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Oberrheintal-Quartär

Lithostratigraphische Untergruppe

Kartenausschnitt
Kartenausschnitt
Dreiteilige Grafik in Schwarzweiß mit der Gliederung der Quartärstratigraphie im Oberrheingraben. Gezeigt werden die Ansichten von Norden, in der Mitte und im Süden. Farblich markiert sind zudem Abschmelzereignisse.
Gliederung der Quartärstratigraphie im Oberrheingraben

Nördlicher Oberrheingraben

Blick auf eine Abbauwand mit Kies- und Sandlagen. Die oben gerundete Wand fällt nach rechts ab. Links der Bildmitte ist eine Messlatte angelehnt.
Abbauwand mit Kies- und Sandlagen des Neckars (Länge der Messlatte 3 m).

Die Sedimentabfolge im nördlichen Oberrheingraben beginnt an der Basis mit der Iffezheim-Formation, die aus Lokalmaterial besteht. Darüber folgen die alpin geprägten Ablagerungen des Rheins, die sich (von unten nach oben) in die Viernheim-Formation, Ludwigshafen-Formation und Mannheim-Formation gliedern lassen. Diese Gliederung ist maßgeblich durch das Zusammenwirken von tektonischen Bewegungen und Sedimentanlieferung gesteuert. 

Die mächtige Viernheim-Formation ist von kiesig-sandigen Abfolgen aufgebaut, sie bestehen aus einem bunten Spektrum an alpinen Geröllen und typisch grauem Sand. Die Ludwigshafen-Formation wird von bindigen Feinsedimenten dominiert, in die im unteren Abschnitt manchmal grobklastische Lagen v.a. aus Buntsandstein eingelagert sind. Mit einer markanten lithologischen Grenze und häufig mit erosivem Kontakt folgt darüber die grobkörnige Mannheim-Formation, die nach oben zunehmend aus Lokalmaterial besteht.

Blick von oben in mehrere längliche Holzkisten. In den Kisten lagern hellgraue Sande, die zum Teil verklumpt sind.
Grauer Feinsand der Ludwigshafen-Formation, Walldorf

Die Ludwigshafen-Formation ist im nördlichen Oberrheingraben mit Ausnahme des südöstlichen Bereichs auf der gesamten Grabenscholle verbreitet. Sie fehlt auf der Randscholle und tritt nicht an der Oberfläche in Erscheinung.

Die Ludwigshafen-Formation besteht aus fluvial und limnisch geprägten Sedimenten, die häufig mit Sanden beginnen und mit der Bildung eines organischen Horizontes enden. Es überwiegt eine Abfolge von kalkhaltigen grauen bis dunkelgrauen Schluffen und Tonen, in die abschnittsweise fluviatile und untergeordnet äolische Sande eingeschaltet sind. Lokal können Schwemmfächersedimente von den westlichen und östlichen Grabenrändern auftreten. Es sind meist Hochflutsedimente sowie lakustrine Sedimente. Charakteristisch sind humose Bereiche, die auch vereinzelt Torflagen enthalten können. Gröber klastische Sedimente sind im Bereich der Neckarmündung verbreitet (Weidenfeller, 2010).

Die lithologische Ausbildung der Ludwigshafen-Formation ändert sich von Süden nach Norden. Im Süden überwiegen Sande, wobei im äußersten Süden Sand aller Körnungen vorherrscht, der sich nach Norden mit Fein- und Mittelsanden verzahnt. Im Norden ist die Ludwigshafen-Formation meist tonig-schluffig ausgebildet.

Nordwestlich von Bruchsal sowie in zunehmendem Maße südlich von Leopoldshafen und in zahlreichen weiteren Gebieten ist die Ludwigshafen-Formation nicht durchgehend ausgebildet und somit bereichsweise eine hydraulische Verbindung zwischen den gröber klastischen Sedimenten der Viernheim- und der Mannheim-Formation vorhanden.

Das Foto zeigt Erd- und Gesteinsmaterial aus Bohrungen, verteilt in sechs länglichen Kisten. Oben und unten sind die Kisten mit Kies und Sand gefüllt, dazwischen liegt weißlich graues, teils gesprungenes und zerbrochenes Gestein.
Die Ludwigshafen-Formation (graues Feinsediment) in der Bohrung BK 1A Hauf, darüber die Mannheim-Formation, darunter die Viernheim-Formation

Das Schwermineralspektrum der gut bis sehr gut sortierten Sande entspricht - mit Ausnahme der stabilen Spektren der Schwemmfächersedimente - der alpinen Fazies: Mit einem Anteil zwischen 75 und 90 % des gesamten Schwermineralspektrums dominieren die instabilen Schwerminerale Granat, Epidot, grüne Hornblende und Alterit. Untergeordnet treten braune Hornblende und Pyroxen auf (Hagedorn & Boenigk, 2008; Hoselmann, 2008). Das stabile Spektrum (Zirkon, TiO2-Minerale und Turmalin) ist mit 10–20 % beteiligt.

Blick von oben in fünf längliche offene Holzkästen. In den Kästen lagern zahlreiche Kiesel und Steine bis zu Brockengröße in unterschiedlichen Formen und Farben. Sie stammen aus einer Bohrung bei Eschbach.
Die Neuenburg-Formation in einer Bohrung bei Eschbach

Mit zunehmender Entfernung vom Rhein nimmt der Anteil an Schwarzwaldkomponenten zu. Am östlichen Grabenrand besteht die Neuenburg-Formation meist ausschließlich aus Schwarzwaldkomponenten. Im Schwermineralspektrum wird das alpine Einzugsgebiet durch die instabilen Schwerminerale Granat, grüne Hornblende, Epidot und Alterit abgebildet. Lokale Einzugsgebiete werden durch das stabile Spektrum mit Zirkon, TiO2-Minerale und Turmalin repräsentiert (Hagedorn, 2004).

Das Foto zeigt Gesteinsmaterial aus Bohrungen in vier länglichen Kisten. In zwei Kisten befinden sich neben gepresster Erde auch lose und verbackene Steine.
Breisgau-Formation in der Bohrung Hartheim B 1 (LGRB-Archiv-Nr. BO 8011/492)

Im Schwermineralspektrum zeigt sich das alpine Einzugsgebiet durch die instabilen Schwerminerale Granat, Epidot, grüne Hornblende und Alterit. Dabei überwiegt in der Weinstetten-Subformation (insbesondere im tieferen Teil) Epidot vor Hornblende, während im jüngeren Abschnitt der Breisgau Formation, also in der Balgau-Subformation mehr Hornblende als Epidot enthalten ist. Der Epidot-reiche Teil wird als Signal aus dem Aare-Reuss-Gebiet hergeleitet, der Hornblende-reiche Teil aus dem Gebiet des Alpenrheins (Hagedorn, 2004). Dies bedeutet also, dass zu Beginn der Breisgau-Ablagerung das meiste alpine Material vom Aare-Reuss-Gletscher stammte, während später die Anlieferung hauptsächlich aus dem Rheingletschergebiet erfolgte.

Lokale Einzugsgebiete sind durch die stabilen Minerale Zirkon, TiO2-Minerale und Turmalin repräsentiert, stabile Spektren sind für die Schwarzwaldtäler und die Freiburger Bucht typisch.

Das Foto zeigt braunen Schotter, ausgestellt in vier länglichen Holzkästen. Der Schotter liegt teils mit Erde verbacken, teils als lose Steine in den Kästen. Er stammt aus einer Bohrung bei Freiburg.
Stark verwitterter bis entfestigter Schotter der Wasser-Subformation in einer Bohrung aus Freiburg i. Br. – Die Gerölle bestehen überwiegend aus Gneis und Granit lokaler Herkunft (Schwarzwald).

Die Wasser-Subformation ist die Randfazies der Breisgau-Formation. In ihr fehlen Komponenten alpiner Herkunft. Sie besteht aus groben lokalen Schottern und Sanden mit einem hohen Anteil zersetzter Gerölle. Sie gehen häufig in graubraune bis rotbraune Diamikte mit tonig-schluffig-sandiger Matrix über. In der dicht gelagerten Abfolge treten immer wieder Einschaltungen von verhältnismäßig „frischen“, sauberen Schwarzwaldkiesen auf.

Iffezheim-Formation

Die Iffezheim-Formation ist die älteste Lockergesteins-Einheit im Oberrheingraben. Sie ist nördlich des Kaiserstuhls auf der gesamten Grabenscholle, sowie zwischen Grötzingen, Weingarten und Bruchsal z. T. zusätzlich auf der Randscholle verbreitet. Östlich von Forst, Kronau und Walldorf fehlt sie auf der Randscholle. Dies ist dort nachweislich tektonisch bedingt, da die Verbreitung an Störungen endet. Südlich des Kaiserstuhls tritt die Iffezheim-Formation nur in einigen Bereichen auf, die vermutlich ebenfalls von Störungen begrenzt sind. Aufgrund der geringen Bohrpunktdichte sind hier die Verbreitungsgrenzen allerdings sehr unsicher. An der Geländeoberfläche ist die Iffezheim-Formation nur an wenigen Stellen in der Vorbergzone aufgeschlossen.

Das Foto zeigt vier in lange Kisten ausgestellte Bohrkerne. Das Gestein ist rötlich (Bohrkern in oberster Kiste), hellgrau (unterste Kiste) sowie beide Farben vermischt (mittlere Kisten).
Iffezheim-Formation in der Bohrung Nambsheim/Frankreich

In die karbonatfreien, vorwiegend hell gefärbten glimmerhaltigen Sande („weißes Pliozän“), (HGK, 1980b; Bartz, 1982) sind Fein- bis Mittelkiese sowie weißgraue und grünlich graue bis schwarze Schluff- und Tonlagen mit Torf- und Holzresten eingeschaltet. Im nördlichen Oberrheingraben ist die Iffezheim-Formation durch eine Wechsellagerung von Sanden, Schluffen und Tonen mit Kieseinlagerungen charakterisiert. Diese lithologische Ausbildung setzt sich bis an die nördliche Landesgrenze fort.

Im Südgraben wird die Iffezheim-Formation von der Breisgau-Formation, im mittleren Graben von der Ortenau-Formation und im Nordgraben von der Viernheim-Formation überlagert. Sie wird im größten Teil des Oberrheingrabens von älteren tertiären Einheiten unterlagert, die häufig aus Feinsedimenten oder stark verwittertem Festgestein (Tonstein, Siltstein, Feinsandstein) bestehen und in der Regel kalkig ausgebildet sind.

  • Blick von oben auf fünf längliche Holzkästen, in denen bräunlich graues Gesteinsmaterial ausgestellt ist. Das Gestein stammt aus einer Forschungsbohrung bei Herbolzheim.
  • Blick auf fünf längliche Holzkästen, in denen bräunlich graues, im unteren Kasten marmoriertes Gesteinsmaterial ausgestellt ist. Das Gestein stammt aus einer Forschungsbohrung bei Herbolzheim.

Literatur

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