E&G – Quaternary Science Journal - Kennzahlen für den Feinheitsgrad des Lösses

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Kennzahlen für den Feinheitsgrad des Lösses Von

ERNST SCHÖNHALS, W i e s b a d e n

Mit 1 0 Abb. Z u s a m m e n f a s s u n g . Bei der Untersuchung des Lösses spielt die Korngrößenzusam­ mensetzung eine wesentliche Rolle, da man aus der Änderung der Körnung bzw. aus der Fein­ heit wichtige Schlüsse auf die Entstehung des äolischen Sedimentes ziehen kann. Bei der Ermitt­ lung von Unterschieden in der Feinheit mußte man sich bisher darauf beschränken, einzelne Fraktionen untereinander zu vergleichen. Dieses Verfahren konnte natürlich zu keinen exakten Ergebnissen führen. Die beschriebene Methode erlaubt nun, den Feinheitsgrad in einer einzigen Zahl, der sog. Kennzahl anzugeben. Mit Hilfe der aus den Gewichtsprozenten schnell zu errech­ nenden Kennzahlen, die allerdings keine absoluten, sondern relative Werte darstellen, ist es möglich, die Änderungen des Feinheitsgrades quantitativ zu erfassen und in Abhängigkeit von anderen Faktoren graphisch darzustellen.

An mehreren Beispielen wird die Anwendung der Kennzahlen näher erläutert. Bei zwei Lößprofilen konnte durch die Kennzahlen eine Abnahme der Feinheit von unten nach oben nach­ gewiesen werden. Ob dies auch bei anderen Lößprofilen der Fall ist, müssen weitere Unter­ suchungen zeigen. An drei anderen Beispielen wurde die Änderung der Feinheit mit der Ent­ fernung vom Auswehungsgebiet untersucht. In den drei Gebieten nimmt die Feinheit mit der Entfernung zu und zwar steigt der Feinheitsgrad linear mit dem Logarithmus der Entfernung.

Die schnellste Zunahme des Feinheitsgrades erfolgt in der Randzone des Auswehungsgebietes, wo infolgedessen audi die größten Lößmächtigkeiten angetroffen werden. Die Zunahme der Feinheit vom Auswehungs- bis in das Ablagerungsgebiet kann durch eine einzige Kurve zum Ausdruck gebracht werden.

S u m m a r y . On studying the loess, the particle-size distribution is of great importance, as from the variations in its fineness essential inferences can be drawn concerning the eolian se­ diments. To find out the differences in the fineness one was restricted so far to comparing the single fractions. Of course, this method could not give exact results. The described new method now allows to indicate the degree of fineness by a single factor, the so-called „Kennzahl" („characteristic figure"). By means of the „Kennzahl" — quickly calculated from the weightpercentage —, which, however, do not give absolute but relative values, it is possible to find out the variation of the degree of fineness in quantity and to plot it graphically against other factors.

The use of the „Kennzahl" is illustrated by several examples. In two loess profiles it was possible, by means of the „Kennzahl" to prove a decrease of the fineness from bottom to top.

Further studies will show, whether this is also the case in other loess profiles. By means of three other examples the variation of fineness was examined as compared with the distance from the original area, from where the loess was blown along. In those three districts the finer fractions increase with the distance, and there the degree of fineness increases in a linear manner with the logarithm of the distance. The most rapid increase of the degree of fineness is in the neigh­ bourhood of the origin area where consequently the greatest thickness of loess is to be found.

The increase of the fineness from the origin area to the deposits can be expressed by a single curve.

I.

Einleitung

W o h l bei keinem a n d e r e n Lockergestein spielt die K o r n g r ö ß e n z u s a m m e n s e t z u n g eine so große Rolle wie beim L ö ß . Seine durch die äolische E n t s t e h u n g bedingte c h a r a k t e r i ­ stische K ö r n u n g w i r d d a h e r fast bei jeder U n t e r s u c h u n g e r m i t t e l t , so z. B. w e n n es d a r ­ um geht, festzustellen, aus welcher Richtung der Staub a n g e w e h t w u r d e , o d e r beim Vergleich der in einem Lößprofil e n t n o m m e n e n Proben. Auch eine Beimischung v o n Löß in a n d e r e n B o d e n a r t e n ist in den meisten Fällen durch eine K o r n g r ö ß e n b e s t i m m u n g zu erkennen. Gegenüber d e r K ö r n u n g s a n a l y s e treten d a h e r chemische u n d m i n e r a l o ­ gische U n t e r s u c h u n g s m e t h o d e n zurück.

Die Ergebnisse der mechanischen A n a l y s e w e r d e n bekanntlich in Gewichtsprozenten angegeben u n d zur besseren Ubersicht häufig als K u r v e n dargestellt. Die einfachste A r t

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Ernst Schönhals

der graphischen D a r s t e l l u n g ist die K o r n v e r t e i l u n g s k u r v e , auch H ä u f i g k e i t s - u n d Differ e n t i a l k u r v e g e n a n n t . Hierbei w e r d e n im allgemeinen auf der Abszisse die unterschie­ denen K o r n g r ö ß e n g r u p p e n m i t gleichen A b s t ä n d e n u n d auf der O r d i n a t e die d a z u g e ­ hörigen Gewichtsprozente a u f g e t r a g e n . Durch V e r b i n d e n der einzelnen W e r t e e r h ä l t m a n die K o r n v e r t e i l u n g s k u r v e , die in der F r a k t i o n 0,01—0,05 m m ein ausgeprägtes M a x i m u m a u f w e i s t ) (vgl. die zahlreichen A b b i l d u n g e n bei J. BF.HR & R. KÖHLER 1930 1

u n d A. SCHEIDIG

1934).

Es sei jedoch in diesem Z u s a m m e n h a n g e r w ä h n t , d a ß diese D a r s t e l l u n g nicht g a n z richtig ist, u n d z w a r aus folgenden G r ü n d e n : D i e K o r n g r u p p e n w e r d e n — wie bereits e r w ä h n t — auf d e r Abszisse m i t g l e i c h e n A b s t ä n d e n aufgetragen, obgleich sie nicht gleich groß sind. D i e Fläche d e r über den einzelnen K o r n s p i e l r ä u m e n gezeichneten Rechtecke entspricht d a n n nicht d e n Gewichtsprozenten der betreffenden F r a k t i o n e n , eine V o r a u s s e t z u n g , die aber erfüllt sein m u ß , w e n n die durch Ausgleich der Recht­ ecke gewonnene K u r v e die tatsächliche K o r n v e r t e i l u n g wiedergeben soll. Es w ä r e d a h e r bei der früher allgemein b e n u t z t e n u n d zuweilen auch heute noch anzutreffenden D a r ­ stellungsweise eine Berechnung d e r jeweiligen O r d i n a t e erforderlich, d a m i t die Recht­ ecke über den in gleicher Länge aufgetragenen Abszissenabständen in ihrer Fläche m i t den Gewichtsprozenten übereinstimmen.

Die zweite, heute allgemein übliche F o r m der Darstellung ist die S u m m e n k u r v e ( I n t e g r a l k u r v e ) . H i e r b e i w i r d die Abszisse nach den gewählten F r a k t i o n e n unterteilt u n d auf der O r d i n a t e w e r d e n die addierten Gewichtsanteile angegeben. Auf der A b ­ szisse erfolgt im allgemeinen eine logarithmische T e i l u n g mit der Basis 10. M a n e r h ä l t so für Lösse die b e k a n n t e n charakteristischen K u r v e n z ü g e .

F ü r viele Zwecke genügt allein die E r m i t t l u n g der K o r n g r ö ß e n z u s a m m e n s e t z u n g u n d ihre graphische Darstellung, so z. B. w e n n festgestellt w e r d e n soll, ob es sich bei d e m zu untersuchenden Substrat ü b e r h a u p t u m einen Löß h a n d e l t . Sehr oft steht m a n aber v o r der Aufgabe, die K o r n g r ö ß e n z u s a m m e n s e t z u n g in einem mehrere M e t e r mächtigen Lößprofil z u ermitteln, u m festzustellen, ob u n d wie sich die K ö r n u n g b z w . die Feinheit in d e r betreffenden Lößdecke ä n d e r t . N u r sehr selten k ö n n e n jedoch t r o t z der zahlreichen K ö r n u n g s a n a l y s e n genauere A n g a b e n über die Ä n d e r u n g der Feinheit gemacht w e r d e n , d e n n die Fülle d e r Zahlen v e r w i r r t u n d l ä ß t keinen sicheren Schluß zu über den u n t e r U m s t ä n d e n eingetretenen Wechsel der K ö r n u n g . V o r allem ist es nicht möglich, A n g a b e n über das M a ß der jeweiligen Schwankungen der K o r n g r ö ß e n ­ zusammensetzung b z w . der F e i n h e i t zu machen. Auch aus der S u m m e n k u r v e k ö n n e n solche q u a n t i t a t i v e n A n g a b e n nicht e n t n o m m e n werden. D i e B e a n t w o r t u n g d e r Frage, ob v o n z w e i Lössen der eine feiner ist als der andere, ist n u r d a n n möglich, w e n n eine der beiden K u r v e n in i h r e r gesamten L ä n g e oder z u m i n d e s t in ihrem g r ö ß ­ ten Teil (im Bereich der feineren F r a k t i o n e n ) über der anderen v e r l ä u f t .

U m K ö r n u n g s a n a l y s e n v o n Lössen besser m i t e i n a n d e r vergleichen z u k ö n n e n , a d d i e ­ ren manche Bearbeiter benachbarte F r a k t i o n e n u n d erhalten auf diese Weise weniger Z a h l e n . So ist z. B. W . FAULER (1936) verfahren, d e r die 3 feinsten F r a k t i o n e n a d d i e r t e u n d die erhaltenen W e r t e für die Beurteilung des Feinheitsgrades z u g r u n d e legte (vgl.

T a b . 4). M a n m u ß sich aber hierbei d a r ü b e r im k l a r e n sein, d a ß durch die Bildung v o n solchen T e i l s u m m e n u n d deren Vergleich niemals e x a k t e Ergebnisse ü b e r die Ä n d e r u n g der Feinheit erzielt werden k ö n n e n , weil ja n u r ein T e i l der K o r n g r u p p e n in Betracht gezogen w i r d . W e n n jedoch der Feinheitsgrad v o n Lössen m i t e i n a n d e r verglichen w e r ­ den soll, so müssen in jedem Fall die W e r t e u n t e r Berücksichtigung a l l e r K o r n g r u p ­ pen g e w o n n e n w e r d e n . Erst d a n n k a n n von einem Feinheitsgrad gesprochen w e r d e n .

J

) Früher wurden die Fraktionen meist folgendermaßen eingeteilt: {0,01, 0,01—0,05, 0,05— 0,1, 0,1—0,2, 0,2—0,5, 0,5—1,0, 1,0—2,0 und > 2 mm.

135

Kennzahlen für den Feinheitsgrad des Lösses

Bei den v o r über 10 J a h r e n durchgeführten Untersuchungen des Verfassers (E. SCHÖN­ HALS 1952) ü b e r den Z u s a m m e n h a n g zwischen K ö r n u n g u n d K a l k g e h a l t des Lösses w u r d e versucht, eine M e t h o d e zu finden, die es erlaubt, die Feinheit einer P r o b e in einer e i n z i g e n Zahl wiederzugeben. W e n n dies gelang, so w a r es möglich, aus der K e n n z a h l für d e n Feinheitsgrad (F) und aus d e m K a l k g e h a l t ( K ) den spezifischen K a l k ­ gehalt (Ks) z u berechnen (Ks = - ; N ä h e r e s E. SCHÖNHALS 1952).

Eine solche M e t h o d e h a t E. BLÜMEL (1933) für die Aufbereitungstechnik ausgearbei­ tet, um die unübersichtlichen Ergebnisse der Siebanalysen in K e n n z a h l e n besser erfassen zu k ö n n e n . E i n e A n w e n d u n g dieser sehr einfachen M e t h o d e m u ß t e auch in d e r L ö ß ­ forschung möglich sein, w a s auch durch die v o n h u n d e r t e n v o n K ö r n u n g s a n a l y s e n er­ mittelten K e n n z a h l e n bestätigt w u r d e . Seit dieser Zeit h a t sich die Berechnung der K e n n z a h l bei d e n Untersuchungen des Verfassers als ä u ß e r s t brauchbar erwiesen. Die Methode u n d i h r e A n w e n d u n g sollen daher auf den folgenden Seiten näher beschrieben werden.

II.

Die

Berechnung

der

Kennzahl

des

Z u r E r l ä u t e r u n g der M e t h o d e gehen w i r zunächst die nicht den L ö ß betreffen. D i e Substrate sollen nur D e r K o r n s p i e l r a u m sei gleich g r o ß , nämlich 0,1 m m . setzung der 3 P r o b e n ist aus d e n Analysen 1 bis 3 zu

Die

K ö r n u n g d er

(0,1

0,1 — 0,2

Feinheitsgrades

v o n 3 einfachen Beispielen aus, aus Teilchen (1,0 m m bestehen.

Die unterschiedliche Z u s a m m e n ­ ersehen ( T a b . 1).

Tabelle 1 S u b s t r a t e der A n a i y s e n

0,2-0,3

0,3— 0,4

0,4— 0,5

0 , 5 - - 0,6— 0,6 0,7

0,7— 0,8

1 bis 3 0,8- • 0 , 9 0,9 1,0 mm

Analyse 1

10

10

10

10

10

10

10

10

10

10 = 100 Gew.%

Analyse 2

25

20

IC

IC

10

5

5

5

5

5 = 100 Gew.%

Analyse 3

40

20

IC

5

5

5

5

5

5

0 = 1O0 Gew.%

Bei der A n a l y s e 1 sind alle 10 F r a k t i o n e n m i t je 10 G e w .°/o beteiligt. Die Analyse: 2 und 3 weisen diese gleichmäßige K ö r n u n g nicht mehr auf. M a n sieht, d a ß das Sub­ strat der A n a l y s e 2 eine g r ö ß e r e Feinheit h a t als das der A n a l y s e 1. Die P r o b e 3 ist noch feiner als das S u b s t r a t der Analyse 2. Die Feinheit n i m m t also von A n a l y s e 1 nach Analyse 3 zu. M e h r k a n n m a n zunächst nicht aussagen. V o r allem ist es nicht möglich, i r g e n d eine A n g a b e z u machen, w i e stark sich die einzelnen P r o b e n in ihrer Feinheit unterscheiden.

Z u r besseren Übersicht w e r d e n die Z a h l e n w e r t e der 3 Analysen als S u m m e n k u r v e graphisch aufgetragen. W i r erhalten d a n n die in Abb. 1 dargestellten Summenlinien.

D a bei der A n a l y s e 1 alle 10 Gewichtsanteile gleich groß sind, nämlich 1 0 % , b i l d e t die Summenlinie eine D i a g o n a l e .

Die K u r v e der Analyse 2 zeigt, da sie in den beiden ersten feinen F r a k t i o n e n höhere Gewichtsprozente aufweist, einen steileren Anstieg, läuft d a n n aber bis zur K o r n g r u p p e 0,4—0,5 m m m i t der d i a g o n a l e n Summenlinie parallel, u m v o n da an in g e r a d e m Ver­ lauf den W e r t 100 zu erreichen. Einen ähnlichen, aber im ersten Teil steileren Verlauf besitzt auch die K u r v e der A n a l y s e 3. Die K u r v e n der A n a l y s e n 2 u n d 3 liegen infolge ihrer g r ö ß e r e n Feinheit links oberhalb der Linie 1. P r o b e n , deren K u r v e n rechts unter­ halb der D i a g o n a l e v e r l a u f e n w ü r d e n , h ä t t e n demgegenüber eine gröbere Z u s a m m e n ­ setzung als die Analyse 1.

136

Ernst Schönhals 6ew. % 100

1,--"

10

>* >

so

/

70 60

3/

50

1

u :

10

1 1

10

^2

7

1, // II II if

20

/

1

/

dl

52

OJ

ftl

0,8

0.7

0,8

0.9

V mm

Abb. 1. Die Summenkurven der Analysen 1, 2 und 3.

Aus den drei Linienzügen geht h e r v o r , d a ß der Unterschied in der Feinheit zwischen den P r o b e n 1 u n d 2 wesentlich g r ö ß e r ist als zwischen 2 und 3. I r g e n d eine q u a n t i ­ t a t i v e A n g a b e k a n n jedoch nicht gemacht w e r d e n . Will m a n dies erreichen, so ist es n o t w e n d i g , die F l ä c h e als M a ß der Feinheit z u g r u n d e zu legen u n d z w a r diejenige, die v o n der Abszissenachse u n d der betreffenden I n t e g r a l k u r v e u m g r e n z t w i r d . Diese Fläche w i r d d a n n m i t einer m a x i m a l e n Fläche, die eine Probe g r ö ß t e r Feinheit r e p r ä ­ sentiert, verglichen. D e r p r o z e n t u a l e Anteil der v o n der jeweiligen I n t e g r a l k u r v e u m ­ schlossenen Fläche an der Maximalfläche ergibt die K e n n z a h l des Feinheitsgrades.

Ein S u b s t r a t v o n größter F e i n h e i t w ü r d e d e m n a c h durch eine K u r v e dargestellt w e r d e n , die v o m N u l l p u n k t senkrecht bis zur O r d i n a t e 100 verläuft u n d von hier d e r oberen Begrenzung des Q u a d r a t e s folgt. Es w ü r d e also das gesamte Q u a d r a t e r f a ß t , das bei 10 F r a k t i o n e n u n d 100 Gewichtsprozenten 1000 Flächeneinheiten umschließt.

G e h ö r t dagegen das gesamte S u b s t r a t der gröbsten F r a k t i o n an, so fällt die K u r v e m i t der Abszissenachse u n d der rechten Q u a d r a t s e i t e z u s a m m e n . D e r Flächeninhalt b z w . die K e n n z a h l ist demnach gleich N u l l . U m nun die einzelnen Flächengrößen als P r o z e n t ­ zahlen angeben zu k ö n n e n , d i v i d i e r t m a n die Gesamtfläche durch die Z a h l der u n t e r 6ew.

7.

100

70 60 50

40 30 20 10

01

Q2

C?J 0> 05

OS

07

0»

0.9

10 mn

Abb. 2. Darstellung der addierten Gewichtsprozente der Analysen 1 und 2 als Rechtecke über den Kornklassen.

Kennzahlen für den Feinheitsgrad des Lösses

137

schiedenen F r a k t i o n e n . I n unserem Beispiel m ü ß t e also 1000 durch 10 d i v i d i e r t w e r ­ den; m a n e r h ä l t d a n n die K e n n z a h l d e s F e i n h e i t s g r a d e s , nämlich 100°/o.

Mit z u n e h m e n d e r Feinheit steigen also die K e n n z a h l e n an.

D i e E r m i t t l u n g der Flächengröße k ö n n t e durch P l a n i m e t r i e r e n oder Ausmessen er­ folgen. Es ist aber auch möglich, die G r ö ß e der Fläche aus den einzelnen Gewichts­ p r o z e n t e n v e r h ä l t n i s m ä ß i g schnell zu berechnen. Errichtet m a n nämlich ü b e r den ein­ zelnen K o r n k l a s s e n , die in d e m gewählten Beispiel alle 0,1 m m betragen, Rechtecke bis zur H ö h e d e r jeweils a d d i e r t e n Gewichtsanteile, so entstehen an Stelle d e r einzelnen S u m m e n l i n i e n t r e p p e n f ö r m i g e Linien ( A b b . 2). Die zu den einzelnen A n a l y s e n gehö­ renden Gesamtflächen k ö n n e n d a n n durch A d d i t i o n d e r einzelnen Rechtecke, die ja den a d d i e r t e n G e w i c h t s p r o z e n t e n entsprechen, e r h a l t e n w e r d e n . F ü r die Analysen 1, 2 u n d 3 ist die Berechnung in T a b e l l e 2 durchgeführt.

T a b e l l e 2.

Die Berechnung der Kennzahlen Die addierten Gewichtsanteile betragen: Analyse 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Analyse 2 25 45 55 65 75 80 85 90 95 100

Analyse 3 40 60 70 75 80 85 90 95 100 100

Summe der addierten Gewichtsanteile: 550 715 795 Kennzahl: 55,0 71,5 79,5 D i e S u m m e n der a d d i e r t e n Gewichtsanteile müssen noch durch 10 ( A n z a h l der F r a k ­ tionen) d i v i d i e r t w e r d e n u n d m a n erhält d a n n die entsprechenden K e n n z a h l e n (55,0, 71,5 u n d 7 9 , 5 % ) . Aus diesen Zahlen sind n u n die Unterschiede der Feinheit viel besser und leichter zu e r k e n n e n als aus den Analysenergebnissen oder den I n t e g r a l k u r v e n .

Es sei a n dieser Stelle noch e r w ä h n t , w a r u m die Kennziffer der A n a l y s e 1, die ja eine m i t t l e r e Feinheit h a t , nicht 50 s o n d e r n 55 beträgt. D i e Ursache hierfür ist darin zu suchen, d a ß die Gesamtfläche um 10 rechtwinkelige Dreiecke von je 5 Flächenein­ heiten zu g r o ß ist (in A b b . 2 p u n k t i e r t ) . A u c h die beiden a n d e r e n K e n n z a h l e n sind um 5°/o z u hoch, weil die v o n den I n t e g r a l k u r v e n u n d den treppenförmigen Linienzügen gebildeten rechtwinkeligen Dreiecke ebenfalls eine Gesamtfläche v o n je 50 Einheiten umschließen. Dieser N a c h t e i l läßt sich nicht v e r m e i d e n u n d ist auch nicht schwerwie­ gend, d a es sich bei d e n K e n n z a h l e n ja nicht u m a b s o l u t e W e r t e , s o n d e r n u m V c r g 1eich sz a h 1 en für Substrate mit einer ähnlichen Korngrößen­ z u s a m m e n s e t z u n g h a n d e l t . Diese V o r a u s s e t z u n g w i r d v o n d e m L ö ß in idealer Weise erfüllt.

Es ist auch a u ß e r d e m notwendig, i m m e r d i e s e l b e n F r a k t i o n e n z u wählen.

In diesem Z u s a m m e n h a n g sei noch e r w ä h n t , d a ß die Genauigkeit der K e n n z a h l mit der A n z a h l der F r a k t i o n e n zunimmt. Verfasser b e n u t z t die U n t e r t e i l u n g in 10 F r a k ­ t i o n e n , w a s auch die Berechnung der K e n n z a h l etwas erleichtert. Es k ö n n t e n u n an dieser Stelle eingewendet werden, d a ß die F r a k t i o n e n nicht gleich groß sind u n d d a ­ durch auch ihr Einfluß auf die H ö h e d e r K e n n z a h l nicht gleich ist (bei einer engen K o r n g r u p p e größer als bei einer weiten). N a c h Berechnungen v o n BLÜMEL (1938) er­ geben a b e r auch verschieden große F r a k t i o n e n durchaus noch vergleichsfähige K e n n ­ zahlen.

Ernst Schönhais

138

Ein Vergleich v o n K e n n z a h l e n ist also n u r statthaft, w e n n die a n g e f ü h r t e n V o r a u s ­ setzungen erfüllt sind. Es sei auch noch darauf hingewiesen, d a ß s o w o h l die V o r b e ­ h a n d l u n g der P r o b e n als auch die U n t e r s u c h u n g s m e t h o d e selbst i m m e r dieselben sein müssen. Es ist d a h e r anzustreben, bei der Erforschung des Lösses zukünftig nach ein­ heitlichen L a b o r - M e t h o d e n zu arbeiten. N u r d a n n sind die Ergebnisse der mechani­ schen u n d chemischen Analysen ( K a l k b e s t i m m u n g ) m i t e i n a n d e r zu vergleichen.

1

III. E i n i g e B e i s p i e l e f ü r d i e A n w e n d u n g d e r K e n n z a h l ) a) D i e Ä n d e r u n g d e r F e i n h e i t d e s L ö s s e s i m P r o f i l 1. SCHNELL (1928) untersuchte die mechanische u n d chemische Z u s a m m e n s e t z u n g des Lösses in der Ziegelei Gebr. Schnell, Sprendlingen, Rheinhessen. D a s Profil w u r d e b e ­ reits 1920 v o n HOHENSTEIN beschrieben. D i e Untersuchung der in einem A b s t a n d v o n 0,5 m e n t n o m m e n e n P r o b e n im Schöne'schen S c h l ä m m a p p a r a t ergab für die P r o b e n N r . 4 bis 14 die in T a b . 3 angegebene K o r n g r ö ß e n z u s a m m e n s e t z u n g .

Tabelle 3 K o r n g r ö ß e n z u s a m m e n s e t z u n g des L o s s e s in der Z g l . am B a h n h o f S p r e n d l i n g e n ( R h e i n h e s s e n ) Nr. der Probe

Schnell,

K o r n g r ö ß e n z u s a m m e n s e t z u n g in mm < 0,01

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 0,01-0,05

0,05-0,1

0,1-0,2

41,4 50,7 55,1 54,3 53,2 57,8 54,5 63,9 71,6 72,3 67,6

30,5 25,1 23.2 22,8 22,8 22,9 26,6 14,8 12,8 11,6 14,0

12,5 9,1 7,8 7,1 7,5 7,4 6,0 6,8 3,9 2,6 5,6

11,7 11,3 11,1 14,2 13,0 9,6 11,4 11,2 10,8 10,6 11,7

Kennzahlen 1

>

0,2 68,7 71,3 72,8 74,5 72,9 73,0 73,7 74,6 76,9 77,0 76,6

3,9 3 8 2,8 1,6 3,5 2,3 1,5 3,3 0,9 2,9 1,1

D i e aus den 5 F r a k t i o n e n berechneten K e n n z a h l e n des Feinheitsgrades sind in T a ­ belle 3 rechts aufgeführt. Z u r besseren Übersicht w u r d e n die K e n n z a h l e n graphisch aufKennzahl 73

-,

68

-

67

•

I Nr ä.Probe

t

^ 5

I

1

I

1

1

7

a

9

1 n

1

1

11

K

1 n

1 n

Tiefe

ca. 7

m

Abb. 3. Die Zunahme der Feinheit des Losses von oben nach unten in der Ziegelei Schnell, Sprendlingen. ) Die Unterlagen der folgenden 7 Beispiele sind bereits veröffentlichten Arbeiten entnom­ men. Es besteht daher die Möglichkeit, Einzelheiten über die benutzten Beobachtungen nachzu­ lesen. s

139

Kennzahlen für den Feinheitsgrad des Lösses

getragen (Abb. 3). Schon auf den ersten Blick e r k e n n t m a n im oberen T e i l des Profils die fast gleichmäßige Z u n a h m e der Feinheit nach der Tiefe. Die P r o b e n 8 u n d 9 sind aber wieder etwas gröber als P r o b e 7; v o n P r o b e 10 a n n i m m t jedoch d e r Feinheitsgrad w i e d e r zu, um sich bei den 3 letzten P r o b e n k a u m noch zu ä n d e r n . D e r K u r v e n z u g l ä ß t also eine deutliche Zweiteilung des Profils e r k e n n e n , w a s aus den 55 Einzelwerten nicht h e r v o r g e h t . E r s t die 11 K e n n z a h l e n b z w . ihre E i n t r a g u n g in das K o o r d i n a t e n ­ k r e u z sind geeignet, die Ä n d e r u n g e n des Feinheitsgrades schnell v o r A u g e n zu führen.

D i e Feinheit des Lösses n i m m t also sowohl im o b e r e n als auch im tieferen Profilab­ schnitt v o n oben nach u n t e n zu.

2. Als nächstes Beispiel sei das v o n W . FAULER (1936) untersuchte Profil v o n F a u ­ lenbach (Eichberg) k u r z besprochen. N a c h W . FAULER gliedert sich der e t w a 5 m mäch­ tige L ö ß in einen J ü n g e r e n L ö ß I (1,5 m) u n d einen J ü n g e r e n L ö ß I I , der e t w a 2,7 m mächtig ist. Auf dem J ü n g e r e n L ö ß I ist die 0,8 m mächtige V e r l e h m u n g s r i n d e erhalten geblieben. Aus der gesamten Lößfolge w u r d e n v o n W . FAULER in A b s t ä n d e n v o n 30 bis 50 cm insgesamt 10 P r o b e n e n t n o m m e n , deren K o r n g r ö ß e n z u s a m m e n s e t z u n g aus T a b . 4 z u ersehen ist ( M e t h o d e Atterberg).

Tabelle

4

K o r n g r ö ß e n z u sa m m e n se t z u n g und K e n n z a h l e n des L ö ß p r o f i l s v o n F a u t e n b a c h . Nach W. FAULER (1936) Taf. C, Tab. 19.

Stratigraphische Bezeichnung

Nr. der Probe

K o r n g r ö ß e n z u s a m m e n s e t y u n g in m m 0,03> 0,067 < 0,03 < 0,008 0,0080,067 0,03 V IV I -t-II + I -+-II III III

Kennzahlen

Jüngerer Löß II

72 71 70 69

6,89 7,49 5,65 5,24

30,62 32,08 27,45 28,08

47,63 43,49 55,65 56,11

14,86 16,94 11,25 10,57

37,51 39,57 33,10 33,32

57,4 57,5 56,9 57,0

Lößlehm (aus Jüngerem Löß I)

68 67 66

14,26 22,10 13,65

38,37 27,70 28,55

37,30 34,09 46,28

10,07 16,11 11,52

52,63 49,80 42,20

64,2 64,0 61,1

Jüngerer Löß I

65 64 63

10,67 7,62 4,37

27,69 28,15 18,45

46,71 55,33 64,99

14,93 8,90 12,19

38,36 35,77 22,82

58,5 58,6 53,8

U m die Ä n d e r u n g e n in der K ö r n u n g erfassen z u können, z ä h l t e W . FAULER die Gewichtsprozente der feinsten F r a k t i o n e n I, II u n d I I I jeweils z u s a m m e n u n d schloß aus diesen W e r t e n auf die Feinheit. Dieses V e r f a h r e n ist — wie früher schon ange­ d e u t e t w u r d e — m i t einem M a n g e l behaftet, d e n n erstens ist die gewählte G r e n z e (0,03 mm) eine willkürliche u n d zweitens darf m a n z u r Beurteilung des Feinheitsgrades einer P r o b e nicht n u r die 3 feinsten F r a k t i o n e n b e n u t z e n . Es müssen vielmehr a l l e K o r n k l a s s e n herangezogen w e r d e n . Ist dies nicht d e r F a l l , so k a n n auch nicht v o n d e r Feinheit einer P r o b e gesprochen w e r d e n . Die E r m i t t l u n g der K e n n z a h l bietet n u n die Möglichkeit, u n t e r Berücksichtigung a l l e r F r a k t i o n e n ein M a ß für die Feinheit zu erhalten.

T r ä g t m a n n u n die aus den 40 P r o z e n t z a h l e n errechneten 10 K e n n z a h l e n w i e d e r u m graphisch auf ( A b b . 4), so treten die Körnungsunterschiede zwischen den einzelnen P r o ­ ben in dem V e r l a u f einer einzigen K u r v e k l a r h e r v o r .

14C

Ernst Schönhals Kennzahl

72

Abb.

71

70

69

68

67

66

65

6t.

63

Tiefe ca 5m 4. Die Feinheitsunterschiede im Lößprofil von Fautenbach.

Zwei Besonderheiten des Lößprofils sind auf den ersten Blick festzustellen. D a s ist einmal die wesentlich feinere Beschaffenheit d e r V e r l e h m u n g s z o n e u n d z w e i t e n s die unterschiedliche Feinheit d e r beiden Lösse. M a n erkennt, d a ß der Jüngere L ö ß I I nicht mehr die Feinheit erreicht wie der Jüngere L ö ß I. W . FAULER h a t d a r a u f hingewiesen, d a ß d e r unverschwemmte Ältere u n d J ü n g e r e L ö ß nach oben stetig feiner werden. E r s t ü t z t e sich allerdings bei dieser B e h a u p t u n g nur auf die feinsten F r a k t i o n e n (I + I I + I I I ) . Vergleicht m a n jedoch die in T a b . 4 angegebenen K e n n z a h l e n sowie diejenigen v o n den hier nicht mitgeteilten K ö r n u n g s ­ analysen, so ergibt sich, d a ß diese Regel nicht immer zutrifft. A n dieser Stelle m u ß auch e r w ä h n t w e r d e n , d a ß F . ZINK (1940) durch seine Untersuchungen die A n g a b e n W . FAULER'S nicht bestätigen k o n n t e .

3. Als drittes Beispiel sei das v o n F . ZINK (1940) bearbeitete Pleistozänprofil v o n M u r g ( H o c h r h e i n ) erläutert. N a c h F . ZINK gliedert sich das Profil f o l g e n d e r m a ß e n : Über der v e r w i t t e r t e n R i ß I - M o r ä n e folgt d e r Ältere L ö ß des R i ß II m i t einer e t w a 3 m mächtigen Verlehmungsdecke ( R i ß I i - W ü r m I - I n t e r g l a z i a l ) . D e r obere e t w a 6 m mächtige T e i l w i r d vermutlich v o n zwei J ü n g e r e n Lössen gebildet, von denen d e r obere zwei M e t e r tief v e r l e h m t ist.

Aus der gesamten Schichtenfolge w u r d e n nach der M e t h o d e A t t e r b e r g untersucht. Die T a b . 5 zusammengestellt. F . ZINK unterschied die V o r b e h a n d l u n g der P r o b e n w a r jedoch K e n n z a h l e n ist daher nicht möglich.

v o n F . ZINK 28 Proben e n t n o m m e n u n d Ergebnisse der K ö r n u n g s a n a l y s e n sind in die gleichen 5 F r a k t i o n e n wie W . FAULER; nicht dieselbe. E i n exakter Vergleich d e r

Schon bei einer ersten Durchsicht der 112 A n a l y s e n w e r t e ist ein recht beträchtlicher Wechsel in der K ö r n u n g z u beobachten. T r o t z d e m e r k e n n t m a n , d a ß im h ö h e r e n T e i l der fossilen Verwitterungsdecke die Feinheit nach oben h i n z u n i m m t , w o r a u f auch F. ZINK (S. 36) hinweist. Eine Z u n a h m e d e r Feinheit der Lösse v o n u n t e n nach oben k o n n t e F . ZINK im Gegensatz zu W . FAULER jedoch nicht nachweisen.

Ein noch viel deutlicheres Bild v o n den Ä n d e r u n g e n des Feinheitsgrades e r h a l t e n w i r auch hier durch die Berechnung der 28 K e n n z a h l e n u n d ihre graphische D a r s t e l l u n g (Abb. 5). S o f o r t e r k e n n t m a n , d a ß die u n t e r e n 4 m eine wechselnde Z u s a m m e n s e t z u n g haben u n d erst im oberen Teil des Lehmes die Feinheit stetig z u n i m m t . D i e g r ö ß t e Feinheit besitzt der oberste T e i l des Lehms, w a s wahrscheinlich eine Folge intensiver V e r w i t t e r u n g ist. D e r über dem Lehm liegende J ü n g e r e L ö ß weist w i e d e r u m einen

141

Kennzahlen für den Feinheitsgrad des Lösses ziemlich raschen Körnungswechsel auf, H ö h e im Profil die Feinheit a b n i m m t .

doch beobachtet man, d a ß m i t

zunehmender

Tabelle 5 K o r n g r ö ß e n Z u s a m m e n s e t z u n g u n d K e n n z a h l e n d e s Lösses in Z i e g e l e i M u r g (Profil I an der Westwand). Nach F. ZINK (1940).

K o r n Ijrößenzusam mensetyung i n mm 0,008 0,003 > 0,067 < 0,008 0,003 0,067 V I 4- II III IV

Stratigraphische Bezeichnung n. F .

ZINK

der

Kennzahlen

5,0

31,8

52,0

11,1

57,6

5,5 5,7 8,2 7,4 7,8 9,2 7,7 10,0 7,6

28,8 28,2 31,0 29,9 36,5 35,2 36,0 35,5 35,7

51,4 51,5 47,0 47,5 45,4 45,0 47,5 46,0 46,2

14,1 14,2 13,4 15,2 10,0 10,6 8,7 8,4 10,2

56,3 56,2 58,3 57,4 60,4 60,7 60,6 61,7 60,0

Unterer Jüngerer Löß

12,6 13,9 11,4

32,6 34,4 36,0

42,7 40,9 42,5

12,0 10,8 10,2

61,4 62,8 62,2

Große Verlehmungszone

14,0 10,4 10,2 8,7 8,8 8,6 7,9 6,2 6,4 8,8

35,6 35,7 33,2 30,6 29,7 31,1 28,9 27,1 29,5 30,6

41,5 44,4 45,0 45,6 43,2 46,5 46,0 48,6 49,4 46,6

8,6 9,8 11,2 14,7 17,9 13,6 16,9 17,7 14,6 13,8

63,6 61,7 60,4 58,1 57,2 58,6 56,8 55,2 56,9 58,5

Älterer Löß

9,1 9,8 11,8 9,9 10,0

29,4 27,5 27,3 26,1 23,0

46,0 40,9 44,1 46,5 44,5

15,5 21,6 16,6 17,2 22,3

58,0 56,3 58,5 57,0 55,1

Verlehmter Löß

Oberer Jüngerer Löß

Kennzahl

\

\ r Verl

Jung.

Löh

|

Oberer

i

'-t-'

'—r

2

3

J

\ x /

1

Jüngerer

J

\

1

1

1 Jong.

Unterer LOB

LÖH

1

4

'

i

1

1—' ' 1— 5

a

1\

A\/\

\

V Große

j .

1

7

1

Verlehmungszone

1

. i-p-. . 1—,—. Li 8

\ Alterer 1—^

Lö8 1

10

9

!

•

,

Km

11

Tiefe

Abb. 5. Die Feinheitsunterschiede im Lößprofil der Ziegelei Murg.

\

142

Ernst Schönhals

4. Recht aufschlußreich sind auch die K e n n z a h l e n v o n einem Flottsandprofil aus der östlichen M a r k B r a n d e n b u r g , das Br. DAMMER (1941) n ä h e r beschrieben hat. D i e E n t ­ nahmestelle d e r P r o b e n lag auf dem Blatt L a g o w u n d z w a r a n der Straße v o n N e u lagow nach der Försterei L a n g e n p f u h l . Aus d e r e t w a 1,2 m mächtigen F l o t t s a n d d e c k e w u r d e n in A b s t ä n d e n v o n 10 cm 12 P r o b e n e n t n o m m e n . D i e Ergebnisse der K ö r n u n g s ­ analysen finden sich in T a b . 6. Aus den insgesamt 108 Z a h l e n ist jedoch n u r schwer eil. Bild v o n der Ä n d e r u n g d e r K ö r n u n g z u g e w i n n e n . Lediglich a n der Z u n a h m e d e r F r a k t i o n e n 0,01—0,02, 0,02—0,05 u n d 0,05—0,1 m m zwischen 20 u n d 70 cm k a n n m a n erkennen, d a ß in diesen H o r i z o n t e n wahrscheinlich die g r ö ß t e n Feinheiten erreicht werden, eine A n n a h m e , die auch durch die K e n n z a h l e n b e s t ä t i g t w i r d . Viel deutlicher spiegelt a b e r die K u r v e in A b b . 6 den Körnungswechsel der Flottsanddecke w i d e r .

Tabelle

6

K o r n g r ö ß e n z u s a m m e n s e t z u n g und K e n n z a h l e n des F l o t t s a n d e s an d e r S t r a ß e N e u 1a g o w - F ö r s t e r e i L a n g e n p f u h l , Bl. L a g o w .

Nach B . DAMMER 1 9 4 1 , S. 1 9 4 .

Ent­ nahme­ tiefe in cm 5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115

Korngrößenzusammensetsung in mm < 0,01

0,01 0,02

0,020,05

0,050,1

0,1 0,2

0,20,5

0,51,0

1,02,0

10,5 8,6 8,5 9,0 8,3 6,6

2,5 3,3 4,8

10,8 10,3 14,3 12,7 12,0 10,7 14,3 11,1 9,3 5,7 4,8 8,6

18,3 16,8 17,5 21,2 24,4 21,7 21,0 22,8 20,5 19,2 20,5 20,3

19,3 23,0 21,4 22,6 26,2 29,4 23,6 25,8 25,5 42,8 39,2 26,0

18,7 18,4 15,3 15,8 11,8 12,2 13,2 13,9 14,7 12,2 17,7 18,7

16,2 15,4 14,6 13,4 11,8 13,4 12,2 15,1 17,6 10,9 8,9 16,8

3,7 4,2 3,6 3,4 2,6 3,2 3,6 4,1 5,7 2,8 0,8 3,6

1,9 2,9 2,8 4,0 1,9 0,8 1,5 2,0 1,9

8,1 5,3 5,9 4,9 6,1 4,1

Kenn­ zahlen 53,4 52,6 54,8 54,4 55,9 53,7 55,7 51,9 49,8 51,5 52,8 49,6

Kennzahl 56 -,

i9 '

Abb.

<

1

1

1

5

IS

15

35

1 ii

1

1

1

1

,

1

1

55

65

75

15

95

TOS

TIS

Cm

Tiefe 6. Die Feinheitsunterschiede im Flottsand von Neulagow.

b) D i e Ä n d e r u n g d e r F e i n h e i t d e s L o s s e s in h o r i z o n t a l e r Richtung G e n a u w i e bei den a n d e r e n Sedimentgesteinen k ö n n e n auch beim Löß verschiedene Faziesbereiche unterschieden w e r d e n , wie dies v o r k u r z e m a n e i n e m näher untersuchten Gebiet d a r g e l e g t w u r d e (E. SCHÖNHALS 1953). Z u r A b g r e n z u n g der einzelnen F a z i e s -

Kennzahlen für den Feinheitsgrad des Lösses

143

bereiche sind neben der feinstratigraphischen A u f n a h m e sämtlicher Aufschlüsse z a h l ­ reiche K ö r n u n g s a n a l y s e n erforderlich. Bei d e m Vergleich des d a n n meist sehr u m f a n g ­ reichen Z a h l e n m a t e r i a l s g e l a n g t m a n jedoch hinsichtlich der Feinheit n u r sehr selten zu eindeutigen Ergebnissen. E i n e wesentlich bessere Übersicht ermöglichen auch hierbei die K e n n z a h l e n . A u ß e r d e m e r l a u b e n sie erst, d i e Beziehungen zwischen dem Feinheitsgrad u n d d e r E n t f e r n u n g v o m Auswehungsgebiet z u erkennen u n d graphisch darzustellen.

Es erübrigt sich v o n jetzt a n , n u r bestimmte F r a k t i o n e n für sich allein in A b h ä n g i g k e i t v o n d e r E n t f e r n u n g a u f z u t r a g e n (vgl. SMITH

1942).

Die B r a u c h b a r k e i t der K e n n z a h l e n bei solchen Untersuchungen sei nun a n 3 Bei­ spielen n ä h e r erläutert.

Endmoränen Tatsand Löß Holozän Abb. 7. Kennziffern des Feinheitsgrades von Lössen aus der Magdeburger Börde. Die einge­ klammerten Kennziffern beziehen sich auf Sandbänder im Löß.

Ernst Schönhals

144

1. I n einer früheren Arbeit ( E . SCHÖNHALS 1952) w u r d e bereits auf die beachtlichen Unterschiede in d e r K ö r n u n g des Lösses der M a g d e b u r g e r Börde hingewiesen. W i e a u s den in der g e n a n n t e n Arbeit veröffentlichten mechanischen A n a l y s e n hervorgeht, k o m ­ men G r o b - , N o r m a l - u n d Feinlösse vor. D i e g r ö b e r e n Lösse liegen a m O s t r a n d d e r Börde, w a s auf die E i n w e h u n g v o n gröberen Teilchen aus d e m E l b t a l zurückzuführen ist. D a s gleiche beobachtet m a n auch verschiedentlich a m Bodetal u n d im N a n d e r O h r e . N a c h W e s t e n hin w i r d d a n n der L ö ß rasch feiner. N u r a b u n d zu treten in d e m geschlossenen Lößgebiet noch einzelne Sandlagen auf, die auf lokalen E i n w e h u n g e n v o n älterem p l e i s t o z ä n e m Sand b e r u h e n . A n H a n d v o n 28 K ö r n u n g s a n a l y s e n aus d e m Gebiet zwischen Bode, Elbe u n d O h r e w u r d e s. Z t . versucht, eine erste allgemeine U b e r ­ sicht über die mechanische Zusammensetzung des Bördelösses z u gewinnen. Die A n a l y ­ sen w u r d e n in z u s a m m e n g e f a ß t e r Form 1952 veröffentlicht. V o n einer nochmaligen Wiedergabe d e r Ergebnisse w i r d daher abgesehen.

Viel besser als aus den 196 Einzelwerten der K ö r n u n g s a n a l y s e n sind die oben schon skizzierten Feinheitsunterschiede aus den 28 K e n n z a h l e n z u ersehen, die an d e n E n t ­ nahmestellen eingetragen sind ( A b b . 7). Auffallend ist, d a ß sich die feinsten Lösse u n ­ mittelbar westlich der E n d m o r ä n e n oder in nicht allzu großer E n t f e r n u n g v o n i h n e n finden. Diese Erscheinung h ä n g t vielleicht d a m i t z u s a m m e n , d a ß die gröberen, in B o ­ dennähe v e r w e h t e n Teilchen durch die im allgemeinen 80 bis 125 m hohen E n d m o r ä n e n ­ wälle w e i t g e h e n d zurückgehalten w u r d e n .

Durch eine V e r m e h r u n g der Beobachtungsstellen und der P r o b e n in den einzelnen Profilen w ä r e es w o h l auch möglich, L i n i e n g l e i c h e r F e i n h e i t zu k o n s t r u i e r e n , die d a n n ein noch besseres Bild v o n den regionalen Unterschieden der K ö r n u n g v e r ­ mittelten.

2. I n einer k u r z e n B e m e r k u n g z u einem V o r t r a g v o n H . BREDDIN über „Löß, F l u g ­ sand u n d N i e d e r t e r r a s s e im Niederrheingebiet" weist R. GRAHMANN (1927) auf die Wechselbeziehungen zwischen L ö ß u n d F l u g s a n d (Decksand) im ehemaligen F r e i s t a a t Sachsen h i n ( v g l . auch R. GRAHMANN 1932). U m nachzuweisen, d a ß zwischen d e m 15 bis 20 k m breiten u n d bis 1,5 m mächtig w e r d e n d e n Flugsandstreifen im N und d e m L ö ß im S eine Vermischung v o n F l u g s a n d und L ö ß stattfindet, teilt R . GRAHMANN v o n d e m Blatt Oschatz die in T a b . 7 angegebenen 4 Schlämmanalysen mit.

Tabelle

7

K o r n gr ö ß en z usamm en set zun g und K e n n z a h l e n aus S a c h s e n

von

Nr. K o r n g r ö ß e n z u s a m m e n s e l z u n g in mm der Probe < 0,01 0,01-0,05|o,05-0,0110,1 - 0,210,2-0,5 10,5- 1,0 j 1,0-2,01

Lössen

> 2,0

Kenn­ zahlen 60,4

37

7,0

14,4

5,0

13,6

48,7

10,6

0,5

0,2

32

17,2

29,5

7,2

17,0

21,6

4,7

0,9

71,5

40,8

8,7

7,6

13,8

4,7

1,9 1,8

0,7

78,0

48

21,9 86,0 3,4 3,1 0,6 20,5 63,6 7,5 1,0 0,3 IIb H e r k u n f t : N r . 37 nordöstlich von Klingenhain; N r . 32 nördlich von Sörnewitz; N r . 48 nordwestlich von Oschatz; N r . H b Vorwerk Weinhaus bei Borna.

Die v o n N nach S a n g e o r d n e t e n Entnahmestellen liegen je e t w a 3 k m auseinander.

Aus den A n a l y s e n ist z u ersehen, d a ß die für F l u g s a n d typische F r a k t i o n 0,2—0,5 m m nach S rasch a b n i m m t , die für L ö ß charakteristische K o r n g r u p p e 0,01—0,05 m m a b e r zunimmt. Welche q u a n t i t a t i v e n Unterschiede in der Feinheit zwischen den 4 P r o ­ ben bestehen, geht jedoch aus d e r doch recht übersichtlichen Zahlentafel nicht h e r v o r .

145

Kennzahlen für den Feinheitsgrad des Lösses

Dies e r l a u b e n erst die 4 K e n n z a h l e n . N o c h eindeutiger sind die Z u s a m m e n h ä n g e z w i ­ schen d e m Feinheitsgrad u n d der L a g e d e r E n t n a h m e s t e l l e n aus der graphischen D a r ­ stellung z u e r k e n n e n ( A b b . 8 ) . D i e F e i n h e i t n i m m t also m i t d e m L o g a r i t h m u s der E n t ­ fernung v o m Auswehungsgebiet zu, eine Beziehung, die das nächste Beispiel noch besser hervortreten läßt.

Kennzahl

2

4

a 10 20 Entfernung in km

6

N

Abb.

iO S

8. Beziehung zwischen dem Feinheitsgrad und dem Logarithmus der Entfernung vom Auswehungsgebiet (Blatt Oschatz, Sachsen).

3 . G. D . SMITH ( 1 9 4 2 ) k o n n t e a n H a n d einer Übersichtskarte der L ö ß m ä c h t i g k e i t in Illinois zeigen*), d a ß die Mächtigkeit v o m Mississippi- u n d Illinoistal nach O a b n i m m t .

W ä h r e n d beispielsweise a m Illinois R i v e r im C o u n t y M a s o n die Mächtigkeit ü b e r 7 m b e t r ä g t , w e r d e n e t w a 9 0 Meilen weiter südöstlich n u r noch 0 , 5 — 1 , 0 m erreicht. I n der gleichen R i c h t u n g n i m m t die Feinheit des Losses zu, w i e G . D . SMITH durch K o r n ­ g r ö ß e n a n a l y s e n nachweisen k o n n t e . D i e P r o b e n w u r d e n aus d e m P e o r i a n - L ö ß entlang von z w e i in N W - S O - R i c h t u n g v e r l a u f e n d e n Profillinien e n t n o m m e n (vgl. P . W O L D ­ STEDT 1 9 5 4 , S . 1 8 0 ) . Auf die e t w a 6 5 k m l a n g e Profillinie 1 entfallen 1 1 P r o b e n , deren mechanischer Aufbau aus T a b . 8 z u ersehen ist. M a n e r k e n n t , d a ß die G e w i c h t s p r o z e n t e der feinsten F r a k t i o n e n (bis 0 , 0 2 m m ) im allgemeinen nach S O ansteigen, die beiden gröberen K o r n g r u p p e n ( 0 , 0 3 — 0 , 0 4 u n d 0 , 0 4 — 0 , 0 5 ) dagegen a b n e h m e n . D i e F r a k t i o n 0 , 0 2 — 0 , 0 3 m m n i m m t zuerst z u u n d d a n n a b . D e r L ö ß w i r d also m i t Z u n a h m e der Tabelle

8

Die K ö r n u n g des Losses e n t l a n g eines N W - S O - P r o f i l s von dem Sangamon River durch die Counties Menard, Sangamon, Christian u n d S h e l b y (nach G . D. SMITH 1942).

E n t f e r n u n g vom Lfd. Auswehungsgebiet Nr. in M e i l e n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

0,6 1,5 3,8 4,5 9,3 9,3 14,7 19,6 24,2 42,0 65,0

K o r n g r ö ß e n z u s a m m e n s e t m n g in m m < 0,001

0,001 0,01

0,01 0,02

0,020,03

0,030,04

0,04 0,05

2,2 3,4 7,5 6,1 4,8 5,3 7,2 7,2 6,8 11,3 8,7

3,9 6,3 6,8 10,9 9,9 11,5 11,6 13,7 15,8 18,0 24,6

9,0 9,4 19,9 20,8 23,6 21,0 23,2 25,2 27,8 31,7 31,9

15,5 14,1 32,9 24,6 30,1 27,7 30,0 27,2 24,6 21,5 18,6

50,7 45,3 31,7 34,9 30,9 33,1 27,0 26,1 24,0 16,6 14,5

18,7 21,5 0,8 2,7 0,7 1,4 1,0 0,6 1,0 0,9 1,7

Kenn­ zahlen 39,2 40,7 53,6 53,4 54,2 54,0 56,5 57,8 59,0 63,9 64,9

') Die Karte befindet sich auch als Schwarz-Weiß-Darstellung bei P . WOLDSTEDT 1954.

10 Eiszeit und Gegenwart

Ernst Schönhals

146

Kennzahl

TOO •

8 10 Entfernung

20 40 vom Auswehungsgebiet

60

60 100 in Meilen

NW sn Abb. 9. Beziehung zwischen dem Feinheitsgrad und dem Logarithmus der Entfernung vom Auswehungsgebiet (Illinois).

Entfernung v o m Auswehungsgebiet feiner. Die Z u s a m m e n h ä n g e w e r d e n v o n G. D .

SMITH durch ein D i a g r a m m besonders gut veranschaulicht u n d z w a r k o n n t e er zeigen, d a ß zwischen der F r a k t i o n 0,01—0,02 m m u n d 0,03—0,05 m m u n d d e m L o g a r i t h m u s d e r E n t f e r n u n g lineare Beziehungen bestehen. D a G . D . SMITH jedoch n u r die Bezieh­ ungen zwischen e i n z e l n e n F r a k t i o n e n u n d der E n t f e r n u n g ermitteln k o n n t e , ist aus seinen T a b e l l e n u n d graphischen Darstellungen nicht zu e n t n e h m e n , in welchem M a ß e d i e G e s a m t f e i n h e i t d e s L o s s e s v o n N W nach S O z u n i m m t . Dies ermöglichen erst die K e n n z a h l e n d e s F e i n h e i t s g r a d e s , die in T a b e l l e 8 angegeben sind. T r a g e n w i r die K e n n z a h l e n z u s a m m e n m i t dem L o g a r i t h m u s der E n t ­ fernung in ein K o o r d i n a t e n k r e u z ein, so sehen w i r , d a ß der Feinheitsgrad linear a n ­ steigt ( A b b . 9). I n d e r N ä h e des Auswehungsgebietes n i m m t die Feinheit des Losses wesentlich schneller z u als in g r ö ß e r e r E n t f e r n u n g , w a s aus A b b . 10 noch besser h e r v o r ­ geht. I m Bereich d e r ersten 3 Meilen h a t also bereits die H a u p t s e i g e r u n g des a n g e ­ wehten Materials stattgefunden. V o n dieser E n t f e r n u n g an n i m m t die Feinheit z u ­ nächst noch etwas s t ä r k e r , d a n n aber n u r noch sehr w e n i g zu. So b e t r ä g t die Z u n a h m e des Feinheitsgrades zwischen 3 u n d 20 Meilen e t w a 5°/o, zwischen 20 u n d 40 Meilen 3 % , die nächsten 4 0 Meilen 2 % u n d v o n 80—100 Meilen n u r noch l°/o. D e r L ö ß h a t also in einer E n t f e r n u n g v o n 80 Meilen praktisch seine g r ö ß t e Feinheit erreicht. W e i t e r östlich besitzt er eine fast gleichbleibende K ö r n u n g , sofern lokal keine E i n w e h u n g e n v o n F r e m d m a t e r i a l erfolgten. D e r Z u n a h m e des Feinheitsgrades entsprechend m ü ß t e d a h e r in dem e t w a 3 Meilen breiten Randgebiet auch die größte Mächtigkeit angetrof­ fen werden, w a s auch aus den Messungen und D i a g r a m m e n v o n G. D . SMITH h e r v o r ­ geht. So n i m m t die Mächtigkeit des Losses entlang d e r Profillinie 1 u n d im benachbarKennzahl 70 -,

10

20

30

40

SO

60

70

80

90

700 Meilen

Abb. 10. Die Zunahme der Feinheit mit der Entfernung vom Auswehungsgebiet.

Kennzahlen für den Feinheitsgrad des Lösses

147

ten C o u n t y Cass v o n 0,2 bis e t w a 3 Meilen v o n 27,5 m auf e t w a 6 m ab, w ä h r e n d v o n 3 bis 50 M e i l e n die A b n a h m e n u r etwas mehr als 4 m beträgt.

Auf w e i t e r e Beziehungen zwischen dem F e i n h e i t s g r a d , der Mächtigkeit, d e m K a l k ­ gehalt u n d d e r Entfernung v o m Ursprungsgebiet k a n n an dieser Stelle nicht eingegan­ gen w e r d e n . D e r Zweck dieses Aufsatzes sollte auch nur sein, a n einigen Beispielen den W e r t der K e n n z a h l e n für die Lößforschung aufzuzeigen.

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Anschrift des Verf.: Privatdozent Dr. E. Schönhals, Bezirksgeologe beim Hessischen Landesamt für Bodenforschung, Wiesbaden, Mainzer Straße 25.

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