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Lithostratigraphische Einheiten Deutschlands



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Name der Einheit: Mittelrhein-Mittelterrassen-Formation
ID: 1000030
Hierarischer Rang: Formation
Erstbeschreibung: M. WEIDENFELLER, erstmals für LithoLex definiert
Gültigkeit des Namens: vorläufig mitgeteilt
Übergeordnete Einheit: --
Chronostratigraphie: Mittelpleistozän (Pleistozän, Quartär, Känozoikum)
Synonyme: Mittelterrassen (KAISER 1903, BURRE 1932, MEYER & STETS 1996), Talhangschotter (GURLITT 1949).
?Obere Mittelterrasse (oMT) (KAISER 1961, QUITZOW 1962, SEMMEL 1977, SCHIRMER 1990a, 2003), Hochterrasse (JUNGBLUTH 1917, BURRE 1932), Muffendorfer Terrasse (BURRE 1932), tR7-Terrasse (BIBUS 1980), ältere Mittelterrasse (QUIRING 1931, GAD et al. 2008).
?Mittlere Mittelterrasse (mMT) (QUITZOW 1962, SEMMEL 1977, SCHIRMER 1990a, 2003), Apollinaris Terrasse (KAISER 1903, JUNGBLUTH 1917), Leubsdorf-Terrasse (BRUNNACKER et al. 1975), tR8-Terrasse (BIBUS 1980).
?Untere Mittelterrasse (uMT) (QUITZOW 1962, SEMMEL 1977, SCHIRMER 1990a, 2003), Tiefste Mittelterrasse (KAISER 1903, JUNGBLUTH 1917), tR9-Terrasse (BIBUS 1980), jüngere Mittelterrasse (QUIRING 1931, GAD et al. 2008)
Lithologie: Die Mittelrhein-Mittelterrassen-Formation setzt sich aus fluviatilen, braungrauen bis rötlich-braunen sandigen Kiesen und kiesigen Sanden zusammen, in die limnische tonig-humose Ablagerungen eingeschaltet sein können. Häufig beginnt die Sedimentation mit einer Grobblocklage. Die Kiese zeigen Schrägschichtung, kleinräumig tritt Parallel- und Kreuzschichtung auf. Sie bestehen aus Quarzit, quarzitischem Sandstein, Quarz und Schiefergeröllen. Im Vergleich zu den Hauptterrassen zeichnen sich die Mittelterrassensedimente durch einen geringeren Quarzanteil aus. Sie enthalten im Gegensatz zu den Sedimenten der Hauptterrassen vulkanische Schwerminerale des Osteifelvulkanismus (RAZI RAD 1976, BOENIGK 1995). Als Leitmineral tritt häufig braune Hornblende und Olivin auf. Die Terrassensedimente der mMT sind lagenweise kalkhaltig bzw. zu Kalkbänken verfestigt. Am unteren Mittelrhein führen sie auch Tufflagen unterschiedlicher Herkunft sowie Basalt und Bimstephra (BIBUS 1980).
Untergeordnete Einheit: Die Mittelrhein-Mittelterrassen-Formation kann am Mittelrhein in 3 Subformationen gegliedert werden: Obere, Mittlere und Untere Mittelrhein-Mittelterrassen-Subformation. Die in der Literatur beschriebenen Untergliederungen basieren in erster Linie auf der unterschiedlichen Höhenlage der Terrassenbasis. Eine Untergliederung aufgrund petrographischer Differenzierung ist nur am unteren Mittelrhein möglich.
Liegendgrenze: Die Sedimente der Mittelrhein-Mittelterrassen-Formation lagern diskordant auf paläozoischen Gesteinen des Rheinischen Schiefergebirges. Untergeordnet bilden tertiäre Tone, Sande und Kiese das Liegende der Mittelterrassen. Die Mittelrhein-Mittelterrassen liegen als Terrassenstaffel vor und sind deshalb nicht konkordant übereinander abgelagert.
Hangendgrenze: Im Hangenden der Formation treten Löss, Fließerde und Abschwemmmassen auf.
Mittlere Mächtigkeit: Die Mächtigkeiten der Schotterkörper der einzelnen Subformationen schwanken zwischen 1 und 30 m. Als mittlerer Wert werden 3 bis 20 m angegeben (BIBUS 1980). Die Mächtigkeiten leiten sich aus den Beobachtungen in Kiesgruben und Bohrungen ab, die im Archiv des Landesamtes für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz dokumentiert sind. Die Mächtigkeiten variieren aufgrund unterschiedlichen tektonischen Verhaltens einzelner Teilgebiete sowie postsedimentärer Erosion.
Maximale Mächtigkeit: Zwischen Bad Hönningen und Leubsdorf erreicht der Schotterkörper der Mittleren Mittelterrasse eine Maximalmächtigkeit von 30 m (BIBUS 1980, HENTZSCH 1990). Die Schotterkörper der uMT und oMT zeigen Maximalmächtigkeiten von 10 m. Addiert man die Maximalmächtigkeiten der Schotterkörper der einzelnen Mittelterrassen, ergibt sich nominal eine maximale Gesamtmächtigkeit von 60 m. Dabei muss beachtet werden, dass am Mittelrhein durch die Hebung im Mittel- und Oberpleistozän die Schotterakkumulationen der Terrassen als Staffel vorliegen und somit nicht übereinander gestapelt sind.
Typusprofile, etc.: Profile der Mittelrhein-Mittelterrassen-Formation sind in Kiesgruben meist nur temporär und unvollständig aufgeschlossen. Die meisten der von BIBUS (1980) beschriebenen Aufschlüsse sind heute überbaut oder verfüllt. HEIDE (1967) und FRECHEN & HEIDE (1968) beschreiben einen temporären Aufschluss der oMT bei Feldkirchen im Neuwieder Becken mit Sedimentmächtigkeit von nur 0,5 bis 1 m.
Die mMT ist seit Jahrzehnten in der Kiesgrube Karl Schneider in Ariendorf (vgl. Abb.) sehr gut aufgeschlossen (R 3379665/H 5600305; TK Blatt 5409 Linz a.Rh.; BRUNNACKER et al. 1975, BIBUS 1980, TURNER 1997a).
Die Sedimente der uMT waren bis vor wenigen Jahren in Kiesgruben südwestlich von Heimbach-Weis zugänglich (R 3394180/H 5591435; TK Blatt 5511 Bendorf; SCHIRMER 1990a). Aktuell ist die uMT am Schwalbenberg südlich von Remagen aufgeschlossen (R 3375610/H 5604320; TK 5409 Linz a.Rh.; BIBUS 1980, SCHIRMER 1990b), wo sie die Basis einer vielgliedrigen weichselzeitlichen Löss-Paläoboden-Sequenz bildet.
Verbreitung (Bundesländer): Hessen
Nordrhein-Westfalen
Rheinland-Pfalz
Verbreitung (Geogr. Einheit): Mittelgebirge, Rheinisches Schiefergebirge
Verbreitung (Ergänzung): Die Mittelrhein-Mittelterrassen-Formation ist im Rheintal zwischen Bingen am Nordwestrand des Mainzer Beckens und Bonn am Südrand der Niederrheinischen Bucht sowie im Neuwieder Becken, das den oberen vom unteren Mittelrhein trennt, verbreitet. Häufig sind im Engtal des Rheins nur morphologisch in Erscheinung tretende Verebnungen ohne oder nur mit einem gering mächtigen z.T. umgelagerten Schotterkörper ausgebildet. Größere zusammen hängende Verbreitungsflächen sind selten und nur im Mündungsbereich größerer Seitentäler oder an Gleithängen großer Mäanderbögen anzutreffen. Die Vorkommen sind auf verschiedenen Blättern der GK 25 auskartiert (z.B. 5409 Linz a.Rh., 5511 Bendorf, 5611 Koblenz).
Zeitgleiche Einheiten: Zeitgleiche Bildungen stellen die Mittelterrassen-Komplexe der Nebenflüsse des Rheins dar: Mosel, Lahn, Sieg und Nahe. Eine zeitgleiche Bildung ist auch die Untermain-Mittelterrassen-Formation (HOSELMANN 2008). Allerdings unterscheidet sich der petrographische Inhalt aufgrund verschiedener Liefergebiete. Die Korrelationen beruhen im Wesentlichen auf der Höhenlage der Schotterkörper über dem heutigen Flussniveau, auf vergleichbaren Spektren vulkanischer Schwerminerale sowie auf dem Grad ihrer Verwitterung (Quarzzahl). Die Mittelrhein-Mittelterrassen finden ihre Fortsetzung in den Mittelterrassen der Niederrheinischen Bucht. Im nördlichen Oberrheingraben wurden vom Rhein zeitgleich Sedimente der Mannheim- (ELLWANGER et al. 2010) und der Ludwigshafen-Formation (WEIDENFELLER et al. 2010) abgelagert.
Alterseinstufung: Auf Basis von:
- Lumineszenzdatierungen: Das Mindestalter der jeweiligen Terrasse wurde durch Datierungen in überlagernden Löss-Paläoboden-Abfolgen ermittelt. Detaillierte Untersuchungen liegen vom Schwalbenberg (ZÖLLER et al. 1987, 1991; FRECHEN & SCHIRMER 2011) und von Ariendorf vor (FRECHEN 1990, ZÖLLER et al. 1987, 1991, BOENIGK & FRECHEN 1997). Die IRSL- und TL-Alter im Profil Schwalbenberg belegen für die Deckschichten eine weichselzeitliche Entstehung. Diese Ergebnisse stehen nicht im Widerspruch zur Einstufung der liegenden Terrasse als untere
Mittelterrasse (FRECHEN & SCHIRMER 2011). Die Datierungen der ältesten Lösse in Ariendorf stammen aus den 80er Jahren (ZÖLLER et al. 1987). Sie ergaben ein Alter von 300 ka bis 235 ka (Lössdecke I). Neuere Lumineszenzdatierungen mit modernen Verfahren liegen aus diesem Abschnitt des Deckschichtenprofils nicht vor.
- Tephrochronologie: 40Ar/39Ar-Bestimmungen datieren die Feldspäte der Tephren an der Basis der Deckschichten im Profil Ariendorf auf 490 ka bis 410 ka (BOGAARD v.d. & SCHMINCKE 1990). Für die Tephra im höheren Teil des Deckschichtenprofils wird ein Alter von 215 ka angegeben.
- Paläopedologie: Über die Paläoböden der Deckschichten ist indirekt das Alter der einzelnen Terrassen zu bestimmen. Der jüngste Abschnitt der Mittelrhein-Mittelterrassen-Formation wird wiederholt von Deckschichten mit einem fossilen Bt überlagert oder der Bt-Horizont ist im Schotter der Terrasse entwickelt. Eine Korrelation der uMT mit der vorletzten Kaltzeit kann als gesichert angesehen werden.
- Biostratigraphie: In Ariendorf wurden Kleinsäuger aus zwei Abschnitten in den überlagernden Deckschichten der Mittelterrasse untersucht (Ariendorf 1 und Ariendorf 2) (VAN KOLFSCHOTEN 1990, STEENSMA & VAN KOLFSCHOTEN 1997). Durch Vergleich der Faunen in Profilen aus den Niederlanden und der Osteifel wurde die Fauna aus Ariendorf 1 einem frühen Saale, die aus Ariendorf 2 der Spätsaale-Kaltzeit zugeordnet. Eine entsprechende Zuordnung gelang auch bei den Großsäugern (TURNER 1997b).
- Sedimentpetrographie: Die Sedimente der Mittelterrassen am unteren Mittelrhein enthalten im Gegensatz zu den Sedimenten der Hauptterrassen vulkanische Schwerminerale des Osteifelvulkanismus (RAZI RAD 1976, BOENIGK 1978, 1995, HEIDE 1967, FRECHEN & HEIDE 1968).
- Magnetostratigraphie: Die Mittelterrassensedimente zeigen normale Magnetisierung und werden der Brunhes-Chron zugerechnet (FROMM 1987). Zum gleichen Ergebnis kommt SCHNEPP (1985), die die Lössdeckschichten über der Mittelterrasse bei Ariendorf paläomagnetisch untersucht hat.
- Klimatostratigraphie: Wiederholt werden in den Sedimenten der Mittelrhein-Mittelterrassen-Formation Driftblöcke beobachtet, die auf kaltklimatische Umweltbedingungen zur Zeit ihrer Ablagerung hinweisen.
- Sequenzstratigraphie: In den Sedimentabfolgen der Terrassenablagerungen am Mittelrhein sind Abnahme-Anstiegs-Zyklen der A/S-Rate durch kontinuierliche Übergänge von Kiesen und Sanden an der Basis zu überwiegend sandig-schluffigen Sedimenten in höheren Profilabschnitten dokumentiert. Die A/S-Rate eines fluviatilen Ablagerungssystems wird durch ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Prozesse gesteuert. Einflussfaktoren auf die Akkommodationsrate sind im Rheinischen Schiefergebirge tektonische Hebungs- oder Senkungsbewegungen. Auf die Sedimentzufuhrrate wirken sich neben den Hebungsraten auch die Klimaänderungen aus. Seit dem Mittelpleistozän führte regionale Hebung zu einer Abnahme der A/S-Rate, zum erosiven Einschneiden des Gewässernetzes und durch den Wechsel von Kalt- und Warmzeiten zur Herausbildung einer Terrassenstaffel.
Kommentar: Die chronostratigraphische Einstufung erfolgt im Wesentlichen auf Basis von Lumineszenzdatierungen der Deckschichten und indirekt über schwermineralogischen Untersuchungen der Terrassensedimente. Die Mittelterrasse bei Ariendorf wird auf der Basis der Lumineszenz-Datierungen von BOENIGK & FRECHEN (1997) in das 5. letzte Glazial gestellt. Dies widerspricht der Terrassenstratigraphie am Rhein. Danach wäre die Einstufung in das 4. letzte Glazial zu fordern (BOENIGK 1995). BOENIGK & FRECHEN (1997) halten es für möglich, dass im jüngeren Mittelpleistozän ein Glazial-/Interglazial nicht durch eine eigenständige Terrasse repräsentiert ist.
Die Lumineszenz-Alter konnten aus methodischen Gründen nicht zuverlässig bestimmt werden. Sie stehen unter Vorbehalt. Entsprechend sind die Angaben unter „13. Altersbestimmungen: Lumineszenzdatierungen“ als vorläufig und nicht gesichert zu werten.
Versch./Sonstiges: Die Altersbestimmungen der überlagernden Lösse durch physikalische Datierungen sind bisher nur an wenigen Profilen erfolgt. An jüngeren Altersabschnitten der Mittelrhein-Mittelterrassen-Formation sind Datierungen des fluviatilen Akkumulationsalters wünschenswert.
Eine Korrelation der Terrassensedimente unter Berücksichtigung der Basis der absoluten Höhe der Terrassenbasis über NN bereitet Probleme, da zeitgleich gebildete Terrassen in Folge tektonischer Bewegungen in unterschiedliche Höhenniveaus gelangt sein können. Unterschiedliche Liefergebiete können eine unterschiedliche petrographische Zusammensetzung zeitgleich gebildeter Schotterkörper bedingen.
Literatur: BIBUS, E. (1980): Zur Relief-, Boden- und Sedimententwicklung am unteren Mittelrhein.- Frankfurter Geowissenschaftliche Arbeiten, Serie D, 1: 296 S.; Frankfurt/Main.
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Autor des Datenblattes: Weidenfeller, Michael
Erstellt am: 27.03.2013
Zuständige Subkommission: Subkommission Quartär
Freigabe Subkommission: Ja
Freigabe am: 18.04.2013
Änderung Datensatz: 07.05.2013
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Litholex Recherche vom 22.07.2017, 14:53:46.

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Beispiel zum Zitieren eines Datensatzes:

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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