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Lithostratigraphische Einheiten Deutschlands



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Name der Einheit: Niederrhein-Niederterrassen-Formation
ID: 1000037
Hierarischer Rang: Formation
Erstbeschreibung: G. SCHOLLMAYER, erstmals für LithoLex definiert
Gültigkeit des Namens: vorläufig mitgeteilt
Übergeordnete Einheit: --
Chronostratigraphie: Oberpleistozän (Pleistozän, Quartär, Känozoikum)
Weichselium (Oberpleistozän, Pleistozän, Quartär, Känozoikum)
Synonyme: Niederrhein: Sohlen-Terrasse (STICKEL 1936), Niederterrasse 1-3 (IKINGER & SCHIRMER 1997), NL Rhein: Formation von Kreftenheye (ZAGWIJN 1985), NL Maas: Beegden Formation (WESTERHOFF et al. 2003).
Lithologie: Die Niederrhein-Niederterrassen-Formation besteht aus überwiegend fluviatilen Kiesen und Sanden. Für die Ältere Niederterrasse im Süden der Niederrheinischen Bucht beschreibt THOSTE (1974: 55) einen zyklischen Aufbau. Die Schichtenfolge setzt an der Basis mit sandigem Grobkies ein, dem dünne Ton- und Schluffbänder zwischengeschaltet sind. Stellenweise sind sie mit dem Grobkies verwürgt. Darüber folgen Schotter einer Sand-Kies-Wechselfolge, die lokal sandig ist entwickelt und Blöcke sowie Schluffgerölle von 1 m Durchmesser führt. Die Sandlinsen sind grünlich gefärbt und kalkhaltig. Der nächstfolgende Abschnitt besteht aus rostbraunem horizontalem Mittelkies in sandiger Matrix. Charakteristisch für diesen Abschnitt sind kryoturbate Schichtverstellungen. Im obersten Schüttungskörper treten Feinsande und Schluffe als Hochflutablagerungen auf, mit eingelagerten schräggeschichteten kiesigen Sanden.
Im Norden der Niederrheinischen Bucht ist die Schichtenfolge insgesamt feinkörniger entwickelt. Dort besteht der Terrassenkörper aus hellbraunem bis grauem Mittel- und Grobsand mit Feinkiesanteilen. Schluffige, zum Teil auch karbonatische Tonlinsen und grüngefärbte Sande werden von KLOSTERMANN (1989) und JANSEN (2001) beschrieben. In der Erläuterung zu Blatt Wesel werden schwach kiesige bis kiesige Mittel- und Grobsande angegeben. An der Basis der Terrasse befindet sich eine 0,5 - 1,0 m mächtige sandige Kieslage. In den Erläuterungen zu Blatt Hamminkeln (JANSEN 2004) werden auch Einschaltungen von Lagen aus sandigem bis sehr stark sandigem Kies, sowie vereinzelt aus Lagen von schwach mittelsandigem Feinsand angegeben.
Auf Blatt Wesel sind die vorherrschenden Schwerminerale Granat mit Anteilen von 12-40 %, Epidot mit 7-32 %, grüne Hornblende mit 10-45 % und Klinopyroxen mit 15-51 %. Das Schwermineralspektrum ähnelt dem der Jüngeren Mittelterrasse 2, die Klinopyroxengehalte sind allerdings durchweg höher.
Die Jüngere Niederterrasse besteht auf Blatt Wesel aus schwach feinsandigen, schwach kiesigen Mittel- und Grobsanden mit Lagen aus sandigem Fein- und Mittelkies. Vorherrschendes Schwermineral der Jüngeren Niederterrasse ist der Klinopyroxen mit Anteilen von 29-50 %. Kennzeichnendes Schwermineral der Jüngeren Niederterrasse ist allerdings die braune Hornblende mit Anteilen von 5-17 %.
Die Quarzzahlen der Älteren Niederterrasse schwanken im Süden der Niederrheinischen Bucht zwischen 25 und 36 %. Rechtsrheinisch verringern sich die Werte auf durchschnittlich 20 %, was auf die Beimischung von Schiefergebirgsmaterial durch die Nebenflüsse Sieg, Wupper und Ruhr zurückzuführen ist (THOSTE 1974). Das weitere Schotterspektrum besteht aus 8-10 % Quarzit und etwa 4 % Eruptiva. Der grösste Teil des Geröllspektrums wird durch Grauwacken und sandige Schiefer repräsentiert. Auch am nördlichen Niederrhein nehmen Gangquarze und Quarzite mehr als 50 % des Spektrums ein. Daneben treten Kieselschiefer mit 31 %, Melaphyr, Porphyr, Granit mit 10 % und Buntsandsteine mit 5 % auf. Bei den Schwermineralen dominieren Klinopyroxen (22-27 %), grüne Hornblende (bis 20 %), Granat (25 %) und Epidot (10 %). 10 % des Spektrums besteht aus Turmalin und Zirkon. Staurolith und die übrigen metamorphen Schwerminerale erreichen jeweils 4 %.
Die Abgrenzung der Älteren Niederterrasse im Liegenden gegenüber den älteren Terrassen oder tertiärzeitlichen Sedimenten kann mithilfe der Schwermineralzusammensetzung vorgenommen werden. Zumeist wird die Ältere Niederterrasse flächenhaft von schluffig-sandigen Hochflutablagerungen überdeckt und unterscheidet sich von der Jüngeren Niederterrasse durch das Fehlen von Bimslagen der Laacher-See-Tephra (LST).
Die Jüngere Niederterrasse ist insgesamt sandiger entwickelt als die Ältere Niederterrasse (BRUNNACKER 1978). Südlich von Köln beschreibt THOSTE (1974) einen mehrphasigen Aufbau aus Sand- und Kieslagen mit linsenförmigen Einschaltungen aus grünlichem Schluff. Horizontal- bis schräggeschichtete Grob- und Mittelkieslagen, die durch fluviatile Umlagerung unregelmäßig verteilt sind, wechseln mit zum Teil kalkhaltigen Sand-Ton- und Schluffbändern ab. Kennzeichnend für die Jüngere Niederterrasse ist ein mehr oder weniger starker Anteil an dunklem Tuffit und hellem Bims des allerödzeitlichen Laacher-See-Ausbruchs, der lagenweise eine Mächtigkeit von 0,2 m erreichen kann (SKUPIN & WOLFF 2011). Der Sandanteil der Jüngeren Niederterrasse nimmt nach Norden hin zu. KLOSTERMANN (1989) beschreibt die Jüngere Niederterrasse im Blattgebiet Xanten als einen Mittel- bis Grobsand mit deutlichem Feinkiesanteil. Gelbgraue und gelbbraune Farben dominieren. Eine kräftige rostfarbene Bänderung der obersten Sand- und Kiesschichten ist häufig zu beobachten. Das Schwermineralspektrum der vulkanischen Gruppe (Pyroxen sowie braune Hornblende) ist gegenüber dem der Älteren Niederterrasse deutlich erhöht und nimmt von unten nach oben langsam ab. In den gröberen Abschnitten der Schichtenfolge dominiert der Klinopyroxen. Westlich der Sandgrube bei Ranzel (Blatt 5108 Köln-Porz) ergab eine Schwermineralanalyse für den Kieskörper der Jüngeren Niederterrrasse von unten nach oben 36-18 % vulkanische Minerale und 45-59 % Minerale der Granat-Epidot-grüne Hornblende-Gruppe. Der Kalkgehalt ist generell höher als in der Älteren Niederterrasse, lokal sind regelrechte „Kalklagen“ (Sande mit 30 % CaCO3) zu beobachten.
Untergeordnete Einheit: Die Niederrhein-Niederterrassen-Formation lässt sich am Niederrhein in die Ältere und Jüngere Niederterrasse untergliedern. Stromrinnenkies und Strombettsand sind besondere Faziesvarianten der Älteren Niederterrasse und wurden erstmals aus den Blattgebieten Geldern, Issum und Xanten beschrieben. Der Stromrinnenkies besteht aus grauen bis braungelben Fein- bis Grobsanden mit erheblichem Kiesanteil. Häufig wird der Sedimentkörper von kleinräumigen Schrägschichtungsblättern aufgebaut. Innerhalb der Schichtenfolge ist eine Korngrößenabnahme nach oben hin zu beobachten. Der Strombettsand (channel bar deposits) wird aus gut sortierten gelbbraunen Fein-Mittelsanden aufgebaut. Stratigraphisch ist der Strombettsand, ebenso wie der Stromrinnenkies, an den Übergang vom Hoch- zum Spätglazials zu stellen.
Uferbankkiese (point bar depoits) kommen am nördlichen Niederrhein ausschließlich innerhalb des Verbreitungsgebietes der Jüngeren Niederterrasse vor und sind dort häufig an die Mäanderschlingen kleinerer Bäche gebunden. Sie bestehen aus gelbgrauen kiesigen schräggeschichteten Fein- bis Mittelsanden (KLOSTERMANN 1989).
Liegendgrenze: Die Ablagerungen der Niederrhein-Niederterrassen-Formation liegen am nördlichen Niederrhein vereinzelt auf den Weeze-Schichten des Eem, vorwiegend aber diskordant auf den Sedimenten der Jüngeren Mittelterrasse, an den West- und Ostränder der Niederterrasse auch auf Schichten des Tertiärs und am südlichen Niederrhein auch auf Ablagerungen der Älteren Mittelterrasse 4.
Hangendgrenze: Die Ältere und Jüngere Niederterrasse wird von Hochflutablagerungen, Flugsanden und Dünen aus der späten Jüngeren Dryas-Zeit bis Holozän überlagert. Im Bereich der Auen liegen Auensande, Auenlehme und Auenterrassen auf der Niederterrasse. Hierdurch wird oftmals eine eindeutige Trennung vom Terrassenkörper der Jüngeren Niederterrasse zum Hangenden ermöglicht (KLOSTERMANN 1992).
Mittlere Mächtigkeit: Die Mächtigkeit der einzelnen Subformationen schwankt zwischen 5 und 10 m (äNT) und 2-9 m (jNT) im nördlichen Niederrheingebiet (Jansen 1991, KLOSTERMANN 1992). Im Süden der Niederrheinischen Bucht erreichen die Mächtigkeiten der äNT Werte von 8-12 m und die der jNT 6-8 m (SKUPIN & WOLFF 2011). Die Mächtigkeiten sowie lithologischen Eigenschaften leiten sich aus Beobachtungen in verschiedenen Baugruben, Sand- und Kiesgruben sowie aus kartierbegleitenden Bohrungen und Auswertungen von Schichtenverzeichnissen ab. Diese Daten sind u.a. im Archiv des Geologischen Dienstes Nordrhein-Westfalen in Krefeld dokumentiert.
Maximale Mächtigkeit: Die Mächtigkeit der Niederrhein-Niederterrassen-Formation beträgt maximal 15 m.
Typusprofile, etc.: In zugänglichen Kiesgruben im Bereich der Niederrhein-Niederterrassen-Formation sind vollständige Profile durch Nassauskiesung nicht aufgeschlossen. Kiesgruben im Raum Hitdorf im Blattbereich von Blatt 4907 Leverkusen (R 2564380, H 5660020) zeigen in östlichen Randböschungen Ausschnitte aus dem Hangendbereich der Jüngeren Niederterrasse sandige Kiese und Fein- bis Mittelsande mit Bimslagen der LST. Wiederholt werden die Terrassensedimente durch projektbezogene Kernbohrungen aufgeschlossen, die im Rahmen von integrierten geologischen und wasserwirtschaftlichen Erkundungen abgeteuft werden.
Verbreitung (Bundesländer): Nordrhein-Westfalen
Rheinland-Pfalz
Verbreitung (Geogr. Einheit): Norddeutsches Tiefland, Niederrheinische Bucht
Verbreitung (Ergänzung): Die Sedimente der Niederrhein-Niederterrassen-Formation treten mit dem Eintritt des Rheins südlich von Bonn in das keilförmige Senkungsgebiet der Niederrheinischen Bucht auf. Ablagerungen der Älteren Niederterrasse kommen in weiten Teilen der östlichen Niederrheinischen Bucht vor. Bei Köln-Wahn hat die Niederterrasse eine Gesamtbreite von etwa 12 km. Die von ihr eingenommenen Flächen weiten sich nach Norden hin immer mehr aus. Bei Neuss, Krefeld und Kamp-Lintfort zweigen Rinnen in westlicher Richtung zur Maas hin ab. Westlich von Kevelaer und Goch vereinigen sie sich mit den gleichaltrigen Terrassenkörpern der Maas. Im Süden der Niederrheinischen Bucht ist die Jüngere Niederterrasse als inselartiger Rest oder in Form schmaler Randleisten überliefert. Die größte Verbreitung erreicht die Jüngere Niederterrasse zwischen Düsseldorf, Krefeld und Kamp-Lintfort.
Zeitgleiche Einheiten: Niederterrassen-Sedimente aus dem Oberpleistozän sind auch von den Nebenflüssen (Sieg, Wupper, Ruhr, Emscher, Lippe) des Rheinsystems bekannt, sowie der Mittelrhein-Niederterrassen-Formation (WEIDENFELLER 2013) aus dem Mittelrheingebiet. Allerdings unterscheidet sich der petrographische Inhalt aufgrund verschiedener Liefergebiete. Als signifikanter Leithorizont gilt die LST. Diese tritt beispielsweise im Mittelrheingebiet in den Hochflutlehmen der älteren Mittelrhein-Niederterrassen-Subformation auf. Schwermineralogisch ist die Laacher-See-Tephra in der jüngeren Mittelrhein/Niederrhein-Niederterrassen-Subformation nachzuweisen.
Alterseinstufung: auf Basis von:
- Biostratigraphie:
Aus den Sanden und Kiesen der Älteren Niederterrasse wurden bei der Kiesgewinnung in der südlichen Niederrheinischen Bucht (Gruben bei Niederkassel, Libur und Spich) wiederholt pleistozäne Säugetierreste geborgen. Hauptsächlich wurden Stoß- und Backenzähne sowie Knochen vom Mammut (Mammuthus primigenius (Blumenbach)) und untergeordnet Fellnashorn (Coelodonta antiquitatis (Blumenbach)) angetroffen.
An vielen Stellen wurden in spätglazialen Schichten, insbesondere in Hochflutablagerungen aus der Älteren Dryas-Zeit, Molluskenfaunen (Mischung von Land- und Wasserschnecken) aufgefunden, z.B. Arianta arbustorum (Linné), Vallonia costata (Müller), Lymnaea ovata (Draparnaud).
Paläobotanische Untersuchungen an humosen tonigen Schlufflagen zeigen oftmals eine deutliche Zunahme der Gräserpollen mit dem Einsetzen der Weichsel-Kaltzeit an. Deutlich ist die Zunahme der Ericales, insbesondere von Calluna. Eine Picea- und Pinus- dominierte Flora kennzeichnet den Wechsel zwischen Eem-Warmzeit und Weichsel-Kaltzeit (KLOSTERMANN 1992).
- Magnetostratigraphie:
Die Sedimente der Niederterrrassen zeigen durchweg normale Magnetisierung und werden der Brunhes-Chrone zugerechnet.
- Sequenzstratigraphie:
Die Niederterrassen-Abfolgen zeigen oft einen zyklischen Aufbau innerhalb einzelner Kompartimente. Die Sedimentakkumulation setzt an der Basis mit Grobkiesen ein und klingt mit feinklastischen Abschnitten aus (fining-upward Zyclus).
- Luminiszenz-Datierung:
Die erhobenen Quarzalter von weichselzeitlichen Flusssanden des Niederrheins (Proben von Aufschlüssen bei Rheinberg und Monheim-Hitdorf) stehen mit der zwischengelagerten Laacher-See-Tephra (Alter ca. 12 900 a) im Einklang (LAUER, T. et al. 2011).
Kommentar: Die Ablagerungen der Älteren Niederterrasse sind nach der Eem-Warmzeit und vor dem Alleröd-Interstadial enstanden. Das Amersfoort-, Brörup-, und Bölling-Interstadial untergliedern am Niederrhein den Zeitabschnitt, in dem die Ältere Niederterrasse aufgeschottert wurde.
Die Akkumulation der Jüngeren Niederterrasse erfolgte während der Jüngeren Dryas-Zeit des Weichsel-Spätglazials. Nach IKINGER & SCHIRMER (1997) ist dies die Niederterrasse 3 (= Ebinger Terrasse). Da die Jüngere Niederterrasse Haüyn führenden Bims (LST) mit viel brauner Hornblende enthält und dieser in situ angetroffen wird, kann an dieser Stelle ein Alter der Ablagerung von 12.880 Warvenjahre BP angenommen werden (LITT et al. 2003).
Versch./Sonstiges: Im Niederrheingebiet erfolgt bis heute überwiegend eine Untergliederung in die Ältere Niederterrasse (äNT, AHRENS 1930) nach der Eem-Warmzeit bis vor das Alleröd-Interstadial und Jüngere Niederterrasse (jNT) mit Aufschotterung während der Jüngeren Dryas-Zeit (ausgehendes Spätglazial).
Weitere systematische Lumineszenz- sowie 14C-Datierungen innerhalb der Sedimentabfolgen der Niederrhein-Niederterrassen-Formation könnten die Altersstellung und Abgrenzung der Subformationen zur Unter- und Obergrenze noch stärker eingrenzen. Zusätzliche pollenanalytische Untersuchungen in Schichtenfolgen mit eingeschalteten interstadialen Ablagerungen (Amersfoort-, Brörup- und Bölling-Interstadial) sind zur weiteren Klimarekonstruktion hilfreich. Diese Daten würden auch die überregionalen Korrelationen absichern.
Literatur: AHRENS, W. (1930): Die Trennung der „Niederterrasse“ am Mittel- und Niederrhein in einen diluvialen und einen alluvialen Teil auf Grund der Geröllführung. – Z. dt. geol. Ges., 82: 129-141.
BRUNNACKER, K. (1978): Neuere Ergebnisse über das Quartär am Mittel- und Niederrhein. – Fortschr. Geol. Rheinld. U. Westf., 28: 111-122.
IKINGER, A. & SCHIRMER, W. (1997): Rinnen auf der Niederterrasse im Norden von Köln. – Natur am Niederrhein, N.F., 12 (1): 35-49.
JANSEN, F. (1991): Erl. Zu Blatt 4506 Duisburg. – Geol. Kt. Nordrh.-Westf. 1:25.000; Krefeld.
JANSEN, F. (2001): Erl. Zu Blatt 4305 Wesel. – Geol. Kt. Nordrh.-Westf. 1:25.000; Krefeld.
JANSEN, F. (2004): Erl. Zu Blatt 4205 Hamminkeln. – Geol. Kt. Nordrh.-Westf. 1:25.000; Krefeld.
KLOSTERMANN, J. (1989): Erl. Zu Blatt 4304 Xanten. – Geol. Kt. Nordrh.-Westf. 1:25.000; Krefeld.
KLOSTERMANN, J. (1992): Das Quartär der Niederrheinischen Bucht. – 200 S., 137-152; Krefeld (Geol. L.-Amt Nordrh.-Westf.).
LAUER,T., FRECHEN,M., KLOSTERMANN,J., KRBETSCHEK,M., SCHOLLMAYER, G. & TSUKAMATO, S. (2011): Luminescence dating of Last Glacial and Early Holocene fluvial deposits from the Lower Rhine – methodological aspects and chronological framework. – Z. dt. Ges. Geowiss., 162/1: 47-61.
LITT, T., SCHMINCKE, H.-U. & KROMER, B. (2003): Environmental response to climate and volcanic events in central Europe during the Weichselian Lateglacial. – Quaternary Science Reviews, 22: 7-32.
SKUPIN, K. & WOLFF, M. (2011): Erl. Zu Blatt 5102 Köln-Porz. – Geol. Kt. Nordrh.-Westf. 1:25.000, 2. Aufl.: 43-47; Krefeld.
STICKEL, R. (1936): Die genetische Gliederung und geochronologische Einstufung der Niederterrassenaufschüttungen am Mittel- und Niederrhein. – Dechiana, 3: 351-368.
THOSTE, V. (1974): Die Niederterrassen des Rheins vom Neuwieder Becken bis in die Niederrheinische Bucht. – Diss. Univ. Köln: 130 S.; Köln.
WEIDENFELLER, M. (2013): Mittelrhein-Niederterrassen-Formation. In LithoLex [Online-Datenbank]. Hannover: BGR. Last updated 02.05.2013). [cited 29.04.2014]. Record No. 1000031). Available from: http://www.bgr.bund.de/litholex
WESTERHOFF, W.E., WONG, T.E. & DE MULDER, E.F.J. (2003): De ondergrond van Nederland. – Nederlands Instituut voor Toegepaste Geowetenschappen, TNO, Geologie van Nederland, 7: 247-352.
ZAGWIJN, W.H. (1985): An Outline of the Quaternary stratigraphy of the Netherlands. – Geol. en Mijnb., 64: 17-24.
Autor des Datenblattes: Schollmayer, Georg
Erstellt am: 28.04.2014
Zuständige Subkommission: Subkommission Quartär
Freigabe Subkommission: Ja
Freigabe am: 08.05.2014
Änderung Datensatz: 04.12.2014
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Litholex Recherche vom 30.03.2017, 20:38:14.

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HISS, M.1): Aachen-Formation2). In LithoLex [Online-Datenbank]. Hannover: BGR. Last updated 22.06.20063). [cited 05.07.2006]4). Record No. 20080025). Available from: http://www.bgr.bund.de/litholex

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