Stratigraphie und Geologie

Stratigraphie und Geologie

»   Gliederung der Trias im Germanischen Becken
(nach STD, 2002, verändert)

Buntsandstein

Die frühe Trias ist durch extreme geografische und klimatische Faktoren geprägt: Die Superkontinentsituation Pangäas mit extremer Trockenheit im Landesinneren, eine veränderte Zusammensetzung der Erdatmosphäre als Folge des endpermischen Vulkanismus, der auch zum größten Massensterben der Erdgeschichte geführt hat, sowie die paläogeografische Lage des Germanischen Beckens im trockenen nördlichen tropischen Passatgürtel (GEYER & GWINNER, 2011: 119 ff.).
Die bereits im Perm dominante klastisch-evaporitische Sedimentation setzt sich im ariden triassischen Germanischen Becken nicht nur fort, sondern intensiviert sich sichtlich. In einer wüstenhaften Umgebung kamen kontinentale Rotsedimente vor allem durch episodische Flutereignisse zur Ablagerung. In den tiefsten Beckenbereichen bildeten sich Evaporite. Erst zum Ende der Buntsandsteinzeit hin griff das Meer, infolge fortgesetzter Subsidenz, über die Schlesische Pforte im Osten sukzessive auf das Becken über und erreichte schließlich auch Südwestdeutschland.

Entgegen der Bezeichnung handelt es sich beim Buntsandstein im süddeutschen Raum ganz überwiegend um monoton rot und violett gefärbte Sandsteine mit hohem Feldspatanteil, was ebenfalls auf eine festländische Entstehung in aridem Klima hindeutet. Sehr untergeordnet treten auch Konglomerate und Tonsteine auf. Charakteristisch für den süddeutschen Buntsandstein ist eine generell nordöstlich weisende Schrägschichtung der Sedimente, die auf den Materialtransport aus Richtung des Vindelizisch-Böhmischen Massivs und dem zu dieser Zeit noch als Abtragungsgebiet wirksamen Kristallin des Schwarzwalds und der Vogesen zurückgeht (GEYER & GWINNER, 2011: 120).

Fossilien sind ausgesprochen selten, nicht nur aufgrund der schlechten Erhaltungsbedingungen. Es finden sich hauptsächlich gegenüber klimatischen und Salinitätschwankungen tolerante Conchostraken sowie, im Zusammenhang mit örtlichen, länger existierenden Tümpeln und Seen, Überreste von Fischen, Labyrinthodontiern und Rauisuchiern, von Letzteren auch Fährten (Chirotherium). Der gravierende Artenschwund in der Flora nach dem endpermischen Massensterben drückt sich in den spärlichen Funden von nur zwei Gewächsen - der Konifere Voltzia und dem Bärlappgewächs Pleuromeia - aus, erst im Oberen Buntsandstein treten auch Farne (Anomopteris) hinzu.

»   Paläogeographie des Germanischen Beckens zur Zeit des Buntsandsteins, Übersicht
(nach GEYER & GWINNER, 1991, verändert)

• Klima, Paläogeographie, Faziesentwicklung und Stratigrafie: Der Buntsandstein
• Schichtfolge: Der Buntsandstein: Schichtfolge

Muschelkalk

Mit der Ausbildung von Meerespforten zu Tethys hin, zunächst im Osten des Beckens, im heutigen Polen, und dann im Westen, im Bereich der heutigen Westalpen, hielten marine Verhältnisse im Germanischen Becken Einzug. Aufgrund der geringen Tiefe der Pforten war der Wasseraustausch mit der Tethys aber nur bedingt möglich und stark von Meeresspiegelschwankungen abhängig (BEUTLER & SZULC, 1999).

Der Muschelkalk ist hauptsächlich von Kalken, Dolomiten und Evaporiten geprägt, in die klastische Sedimente (Tonsteine, Mergel) eingeschaltet sind. Speziell der Mittlere Muschelkalk setzt sich fast ausschließlich aus Evaporiten (Gips bzw. Anhydrit, Steinsalz, Dolomit) zusammen. Häufig kam es klimabedingt zu Übersalzung und Sauerstoffmangel in bodennahen Wasserschichten und damit verbunden zur Bildung fossilarmer mikritischer Kalk- und Mergelschlämme. Wurde die Wasserschichtung durch Sturmereignisse aufgehoben und auch dem bodennahen Bereich Sauerstoff zugeführt, breitete sich die Molluskenfauna rasch aus. Die resultierenden bioklatischen Bänke bildeten dann die Basis für eine reichere benthische Fauna, die auch den Wirbeltieren eine Nahrungsgrundlage bot.

Hohe Wassertemperaturen und erhöhter Salzgehalt ermöglichten nur wenigen Arten das Überleben, diese zeigten sich dann allerdings als gut angepasst und erreichten hohe Individuenzahlen. Häufig finden sich Kleinformen, die auf das Absterben ganzer Populationen vor dem Erreichen des endgültigen Größe ihrer Individuen hinweisen.

Fossilien treten im Muschelkalk vergleichsweise häufig auf. Im Unteren Muschelkalk finden sich vor allem in den bioklatischen Bänken Echinodermen- und Wirbeltierreste (Nothosaurus) sowie Muscheln und Brachiopoden (Spiriferina), ebenso tritt der Ammonoidee Beneckeia buchi auf. Während der evaporitische Mittlere Muschelkalk abgesehen von Mikrofossilien so gut wie fossilleer ist, enthält der Obere Muschelkalk eine vergleichsweise reiche Fauna mit lokal gut erhaltenen Echinodermen (Encrinus liliiformis), Ceratiten (die hier brauchbare Leitfossilien abgeben), Brachiopoden (Coenothyris, Punctospirella) und Muscheln (Myophoria, Pleuronectites, Enantiostreon, Plagiostoma, Placunopsis, Hoernesia), die zumeist in einzelnen Schillbänken gehäuft vorkommen. Auch Krebse (Pemphix), Reste von aquatischen Reptilien (Nothosaurus, Simosaurus, Placodus, Tanystrophaeus) und Fischen (Colobodus, Paleobates, Saurichthys, Hybodus, Polyacrodus) kommen vor, sind aber zumeist nur fragmentarisch überliefert. Häufige Spurenfossilien (Rhizocorallium, Thalassinoides) sowie Schillbänke verweisen auf eine zeitweilig verbesserte Durchlüftung der bodennahen Wasserschichten zur Zeit des Oberen Muschelkalks.

»   Paläogeographie des Germanischen Beckens zur Zeit des Muschelkalks, Übersicht
(nach GEYER & GWINNER, 1991, verändert)

Unterer, Mittlerer und Oberer Muschelkalk

• Klima, Paläogeographie, Faziesentwicklung und Stratigrafie: Der Muschelkalk

Oberer Muschelkalk

• Schichtfolge und Fossilien: Der Obere Muschelkalk: Schichtfolge und Fossilien

Keuper

Europa befand sich zu dieser Zeit innerhalb des Kontinents Pangäa auf ca. 15° nördlicher Breite, innerhalb der tropischen Klimazone. Es herrschte ein kontinentales, arides Klima, das sich bis zum Ende des Keupers zu semihumiden Bedingungen wandelte. Vielfältige, wechselhafte Sedimentationsbedingungen schufen eine ebenso abwechslungsreiche Schichtfolge.

Am Ende des Muschelkalks hatte die Sedimentation innerhalb des Germanischen Beckens die Subsisdenz nahezu ausgeglichen, so dass die Ablagerung der Keupersedimente gleichmäßig über weite, reliefarme Bereiche erfolgte. Auf einer klastisch dominierten Rampe wurden bei nur geringer Subsidenzrate Sedimente von Meeresströmungen, Flüssen und Deltas, Wind, Evaporationsvorgängen und Schichtfluten abgelagert.

»   Paläogeographie des Germanischen Beckens zur Zeit des Keupers, Übersicht
(nach GEYER & GWINNER, 1991, verändert)

Unterkeuper

Der Unterkeuper zeigt noch Anklänge an die marinen Verhältnisse des vorausgehenden Muschelkalks, mit brackischen und salinar-evaporitisch beeinflussten Sedimenten. Es handelt sich dabei um eine Abfolge von Tonen und karbonatischen, überwiegend dolomitischen Bänken sowie eingeschalteten Sandsteinen. Die einzelnen Schichtkomplexe lassen sich weithin in Südwestdeutschland verfolgen. Der Unterkeuper besitzt eine relativ gleichmäßige Mächtigkeit mit einer Zunahme der Schichtmächtigkeit Richtung Norden zum Subsidenzzentrum hin und keilt gegen die Alpen aus.

• Klima, Paläogeographie, Faziesentwicklung und Stratigrafie: Der Unterkeuper
• Schichtfolge und Fossilien: Der Unterkeuper: Schichtfolge und Fossilien

Mittelkeuper

Während des Mittelkeupers vollzieht sich im Germanischen Becken der Übergang von einem episodisch durch Meeresingressionen und jeweils anschließende Versumpfung und Verlandung geprägten Ablagerungsraum zu einem limnisch und fluviatil dominierten Regime, in dem Evaporite, Playa-Sedimente und ausgedehnte alluviale und fluviatile Sedimentschüttungen sich abwechseln. Die weitgehende Abschottung des Beckens von der Tethys bei gleichzeitigem Temperaturrückgang und der Zunahme periodischer Monsunniederschläge - die fortschreitende Abtragung der umgebenden Landmassen erlaubte ein verstärktes Übergreifen der Luftmassenzirkulation auf den Beckenbereich - bedingen ein tropisch-semiarides Klima.

• Klima, Paläogeographie, Faziesentwicklung und Stratigrafie: Der Mittelkeuper
• Schichtfolge und Fossilien: Der Mittelkeuper: Schichtfolge und Fossilien

Oberkeuper

Der Oberkeuper zeichnet sich durch vielfältige Lithologien und Fazies aus, die auch vom zunehmend feuchteren, subtropischen Klima bestimmt sind. Die Salztonebenen und Sandschüttungen des Mittelkeupers werden graduell abgelöst von brackischen, tonigen und sandigen Fazies, die sich dann zu marinen Verhältnissen mit Tonen und mächtigen Sandsteinen wandeln. Noch vor dem Ende der Trias beginnt bereits die Abtragung dieser jüngsten Keuperschichten, wobei in einigen Beckenbereichen abschließend noch limnische Tonsteine zur Ablagerung kommen. Über einer Erosionsdiskordanz, die in Südwestdeutschland regional den Ausfall des gesamten Oberkeupers bedingen kann, liegen schließlich flächig die marinen Sedimente des Unterjura (BEUTLER, 2005: 93).

• Schichtfolge und Fossilien: Der Oberkeuper

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