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Lithostratigraphische Einheiten Deutschlands



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Name der Einheit: Stauf-Formation
ID: 6002005
Hierarischer Rang: Formation
Erstbeschreibung: DITTRICH, 2003
Gültigkeit des Namens: gültig
Übergeordnete Einheit: Zechstein
Chronostratigraphie: Oberperm (Lopingium) (Perm, Paläozoikum)
Synonyme: Unterer Buntsandstein (su) (DREYER et al. 1983)
Staufer Schichten (SPUHLER 1957, KONRAD 1985, DACHROTH 1988)
Staufer-Schichten (sST) (KONRAD 1983, ZITZMANN 1986)
Stauf-Schichten (sSt) (ATZBACH 1986)
Winterbach-Schichten (EL OUENJLI & STAPF 1995)
Stauf-Schichten (zSt) (DITTRICH 1996, 2003, et al. 2003, HORNUNG 1999, 2001, LGB 2005)
Lithologie: Die Stauf-Formation (zSt) repräsentiert die grobklastische, maßgeblich fluviatile Randfazies des gesamten (ggf. lückenhaften) Zechstein-Profils der nördlichen Pfalz. Sie besteht aus intensiv rot bis rotbraun gefärbten, schluffreichen Sandsteinen und Konglomeraten. Typisch sind primär recht hohe Gehalte an Geröllen und Lithoklasten in Sandkorngröße, die aus nahegelegenen nördlichen und nordwestlichen Hinterländern abzuleiten sind. Lithostratigraphisch lässt sich die Formation weiter untergliedern. Lokal erscheinen im Grenzkontakt r/z einige Dezimeter bis Meter mächtigen Sandsteine, die mit aufgearbeiteten Rotliegend-Material (Tonsteine) durchsetzt sind. Auf Schwellenzonen treten basal Caliche-artige Karbonatkrusten auf. Es folgen mehr oder weniger stark verfestigte, schlecht sortierte schluffige Fein- bis Grobsandsteine mit wechselnder, oft auch schwacher Geröllführung. Über diesem mehrere Zehner Meter mächtigen Basisbereich mit Sandsteinen und Konglomeraten („Grundkonglomerat“ nach REIS 1910) folgen relativ homogene, massig erscheinende „Formsande“, bis 45 m mächtig. Es sind intensiv rot bzw. hellrostbraun gefärbte, nahezu geröllfreie bzw. geröllarme Fein- bis Mittelsandsteine (lagenweise grobsandig) mit einem Schluffanteil und geringer Verbandfestigkeit. Sie sind teilweise gebleicht und mit vereinzelten "Mangansandbutzen" (braunschwarze, mit Eisen-Mangan-Mulm erfüllte Hohlräume) durchsetzt. Neben Einzelgeröllen im Millimeterbereich sind einige wenige fein- bis grobkiesige Gerölllagen enthalten. Lokal erscheint innerhalb dieser Formsand-Abfolge ein ca. 1 m mächtiger tonig-schluffiger Abschnitt, der lateral durch Tongerölle und violett getönte Sandsteinpartien vertreten wird. Grundkonglomerat und Formsande bilden gemeinsam die Ramsen-Subformation.
Das schwach winkeldiskordant auflagernde, erosive „Konglomerat von Schwedelbach" (DACHROTH 1988: "Konglomerat von Dudweiler") ist die Basis der Schwedelbach-Subformation. Meist beginnt es zweigeteilt; nach einer ersten ca. 1,5 m mächtigen Geröllschüttung treten abermals 4-6 m weitgehend geröllfreie Sandsteine auf. Erst darüber setzt eine über mehrere Zehner Meter (ca. 50 m) nahezu geschlossene Konglomerat-Abfolge ein. Dichtgepackte Konglomerate mit komponentengestütztem Gefüge wechseln mit geringmächtigen sandigen Einschaltungen. Die am Top einzelner Kornverfeinerungszyklen zwischengeschalteten schluffigen Sandsteine und die einige Meter mächtigen Formsande der obersten Stauf-Formation (Obere Formsande) entsprechen lithofaziell den Formsanden im mittleren Teil (Untere Formsande). Oft sind sie durchsetzt mit Dolomitzementen bzw. mit eisenschüssigen Ablaugungskavernen („Tigersandstein-Fazies“). In gut erhaltenem Bohrkernmaterial südöstlicher, also beckennaher Bereiche erscheinen auffällig helle, konkretionäre oder wolkig-schlierige dolomitische Zementationszonen. In Tagesaufschlüssen sind diese Sandsteinpartien sehr bunt. Anstelle monotoner Rot- bzw. Braunrot-Töne zeigt sich dort ein weites Farbspektrum von Weiß, Gelb, Violett, Rot, Braun, Grau und Schwarz.
Die meist nur wenige Zentimeter (bis 20 cm) großen Gerölle der Stauf-Formation bestehen überwiegend aus Quarziten, begleitet von Milchquarzen. Daneben sind wenige Sandstein-, Vulkanit- und Achat-Gerölle enthalten. Das Spektrum weist auf nordwestlich gelegene lokale Liefergebiete im Nordpfälzer Bergland, Schüttungsmessungen bestätigen dies. Sowohl die von Oberkarbon und Rotliegend aufgebauten damaligen Felskuppen und -klippen selbst als auch die umgebenden Schuttsedimente waren die Materialquelle. Deutlich sind mehrere Geröllprovinzen zu unterscheiden. Von Osten nach Westen hin nehmen zunächst die Rhyolithe, dann Rotliegend-Sandsteine und schließlich stark zersetzte "Melaphyre" und Quarzite mengenmäßig zu.
Untergeordnete Einheit: Schwedelbach-Subformation
Ramsen-Subformation
Liegendgrenze: Die vorwiegend grobklastischen Sedimente der Stauf-Formation liegen winkeldiskordant auf Rotliegend-Sedimenten, nach Norden und Westen hin überlagern sie immer ältere Formationen des Rotliegend.
Hangendgrenze: Die „Formsande“ der obersten Stauf-Formation (siehe Lithologie) werden überlagert von tonig-sandigen Stillwassersedimenten oder geröllführenden Sandsteinen der Trifels-Schichten (basaler Unterer Buntsandstein). Oberhalb der meist erosiv entwickelten Grenzfläche setzen deutliche aquatische Gefügemerkmale (Schrägschichtung, Horizontalschichtung, Gradierung, Rippelmarken, Bioturbation usw.) ein.
Mittlere Mächtigkeit: Die Mächtigkeiten der Stauf-Formation schwanken stark und liegen zwischen 70 und etwa 270 m (LGB 2005). Bei Otterberg-Sembach und südlich Stauf-Ramsen sind es 70-95 m, gleiches gilt für die Region der Kaiserslauterner Hochscholle. Die Schwankungen sind synsedimentär mobilen Teilschollen und (mindestens) einer (Winkel-)Diskordanz innerhalb der Stauf-Formation zuzuschreiben (DITTRICH 1996, LGB 2005).
Maximale Mächtigkeit: Das Maximum von ca. 270 m wurde südlich Weilerbach (Blatt 6511 Landstuhl) erbohrt. Bei Schwedelbach, wo die oberen Schichtpartien abgetragen sind, treten allein mehr als 100 m "Grundkonglomerat" auf. Im Raum St. Wendel (Saarland) zeigt die Stauf-Formation eine Mindest-Mächtigkeit von ca. 200 m (El OUENJLI & STAPF 1995).
Typusprofile, etc.: Namengebend für die „Stauf-Schichten“ ist der nur wenige Dezimeter erschließende Hanganschnitt am Schlossberg Stauf westlich Eisenberg (THÜRACH 1894, v. GÜMBEL 1897, URBAN 1980, DACHROTH 1988) TK25 6414 Grünstadt-West, R: 34 29 600, H: 54 90 800.
Da dieses klassische Profil nur die unmittelbare Basis des Grundkonglomerates umfasst, wird hier ein komplettes Bohrkernprofil als Typusprofil für die Stauf-Formation ausgewiesen:
Kernbohrung Baalborn 1
TK25 6512 Kaiserslautern, R: 34 15 300, H: 54 84 550 (HECKMANN 1998) [Archiv u. Kernlager LGB RP]
Referenz-Profile: Kernbohrung OW 1/Ramstein (Air Base), TK25 6511 Landstuhl, R: 33 98 370, H: 54 80 190 [Archiv LGB RP]
höhere Profilabschnitte: Sandgrube am Sportplatz Schwedelbach, TK25 6511 Landstuhl, R: 33 97 480, H: 54 84 500
Verbreitung (Bundesländer): Rheinland-Pfalz
Verbreitung (Geogr. Einheit): Mittelgebirge, Saar-Nahe-Bergland, Pfälzerwald
Verbreitung (Ergänzung): Im Kartenbild säumen die Ausbisse der Stauf-Formation die nördlichen Außenzonen der WSW-ENE-verlaufenden Pfälzer Mulde. Weiter westlich, im saarländischen St. Wendeler Graben existiert ein tektonisch isoliertes Restvorkommen der Stauf-Formation. Die heutige Verbreitungsgrenze am Nordrand der Pfälzer Mulde ist lediglich eine Erosionsgrenze, das nach Westen hin dokumentierte diskordante Übergreifen auf immer ältere Rotliegend-Einheiten bestand ursprünglich auch in Richtung Norden.
Ferner bilden die Abfolgen der (oberen) Stauf-Formation die unteren Hangbereiche des obersten Speyerbachtals und anderer kleinerer Täler östlich von Kaiserslautern (TK25 6513 Hochspeyer u. 6514 Bad Dürkheim-West). Nach Süden und Südosten hin gehen die proximalen grobklastischen Abfolgen der Stauf-Formation in die distalen sandigen und sandig-pelitisch-karbonatischen Gesteinsserien der südpfälzischen Randbeckenfazies über. Aufgeschlossen ist dieser Verzahnungsbereich in der Region Frankeneck (TK25 6614 Neustadt).
Zeitgleiche Einheiten: --
Alterseinstufung: Lithofaziesbefunde, winkeldiskordante Auflagerung auf Rotliegend, Log-Korrelationen
Kommentar: Innerhalb der Stauf-Formation können im Genauigkeitsbereich einiger Meter horizontbeständige Niveaus mit massenhaft vorkommenden frühdiagenetisch entstandenen (poikilotopischen) Dolomitnestern und Dolomitkrusten bzw. eisenschüssigen Hohlräumen ausgehalten werden (Zementationszonen). Von den sechs in der südpfälzischen Zechstein-Schichtenfolge bekannten Niveaus lassen sich wohl fünf (I bis III, V und VI) bis in die Randfazies (Stauf-Formation) hinein korrelieren. Zone I überdeckt einen mehrere (Zehner) Meter mächtigen Profilabschnitt innerhalb des (Unteren) Grundkonglomerats. Zone II liegt am scharfen Fazieswechsel vom „Grundkonglomerat“ zu den „Formsanden“ der Ramsen-Subformation (Heckmann 1998). Sie kann auch kieselige Silcrete-Bildungen aufweisen. Zone III liegt im Bereich des Kornverfeinerungsmaximums innerhalb der Stauf-Formation. Zone IV fehlt proximal unterhalb der Winkeldiskordanz an der Basis der Schwedelbach-Subformation. Die Zementationszone V hingegen ist relativ mächtig. Aufgrund der starken grobklastischen Sedimentvorschüttung ist sie nur im feineren Abschnitt des 1. Kornverfeinerungszyklus der Schwedelbach-Subformation und – vor allem – im Bereich des allmählichen Fazieswechsels vom „Konglomerat von Schwedelbach“ zu den „Formsanden“ prägnant ausgebildet. In den Kernbohrungen OW1/Ramstein und Baalborn erschienen dort über viele Meter hinweg Anreicherungen dolomitischer Zemente (bzw. Drusen und Kavernen) und Bioturbation (u.a. vertikale Grabgänge). Im relativ beckennah gelegenen Bohrprofil Hochspeyer ist dieses Niveau nicht nur durch Dolomitzemente, sondern auch durch Tongehalte, Wurzelreste, eventuelle Algenmattenrelikte, Anklänge von Flaserschichtung und sehr viele vertikale und horizontale Grabgänge gekennzeichnet. Zone VI schließlich liegt in den „Formsanden“ der obersten Stauf-Formation. In proximalen Positionen fehlt sie unterhalb der Buntsandstein-Auflagerung. In der Bohrung OW1/Ramstein ist nur noch der unterste Teil unerodiert erhalten geblieben. In der Bohrung Hochspeyer ist diese Zementationszone sehr markant ausgebildet.
Versch./Sonstiges: Körperfossilien sind aus der Stauf-Formation bisher nicht bekannt geworden, nur Spurenfossilien (REIS 1921, SPUHLER 1957). Es handelt sich um die auch aus der Südpfalz bekannte, sehr milieutolerante Form Thalassinoides paradoxicus (WOODWARD) (HORNUNG 2001).
Charakteristisch ist ferner eine vorwiegend hämatitische Brauneisen-Vererzung. Schon zu keltischer Zeit und dann im 18. und frühen 19. Jahrhundert sind diese Eisenschwarten am Nordostrand des Pfälzerwaldes abgebaut und verhüttet worden. Genetisch besteht wohl ein Zusammenhang mit dem hohen Gehalt an basischen Vulkanitklasten in der Stauf-Formation, bei deren Verwitterung kam es zur Mobilisierung erheblicher Eisenmengen.
Literatur: SPUHLER, L. (1957): Einführung in die Geologie der Pfalz. – Veröff. Pfälz. Ges. Förd. Wiss., 34, 432 S., 67 Abb., 4 Ktn., Stuttgart.
DACHROTH, W. (1988): Genese des linksrheinischen Buntsandsteins und Beziehungen zwischen Ablagerungsbedingungen und Stratigraphie. – Jber. Mitt. Oberrhein. Geol. Ver., N.F., 70, S. 267-333, 17 Abb., 10 Taf., Stuttgart.
El OUENJLI, A. & STAPF, K. R. (1995): Erstmaliger Nachweis einer küstenbeeinflußten, sandigen Zechstein-Sebkha im St. Wendeler Graben (Saar-Nahe-Becken, SW-Deutschland). – Mitt. Pollichia, 82, S. 7-36, 17 Abb., 8 Tab., Bad Dürkheim.
DITTRICH, D. (1996): Unterer Buntsandstein und die Randfazies des Zechsteins in der nördlichen Pfälzer Mulde (Exkursionen C1 am 11. und C2 am 12. April 1996). – Jber. Mitt. oberrhein. geol. Ver., N.F. 78, S. 71-94, 4 Abb., 2 Tab., Stuttgart
HECKMANN, T. (1998): Diagenese karbonatischer Krusten der Perm/Trias-Grenzschichten in den Kernbohrungen Baalborn BK1 und BK2 (Nordrand der Pfälzer Mulde, Südwestdeutschland). – Diplomarbeit Univ. Mainz, 83 S. + 81 S. Anhang, 25 Abb., 21 Taf., Mainz. – [unveröff.].
LGB (Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz) (Hrsg.)(2005): Geologie von Rheinland-Pfalz, 400 S., Mainz.
Autor des Datenblattes: Dittrich, D.
Erstellt am: 04.10.2005
Zuständige Subkommission: Subkommission Perm-Trias
Freigabe Subkommission: Ja
Freigabe am: 03.07.2008
Änderung Datensatz: 01.08.2012
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Litholex Recherche vom 21.10.2017, 19:49:36.

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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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