Der Finefrausandstein — Sedimentation und Epirogenese im Ruhrkarbon

60 Pages·1965·2.561 MB·German

by  Dr. Axel Wendt (auth.)

FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr. 1396
Herausgegeben
im Auftrage des Ministerpräsidenten Dr. Pranz Meyers
von Staatssekretär Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt
Dr. Axel Wend!
im Auftrage der Montangeologischen Arbeitsgemeinschaft
für die westdeutschen Steinkohlengebiete
Der Finefrausandstein-
Sedimentation und Epirogenese im Ruhrkarbon
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 1965
Diese Arbeit ist von der Hohen Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der
Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität zu Bonn als Inaugural-Dissertation zur
Erlangung des Doktorgrades angenommen worden.
Eingegangen bei der Schriftleitung am 4. 12. 1963
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ISBN 978-3-322-98063-2 ISBN 978-3-322-98696-2 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-322-98696-2
Verlags-Nr. 011396
© 1965 by SpringerFachmedien Wiesbaden
Ursprünglich erschienen bei Westdeutscher Verlag, Köln und Opladen 1965.
Inhalt
Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
I. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
II. Zur Stratigraphie und Lithologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
III. Die Undationen in den unteren Wittener Schichten................. 14
1. Kurzzeitliche Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.1 Flöz Geitling 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2 Abschnitt Geitling 2a-Mentor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3 Abschnitt Mentor-Finefrau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2. Der epirogene Bauplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
IV. Der Finefrausandstein ..................... , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1. Sediment und Gefüge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ·
1.1 Die Sandsteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.2 Die Geröllführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.3 Die Schiefermittel und Flöze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2. Sedimentalogische Möglichkeiten zur stratigraphischen Gliederung 28
2.1 Strömungszyklen ......................................... . 28
2.2 Schüttungsrichtungen ..................................... . 31
3. Der paläogeographische Werdegang des Finefrausandsteins . . . . . . 32
3.1 Die Ausbreitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.2 Die Erosionsrinne des Finefraustroms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3 Die Schüttungsahschnitte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.4 Zusammenfassende Betrachtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
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Zusammenfassung
Am Finefrausandstein und in den unteren Wittener Schichten werden die Zusam
menhänge zwischen Epirogenese und Sedimentation im Ruhrkarbon untersucht:
Dabei zeigt sich, daß die tektonischen Senkungen in der Vortiefe des varis
zischen Gebirges nach einem räumlich festliegenden Bewegungsplan abliefen. Er
gliederte das Ruhrgebiet in NE-streichende Tröge und Schwellen, die mit leich
tem Achsenfallen gegen das Senkungszentrum am Niederrhein abtauchten. Diese
epirogenen Einheiten wirkten in den Zeiten der Moorbildung, der marinen Über
flutung und der Sandschüttung unverändert fort. Ihr Einfluß auf das Bodenrelief
wird mehrfach nachgewiesen. Sie steuerten die regionale Mächtigkeits- und
Faziesverteilung, die Strömungen, die Erosion und den Sedimenttransport.
Strömungszyklen und ein mit ihnen verknüpfter Transportrichtungswechsel er
lauben eine feinstratigraphische Aufgliederung des Finefrausa~dsteins und er
möglichten die paläogeographische Rekonstruktion seiner Schüttungsahschnitte:
An Hand umfangreicher Schrägschichtungsmessungen wird gezeigt, daß sich der
Finefrausandstein schrittweise über die Ruhrsenke ausgebreitet hat und von NE
gegen SW - zuerst durch Flußtransport, nach Mentor 2 durch Küstendrift - zum
Niederrhein hin verfrachtet wurde. Die Liefergebiete lagen in der nordöstlichen
und südlichen Umrandung des Ruhrkohlenbeckens.
Die fluviatile Zeit des Finefrausandsteins- »channel phase«- ist die Geschichte
des Finefrautals, das sich am Südrand des Ruhrgebietes über annähernd 100 km
bis zum Niederrhein durchverfolgen läßt. Entstehung, Form und Füllung des
Tals wurden zwischen Witten und Essen-West genauer untersucht. Der bis zu
40 m mächtige Finefrausandstein umfaßt hier vier Sedimentationszyklen. Die bei
den obersten gehören der nachfluviatilen Zeit-»sheet phase«-an, während der
das Ruhrgebiet von einer einheitlichen Wasserfläche bedeckt war.
Im Schrägschichtungsgefüge des Finefrausandsteins sind »Löffelblätter« und
» Zungenblätter« häufig noch im ursprünglichen Zusammenhang erhalten. Hier
aus ergeben sich neue Erkenntnisse über den Bau, die Entstehung und die Ein
messung fossiler Großrippelkörper.
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I. Einleitung
Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Entstehungsgeschichte und den
Bildungsbedingungen des konglomeratischen Sandsteins im Liegenden von Flöz
Finefrau (SLFi). Dieser Sandstein ist ein bekannter Leithorizont in den unteren
Wittener Schichten des Westfal A. Er läßt sich von Hamm und Münster bis nach
Lüttich und Roermond durchverfolgen und dürfte damit die bedeutendste Sand
schüttung im produktiven Oberkarbon des Nordrhein-Westfälischen Steinkohlen
bezirks gewesen sein.
Münster o
- über Ta.ze aufgeschlossen
~ durch Bergbau aufgeschlossen
und Bohrungen nachgewiesen
D
Finefrausandstein fehlt primär
50 km
Abb. 1 Verbreitung des Finefrausandsteins
Zur Klärung der paläogeographischen Entwicklung und der epirogenen Vor
gänge wurde auch die Schichtenfolge im Liegenden des Finefrausandsteins bis
hinab zum Flöz Geiding 1 in die Betrachtung einbezogen.
Die Untersuchungen begannen im südlichen Ruhrgebiet, wo der Finefrausand
stein zutage tritt. Er bildet hier langgezogene Bergrücken (s. Taf.: Photo 29) und
ist durch das Ruhrtal sowie zahlreiche Steinbrüche gut aufgeschlossen. Die dort
gewonnenen Ergebnisse wurden im Untertage-Hereich des Ruhrreviers ergänzt
und erweitert.
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Für die Anregung zur vorliegenden Arbeit danke ich meinen verehrten Lehrern
Professor Dr. R. BRINKMANN und Professor Dr. C. HAHNE. Den Untersuchungen,
die von der Montangeologischen Arbeitsgemeinschaft für die westdeutschen
Steinkohlengebiete gefördert wurden, standen die Unterlagen der Westfälischen
Berggewerkschaftskasse und der Markscheiderden mehrerer Zechen zur V er
fügung.
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II. Zur Stratigraphie und Lithologie
Der Profilabschnitt zwischen den Flözen Geitling 1 und Finefrau umfaßt den
hangenden Teil der unteren Wittener Schichten, dessen stratigraphischer Aufbau
und Faziesentwicklung in Abb. 2 dargestellt ist. Regionale Besonderheiten lassen
sich den Richtschichtenschnittbeschreibungen von FIEBIG (1954), HAHNE (1947),
KrMPE (1961) und ScHAUB (1955) entnehmen.
Flöz Geitfing 1 ist über weite Teile des Ruhrreviers bauwürdig und wurde in
seinem regional-fazieHen V erhalten von HAHNE (1961) untersucht. Die Kohle
schließt häufig mit einer Pflanzenschieferlage ab. Es folgen milde bis schwach
sandige Schiefertone. Sie werden zum Hangenden hin sandreicher und gehen in
Siltstein bzw. feinkörnigen Sandstein über.
Flöz Geitfing 2 bleibt meist unter der Bauwürdigkeitsgrenze und keilt im mitt
leren Ruhrgebiet an der Linie Essen-Kupferdreh-Herbede mitsamt seinem Wurzel
boden aus. Südlich davon ist das Flöz nur an einzelnen Punkten durch einen Brand
schieferstreifen vertreten. Die Hangendserie beginnt mit sandreichen Schiefern,
denen nach oben zunehmend Silt- und Sandsteinlagen eingeschaltet sind.
Die Schieferfolge schließt mit einem nicht bauwürdigen Kohlestreifen ab, der
zwar weitverbreitet, aber nur lückenhaft erhalten ist. Er blieb bisher unbenannt
und wird im folgenden als Geitfing 2a bezeichnet. Dieser Flözstreifen wurde
bei Ausfall von Geitling 2 oder bei Flözscharung häufig nicht als selbständig er
kannt und für das Liegendflöz gehalten.
Über dem Kohlenband, seinem Wurzelboden bzw. einer durch Schwefelaus
blühungen gekennzeichneten Aufarbeitungsfläche lagern milde blaugraue Schiefer
tone mit dicht aufeinanderfolgenden Bändern und Knollen von Toneisenstein.
Sie sind streckenweise durch ein sandiges Zwischenmittel zweigeteilt. Diese so
genannten Attgenschiefer, die nahe ihrer Basis den von KuKUK (1948) be
schriebenen »marinen Lingulahorizont hangend Geitling 2« (richtiger Geitling 2a)
enthalten, werden von Planolites ophtalmoides durchsetzt, das als brackisches
Faziesfossil gilt (]ESSEN, 1949). Sie gehen nach oben in fossilleere Sandschiefer
und Siltsteine über, die mit dem Mentor-Flöz abschließen.
Flöz Mentor ist im östlichen Ruhrrevier nur lückenhaft erhalten geblieben. Nach
Westen wird es zunehmend mächtiger und erreicht am Niederrhein die Bauwürdig
keitsgrenze. Nördlich und westlich der Linie Essen-Waltrop sowie am Südrand
des Ruhrgebietes spaltet es in ein liegendes Mentor 1-Flöz und ein hangendes
Mentor 2-Flöz auf. Im südlichen Bereich ist örtlich ein Brandschiefer zwischen
geschaltet, der Mentor 1 a benannt sei. Diese Kohlestreifen werden am Niederrhein
und im nördlichen Revier durch ein SandschieferfSiltsteinmittel getrennt, im süd
lichen durch den liegenden Teil des Finefrausandsteins.
11
60m SOm 40m 30m 20m lOm Finefrausandsrein Sandstein Schiefer, sandreieil Augenschiefer
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