmen und Fußflächen im Bereich des Markoldendorfer Beckens und seiner Umrahmung. — Göttinger Geogr. Abh., 72: 1 3 9 ; Göt­ tingen. — ( 1 9 7 9 ) : Quaternary piedmont plains on w e a k l y resistant rocks in the Lower Saxonian Moun­ tains (W. Germany). — Catena, 6: 3 4 9 — 3 7 0 ; Braunschweig. FLEHMING, W. & KURZE, R. ( 1 9 7 3 ) : Die q u a n t i t a t i v e infrarotspektroskopische

Phasenanalyse von

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