Exkursionsbericht

Stratigraphie III

„Elbtalkreide“

29.05.2010

Holm Klimke

BGM 4

Betreuer: Dr. M. Franz

TU Bergakademie Freiberg

Einleitung:

Das Geländepraktikum „Elbtalkreide“ stellt typische sedimentäre Ablagerungen aus der

Oberkreide Sachsens vor. Anhand dieser Sedimentgesteine lässt sich die Entwicklung

einer cenomanen marinen Transgression in der heutigen Elbtalzone beobachten und

sowohl deren Einfluss als auch die Rolle, die das lokale Relief für den Ablagerungsraum

spielt, nachvollziehen. Die Wechselwirkung beider Faktoren sorgt für die Ausbildung einer

Vielzahl verschiedener proximaler Fazies cretazischer Schelfmeere, die sich auf diesem

lateral sehr begrenzten Gebiet studieren lassen.

Überblick über das Exkursionsgebiet:

Die Elbtalkreide nimmt räumlich gesehen als Teil der Elbzone einen ca. 15 km breiten

Streifen westlich und östlich der Elbe auf der Linie Meißen – Dresden – Pirna - Bad

Schandau ein und beinhaltet zusätzlich das Elbsandsteingebirge im Südosten.

Im Süden steht sie in direkter Verbindung zur Nordböhmischen Oberkreide.

Der Elbtalkreide sind einige cenomane Erosionsrelikte vorgelagert, die entweder in

tektonisch geschützten Gebieten liegen oder durch tertiäre Vulkanitdecken vor der

Abtragung geschützt wurden.

Strukturell stellt die Elbzone einen asymmetrischen Halbgraben dar, der im Norden von

der Lausitzer Überschiebung vom Lausitzer Block getrennt ist. Im Nordwesten schließt

sich der Meißner Pluton an.

Westlich wird das sächsische Kreidebecken durch die Niederwarthaer Störung vom

Döhlenbecken abgegrenzt. Nach der Karsdorfer Störung schließt sich im Westen

schließlich das Osterzgebirge an.

Mesozoische Sedimente bis zur Kreide treten in Sachsen nur sporadisch auf.

Im Oberjura bis zur Oberkreide stellte Sachsen eine Landoberfläche dar, die einer

intensiven sialitischen Verwitterung und Abtragung ausgesetzt war.

Die im Cenoman einsetzende marine Transgression in die Elbzone, die sich bis zum

mittleren Turon hinzog, schüttete somit die Elbtalkreide diskordant auf das variszische

Elbtal-Schiefergebirge.

Diese überwiegend siliziklastische Sedimentation erfolgte in der Umgebung von

Hebungsgebieten in der Kreide. Dies waren zum einen die Mitteleuropäische Insel, der

das Erzgebirge angehörte, sowie die Westsudetische Insel, die die heutige Lausitz

beinhaltete (SCUPIN 1937 ).

Basal liegen sandige bis konglomeratische Ablagerungen von Flüssen und Ästuaren, an

die sich im Hangenden marine küstennahe Sandsteine anschließen. Im Nordwesten

Richtung Dresden und Meißen sind diese Sandsteine zunehmend kalkiger und toniger

ausgebildet. Insgesamt beträgt die durchschnittliche Mächtigkeit der Oberkreide der

Elbzone ca. 550 – 650 m. Bedingt durch die Struktur des Elbtal-Halbgrabens nimmt die

Mächtigkeit der Sedimentpakete nach Norden hin zu.

Auflässiger Steinbruch am Forstweg in Niederschöna ( GK 4600725/5648512 )

Der Aufschluss zeigt mehrere sich abschneidende Rinnensysteme. Lithologisch handelt es

sich um einen hellglimmerführenden mittel- bis grobkörnigen Quarzsandstein, dessen

Körner eckig bis kantengerundet sind. Insgesamt weist er eine geringe Maturität auf und

zeigt eine intensive Limonitisierung auf.

Die Bankungsfugen führen verstärkt toniges Material, während innerhalb der Rinnen die

Korngröße bis hin zum Feinkies zunimmt. Die Ablagerungen werden als fluviatil

interpretiert.

Vereinzelt finden sich Amethystgerölle, deren

Herkunft auf die Gegend um

Wolkenstein/Erzgebirge zurückgeführt wird

( LEUTWEIN 1951 ). Diese Amethystgerölle

deuten darauf hin, dass die Schüttung im

Cenoman von der Mitteleuropäischen Insel

ausging, die das Erzgebirge beinhaltete.

Strukturell lassen sich im Liegenden des Profils

mehrere kleinere Rinnen innerhalb einer

fluviatilen Ebene aushalten, die lateral in Richtung

der Rinnenachse schräg geschichtete

Sandsteinbarren akkretionieren. Im Hangenden

schließt sich eine sehr viel tiefere Rinne an, die

das Rinnensystem im Liegenden erosiv abschneidet. Das Paläoflussbett ist faziell

schmaler und tiefer ausgebildet mit nur einer Rinne innerhalb der fluviatilen Ebene.

Im paläogeographischen Kontext interpretiert man die hier aufgeschlossenen

Ablagerungen als Schüttungen eines einige 100er m breiten bis wenige Kilometer breiten

braided river systems, welches Material aus dem Erzgebirge in Richtung der Elbtalzone

transportierte. Im Zuge der marinen Transgression wurde das verwilderte Flusssystem

zum Teil überflutet und veränderte seinen Lauf hin zu einem mäandrierenden

Flusssystem.

Mäandrierender Fluss Die Sandbarren werden hier nur lateral verschoben.

Verwildeter Fluss/Braided river system Die Sandbarren werden hier lateral und stromabwärts verschoben.

Abbildung 1 schematische Darstellung des Aufschlussprofils mit ca. 20 m Länge

Abbildung 2 Die Photographie zeigt den linken Teil des Aufschlussprofils. Sedimentologische Strukturelemente wurden rot hervorgehoben. Der Bildausschnitt ist ca. 6 m lang und 2,75 m hoch.

In Richtung des Elbtalbeckens verzahnt sich die fluviatile Fazies mit der Beckenfazies.

Aufgrund des geringen Transportweges weist der Sandstein hier einen schlechten

Rundungsgrad und eine geringe Maturität auf. Dadurch treten hier Granate und Amethyste

auf, während der Elbsandstein nur noch die letzte Schwermineralfraktion wie Rutil, Zirkon

und Turmalin beinhaltet.

Stratigraphisch handelt es sich hier um unter-cenomane Sedimente der Niederschöna

Formation.

Auflässiger Steinbruch hinter dem Forsthaus in Niederschöna

( GK 4601143/5648450 )

Schematisches Profil durch ein Flussbett Schräg geschichtete Barrenkörper werden lateral verschoben.

Oberhäslich Fm ( unteres Obercenoman ) mariner Feinsandstein mit Gerölllinsen; hellglimmerführend

marines Transgressionskonglomerat als Basis der Oberhäslich Fm mit fining up Zonenleitfossil Calycoceras canitaurinum Niederschöna Fm ( oberes Untercenoman )

äolischer Mittelsandstein mit Wurzelröhren; hellglimmerführend

schluffiger Ton mit linsenförmigen Einschaltungen lakustriner

Feinsandsteine, die z.T. Wurzelröhren führen; hellglimmerreich

fluviatil-äolischer Mittel- bis Grobsandstein mit linsenförmigen

tonig-schluffigen Einschaltungen; hellglimmerführend

Abbildung 3 Schematische Darstellung des Aufschlussprofils mit ca.9 m Höhe

An diesem Exkursionspunkt ist der nächstjüngere Teil des Profils am Forstweg

aufgeschlossen. Basal stehen fluviatil-äolische Sandsteine an, an die sich ein

Pflanzenhäcksel führender Ton anschließt. Darüber folgt ein äolischer Dünensandstein,

der eine intensive Durchwurzelung aufweist. Ein marines Transgressionskonglomerat

schließt die Niederschöna Formation ab und leitet in die Oberhäslich Formation über

( s. Abb. 3 ). Der abschließende Feinsandstein wird faziell als randlich-marine

Küstenbarren einer Trichtermündung interpretiert.

Zum Hangenden hin sind die Körner zunehmend besser gerundet.

Aufgrund der Fossilführung der hangenden Schichten wird der Aufschluss als Übergang

des mäandrierenden Flusssystems hin zum marin gefluteten Tal interpretiert.

Das Vorkommen von Exogyra columba, die typisch ist für die tethyale Fauna der

nordböhmischen Oberkreide aber im Boreal fehlt, belegt, dass diese zweite,

obercenomane marine Transgression nun aus dem Südosten erfolgte.

Aufschluss Heidenschanze in Dresden - Coschütz ( GK 5408225/5654781 )

Im Liegenden dieses Aufschlusses ist ein

matrixgestütztes bimodales Konglomerat

aufgeschlossen. Es setzt sich aus gut

gerundetem Monzonitblockwerk mit bis zu

1 m Ø in einer Matrix aus

kantengerundetem Mittelsand zusammen.

Der Monzonit des Grundgebirges bildete

eine Steilküste aus. Gesteinsabbrüche

dieser Klippe wurden durch die Brandung

gerundet. Bei episodischen

Sturmereignissen wurden Wassermassen

in die kleinen Buchten der Steilküste

( pocket beach ) hineingedrückt.

Der bodennahe Rückstrom verlagerte die

gerundeten Monzonitgerölle als submariner

debris flow 50 – 100 m seewärts.

Während dieses Rückstroms wurde zudem

mariner Sand angereichert, der zusammen

mit den Monzonitblöcken das Konglomerat

bildete. Im Hangenden verzahnt sich das

lateral nicht aushaltende Konglomerat mit

einem Mittelsandstein. Als nächste Einheit schließt sich ein komponentengestütztes

Konglomerat aus gut gerundeten Monzonitblöcken mit mergeliger Matrix an.

Man nimmt an, dass sich der Meeresspiegel zwischenzeitlich etwas abgesenkt hat,

wodurch sich der Geröllstrand weiter seewärts verlagert hat. Der folgende erneute

Transgressionsschub füllte die Hohlräume zwischen den Monzonitgeröllen mit mergeligem

Sediment und spülte zudem Faunenelemente eines dem Geröllstrand vorgelagerten Riffes

ein. Stratigraphisch gesehen ist hier der Topbereich der Oberhäslich Formation

aufgeschlossen sowie die Basis der Dölzschen Formation, welche mit dem oberen,

mergelig zementierten Konglomerat beginnt. Biostratigraphisch vollzieht sich an dieser

Grenze der Wechsel von der navicus zur plenus – Zone.

Abbildung 4 Photographie des Aufschlusses; Der Bildausschnitt ist ca. 6 m breit und 9 m hoch Das basale Konglomerat, der Sandstein sowie das karbonatisch gebundene Basiskonglomerat der Dölzschen Formation sind durch rote Hervorhebungen gegeneinander abgegrenzt.

Aufschluss Hoher Stein in Dresden

Dieser Aufschluss zeigt eine Besonderheit der Klippenfazies. Ein mit kalkig-mergeligem

Sediment verfüllter Brandungskessel, der von gut gerundeten Monzonitgeröllen durch die

Brandung in das Monzonitgrundgebirge gemahlen wurde, lässt sich hier im Querschnitt

studieren. Am Grund des Kessels sind die Mahlsteine zu sehen, die diese Auskolkung

geschaffen haben. Die karbonatische Füllung der Brandungstasche enthält zahlreiche

Faunenelemente der plenus Zone.

Der Monzonit bildete eine vorgelagerte Klippe, gegen den sich die Elbtalkreide im Zuge

der Transgressionen beständig weiter vorgelagert hat, bis sie den Monzonit letzlich sogar

überlagerte. Insgesamt wurde in der Elbzone um 42 m transgrediert.

Weiße Brüche bei Rathen ( GK 5435225/5647651 )

Die weißen Brüche bei Rathen sind mittlerweile auflässige überregional bekannte

Natursteinbrüche für weißen hochmaturen Feinsandstein ( 98% Quarz, 2%

Scherminerale), in den regelmäßig feinkiesige Lagen eingeschaltet sind.

Strukturell lassen sich Strömungsrippel beobachten, deren Vorschüttungsblätter nach

Nordosten weisen. Zwischen den einzelnen Rippeln tritt eine tonig-mergelige

Zwischenschicht auf. Aufgrund der unregelmäßigen Abstände der Rippeltops ( s. Abb. 6 )

geht man davon aus, dass die Strömungsrippel durch Wellenbewegungen überprägt

wurden.

Abbildung 5 Photographie des Aufschlusses; Der Bildausschnitt ist ca. 3 m breit und 2 m hoch Der Brandungskessel ist rot vom umgebenden Monzonit abgegrenzt

Abbildung 6 Photographie des Aufschlusses; Der Bildausschnitt ist ca. 1,5 m breit und 2,5 m hoch. Die Strömungsrippelstrukturen wurden rot hervorgehoben.

Der Aufschluss beinhaltet verschiedene Ichnia wie Ophiomorpha und Thalassinoides, die

auf einen Ablagerungsraum auf dem Schelf unterhalb der Schönwetterwellenbasis ( SUB )

hindeuten. Verfüllte Decapodengänge lassen ebenso wie die Kieslagen auf eine

periodische Beeinflussung des Sedimentationsraumes durch Tempestit – Ereignisse

schließen, durch die gröberes Material eingetragen wurde ( s. Abb. 7 )

Stratigraphisch handelt es sich hier um den Sandstein A der Postelwitz Formation aus

dem Mittelturon. Nun erfolgten die Schüttungen ausschließlich von der Westsudetischen

und nicht mehr von der Mitteleuropäischen Insel. Die Sandsteine des tieferen Vorstrandes

verzahnen sich distal Richtung Nordosten mit Konglomeraten.

Abbildung 7 Fazielle Interpretation auftretender Sedimentstrukturen im Aufschluss

Felsengasse im Bielatal ( GK 5432899/5634291 )

Der Aufschluss zeigt einen hoch

maturen Mittelsandstein der

stratigraphisch der Schmilka Formation

des Unterturons zugeordnet wird.

Eine homogene Schrägschichtung bis

zum Top weist auf einen flachmarinen

Ablagerungsraum hin, der einer

konstanten Strömung ausgesetzt war.

Aus dem Einfallen der Schichtflächen

lässt sich eine Strömungsrichtung nach

Nordwesten ableiten. Man nimmt an,

dass diese Strömung zwischen der

Mitteleuropäischen und der

Westsudetischen Insel verlief.

Möglicherweise unterlag sie auch tidalen Einflüssen, da es im

Hangenden des Aufschlusses Hinweise auf eine bipolare

Strömungsverteilung gibt. Nach Nordwesten hin verzahnen sich die

schräg geschichteten Sandsteine mit bioturbaten Feinklastika.

Die im Aufschluss auftretende Fauna deutet ebenso wie die

Sedimentstrukturen eine küstennahe Fazies an.

Das Spurenfossil Ophiomorpha und Decapodengrabgänge deuten

auf einen Sedimentationsraum unterhalb der

Schönwetterwellenbasis hin.

Bei episodischen Sturmereignissen wurden diese

Decapodenbauten mit Sediment verfüllt.

Quellen:

Handout zum Geländepraktikum

Pälchen & Walter 2008: Geologie von Sachsen – Geologischer Bau und

Entwicklungsgeschichte; E. Schweizerbart´sche Verlagsbuchhandlung

( Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2008

Die digitale Bearbeitung von Photographien erfolgte mit DxO Optics Pro 6.

Abbildungen und Photographien wurden mit CorelDraw X5 und dem Microsoft Office

Picture Manager erstellt bzw. bearbeitet.

Abbildung 8 Photographie des Aufschlusses; Der Bildausschnitt ist ca. 3 m hoch und 5,50 m breit. Exemplarisch wurden Schichtflächen rot hervorgehoben.

Abbildung 9 Photographie eines verfüllten Decapodenganges. Die Objektivabdeckung hat einen Durchmesser von 8 cm.