Stratigraphie von Deutschland XII. Zechstein


Als einer der letzten Bände in der Reihe Stratigraphie von Deutschland erscheint der Band Zechstein als Heft 89 der Schriftenreihe der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften. Er vereinigt auf 648 Seiten 38 Autoren mit insgesamt 62 Beiträgen zur Stratigraphie des Zechsteins in Deutschland und wiegt knapp 2 kg. Der Preis beträgt 109 €. Die Fertigstellung des Bandes vom ersten Entwurf bis zum Erscheinen dauerte mehr als 35 Jahre und stellt damit für geowissenschaftliche Bücher wohl einen Rekord dar. Konzept und auch die Schwerpunkte wechselten mehrfach innerhalb dieser Zeit, vor allem aber wurden die Beiträge umfangreicher. Der Band enthält die Bestandsaufnahme des derzeitigen Wissens und ist ein unentbehrliches Nachschlagewerk für alle Fragen, die mit dem Zechstein zusammenhängen.

Die permische Zechstein-Gruppe ist verglichen mit den anderen Einheiten Deutschlands einzigartig; denn sie wird vor allem durch mächtige Ablagerungen von Evaporiten – Salze und Sulfate – geprägt. Andererseits liegt in den Karbonaten und Tonsteinen des Zechsteins eine große Vielfalt verschiedener Fazies vor, die vom euxinischen Kupferschiefer bis zu mikrobiellen Riffen reichen. Insgesamt werden drei große Faziesbereiche unterschieden: die marin-salinare Beckenfazies, die semi-salinare Randfazies und die terrestrische Fazies. Die räumliche Verbreitung dieser drei Bereiche schwankt sowohl von Formation zu Formation als auch innerhalb der Formationen.

Das Zechstein-Becken ist nicht auf Deutschland beschränkt. Es werden auch die Nomenklaturen der Zechstein-Schichten unserer Nachbarn England, Niederlande, Dänemark und Polen und ihre Korrelation mit der deutschen Gliederung vorgestellt.

Viele Methoden zur Gliederung, die in den anderen Einheiten benutzt werden, wie die Biostratigraphie und die Radiometrie, können hier nicht angewandt werden. Schwerpunkt des Bandes ist deshalb die Lithostratigraphie. Zunächst werden die Grundlagen der stratigraphischen Gliederung des Zechsteins, die angewandten Methoden und das Umfeld, in dem die Sedimente entstanden, eingeführt und diskutiert. Es sind dies im Einzelnen Fragen der Nomenklatur der Zechstein-Schichten, ihr Fossilinhalt (Makro- und Mikro-Flora, Vertebraten und Inverbraten), Magnetostratigraphie, Zyklo- und Sequenzstratigraphie, das Klima und die Klima-Zyklen und die Paläogeographie des Zechsteins.

Einen Hauptteil nehmen die mehr oder minder detaillierten Beschreibungen der einzelnen Formationen und Subformationen des Zechsteins ein. Es werden nach der zeitlichen Abfolge alle Formationen und Subformationen, beginnend mit dem Kupferschiefer bis zur Fulda-Formation beschrieben, ihre stratigraphischen Grenzen definiert und ihre Genese interpretiert. Eine kurze Zusammenfassung der zeitlichen Aspekte ist jeder Formation vorangestellt. Die Zusammenschau zeigt, dass die stratigraphische Reichweite mancher gleichlautender Begriffe in den unterschiedlichen Regionen verschieden sein kann
.

Besonderen Wert wurde auf die Beschreibung und Deutung der randlichen Sedimente des Zechstein-Beckens gelegt, die bislang weitgehend vernachlässigt waren. Diese Schichten bestehen hauptsächlich aus perisalinaren und terrestrischen Ablagerungen. Sie sind hier zum ersten Mal detailliert beschrieben, genetisch gedeutet und – soweit möglich – mit der Beckenfazies korreliert worden. Sie wurden in Formationen gegliedert, denen Typusprofile zugewiesen und – soweit noch nicht geschehen – Namen gegeben wurden. Hier besteht noch ein großer Forschungsbedarf, denn die Korrelation zwischen der Randfazies und der Beckenfazies häufig nicht gesichert ist.

Einen breiten Raum im Band nehmen die für den Zechstein typischen Salzstrukturen ein. Ihre Entstehung und ihre verschiedenen Formen und schließlich die Subrosion der Salze werden ausführlich beschrieben und diskutiert. Insgesamt ist es ein Beitrag, der bei der Suche eines Endlagers für radioaktive Abfälle nicht uninteressant ist.

In sieben Beiträgen wird die wirtschaftliche Bedeutung der Zechstein-Ablagerungen vorgestellt. So sind die Zechstein-Karbonate sowohl Mutter- und Speichergestein für Kohlenwasserstoff-Lagerstätten. Hier findet der einzige in Deutschland zurzeit rentable Bergbau auf Kali- und Steinsalz statt. Die relativ neuen Methoden des Kavernenbaus werden ausführlich behandelt. Auch für die Steine- und Erden-Industrie ist der Zechstein ein bedeutender Rohstofflieferant.


Regionaler Schwerpunkt des Bandes ist Hessen, das mit fünf Beiträgen vertreten ist. Es folgen Thüringen mit drei Beiträgen, Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz mit je zwei, Brandenburg, Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen, Schleswig-Holstein mit je einem Artikel. Das auch als Hauptbecken bezeichnete Norddeutsche Becken, wird naturgemäß in den meisten Artikeln als Bezugs- und Vergleichspunkt herangezogen, ist also auch häufig vertreten.

Den Band beschließen ein ausführliches Verzeichnis aller stratigraphischen Bezeichnungen, die für die Schichten des Zechsteins benutzt wurden und werden, einschließlich ihrer nomenklatorischen Klassifikation als Formation, Subformation, Horizont und Unterhorizont und eine Zusammenstellung zur Nomenklatur von Salzmineralen und -gesteinen.

Die einzelnen Formationen, Subformationen und ihr regionales Vorkommen sind je nach Autor unterschiedlich ausführlich beschrieben. Leider konnten nicht alle Felder besetzt werden. So fehlen zum Beispiel mit Ausnahme der Pollen und Sporen die Mikrofossilien. Auch der regional und faziell sehr interessante Zechstein Mecklenburg-Vorpommerns ist nicht explizit vertreten. Es fanden sich keine Autoren, die diese Aufgaben übernehmen wollten. Auch die Mineralogie, Sedimentologie und Diagenese der Zechstein-Tone wird nicht behandelt, da sie bislang nur wenig untersucht worden sind. Im Band werden auch noch offene Fragen berührt. Welche Sedimente wurden gleichzeitig im Becken und an den Rändern abgelagert? Ein weiteres ungelöstes Problem ist die zeitliche Dimension, die Dauer der einzelnen Formationen und auch des gesamten Zechsteins. Hier schwanken die veröffentlichten Schätzungen – mehr sind es nicht – um den Faktor zwei.


Der Anteil der Frauen an der Zahl der Autoren beträgt knapp 15 %. Doppelt so hoch, also etwa 30 %, ist Anteil der Autoren, die bereits aus dem Berufsleben ausgeschieden sind. Interessant ist die berufliche Struktur der Autoren. Jeweils etwa 45% der Autoren sind oder waren in den Geologischen Landesämtern beziehungsweise in der Industrie und den geologischen Büros tätig, nur 10% kommen aus dem Hochschul- und Museumsbereich. Es wird hier sehr deutlich, dass an den Hochschulen Forschungen zur Stratigraphie nicht mehr als attraktiv angesehen werden oder auch dass sie von den Forschungsorganisationen nicht (genügend) gefördert werden.

J. Paul, Göttingen


Inhaltsverzeichnis

Verzeichnis der Autoren 15

Vorwort
Karl-Christian Käding 17

1 Einführung in die Stratigraphie des Zechsteins
Josef Paul, Heiner Heggemann & Nicola Hug-Diegel 19

2 Die Erforschungsgeschichte des Zechsteins
Gustav von Struensee 29

3 Paläogeographie und Fazies des Zechsteins
Josef Paul 41

4 Grundlagen der Gliederung und Korrelation des Zechsteins
4.1 Grundlagen und Nomenklatur der Lithostratigraphie des Zechsteins
Josef Paul 53
4.2 Fossilführung und Biostratigraphie des Zechsteins
4.2.1 Wirbeltiere des Zechsteins
Hans-Dieter Sues 59
4.2.2 Invertebraten des Zechsteins
Silvio Brandt 69
4.2.3 Die terrestrische Makroflora des Zechsteins
Dieter Uhl & Hans Kerp 83
4.2.4 Palynologie und Palynostratigraphie des Zechsteins
Christoph Hartkopf-Fröder & Carmen Heunisch 93
4.3 Zyklo- und Sequenzstratigraphie des Zechsteins
Josef Paul 115
4.4 Magnetostratigraphy of the Zechstein: implications for the Late Permian Geological time-scale
Michael Szurlies 129
4.5 Klima und Klima-Zyklen im Zechstein
Josef Paul 145
4.6 Die Grenzen des Zechsteins
4.6.1 Die Zechstein-Rotliegend-Grenze 153
Josef Paul
4.6.2 Die Zechstein-Buntsandstein-Grenze
Nicola Hug-Diegel 159

5 Gliederung des Zechsteins
5.1 z1-Folge und Werra-Formation
Josef Paul 173
5.1.1 Kupferschiefer
Josef Paul 181
5.1.2 Werra-Karbonat
Josef Paul 187
5.1.3 Mittlerer Werra-Tonstein
Josef Paul 205
5.1.4 Werra-Sulfat
Frank Becker 209
5.1.5 Werra-Salz
Gustav von Struensee, Wolfgang W. Beer & Jens Barnasch 213
5.1.6 Oberer Werra-Tonstein und Oberes Werra-Sulfat
Frank Becker 221
5.2 z2-Folge und Staßfurt-Formation
Josef Paul 225
5.2.1 Staßfurt-Karbonat
Joachim Piske, Wolf-Dieter Karnin & Stephan Schretzenmayr.
231
5.2.2 Unteres Staßfurt-Sulfat
Josef Paul 253
5.2.3 Staßfurt-Salz: Staßfurt-Steinsalz und Kaliflöz Staßfurt
Dirk Balzer, Werner Reichenbach & Silvio Zeibig 257
5.2.4 Oberes Staßfurt-Sulfat und Oberer Staßfurt-Tonstein
Dirk Balzer & Werner Reichenbach 263
5.2.5 Sangerhausen-Sulfat
Dirk Balzer 265
5.3. z3-Folge und Leine-Formation
Josef Paul & Werner Reichenbach 267
5.3.1 Unterer Leine-Tonstein
Werner Reichenbach & Josef Paul 273
5.3.2 Leine-Karbonat
Josef Paul & Heiner Heggemann 277
5.3.3 Leine-Sulfat
Dirk Balzer & Werner Reichenbach 285
5.3.4 Leine-Salz und Kaliflöze
Werner Reichenbach 289
5.3.5 Oberer Leine-Tonstein
Josef Paul 293
5.4. z4-Folge und Aller-Formation
Nicola Hug-Diegel 297
5.4.1 Aller-Salz
Werner Reichenbach & Nicola Hug-Diegel 309
5.5 Höhere Zechstein-Folgen und -Formationen: z5- bis z7-Folge
und Ohre-, Friesland- und Fulda-Formation
Nicola Hug-Diegel 315
5.5.1 z5-Folge und Ohre Formation 319
5.5.2 z6-Folge und Friesland-Formation 324
5.5.3 z7-Folge und Fulda-Formation 332

6 Formationen an den Rändern des Zechstein-Beckens
6.1 Zechstein-Formationen in Nordwest-Hessen
Heiner Heggemann & Nicola Hug-Diegel 345
6.1.1 Battenberg-Formation 345
6.1.2 Stätteberg-Formation 351
6.1.3 Geismar-Formation 356
6.1.4 Frankenberg-Formation 361
6.2 Zechstein-Formationen der Pfalz
Doris Dittrich 369
6.2.1 Stauf-Formation 369
6.2.2 Gräfenhausen-Formation 373
6.2.3 Sarnstall-Formation 374
6.2.4 Queich-Formation 375
6.2.5 Rothenberg-Formation 376
6.2.6 Annweiler-Formation 378
6.2.7 Speyerbach-Formation 380
6.3. Zechstein-Formationen in Baden-Württemberg und Süd-Hessen
Edgar Nitsch & Nicola Hug-Diegel 383
6.3.1 Zechsteindolomit-Formation 384
6.3.2 Langenthal-Formation 387
6.3.3 Tigersandstein-Formation 389
6.3.4 Kirnbach-Formation 391
6.3.5 Wiesenthal-Formation 393
6.4 Die klastischen Formationen des Zechsteins in Ostthüringen und Westsachsen
Josef Paul & Hermann Huckriede 397
6.4.1 Settendorf-Formation 397
6.4.2 Schmölln-Formation 402

7 Regionale Beschreibungen ausgewählter Gebiete
7.1 Zechstein in Schleswig-Holstein
Reinhard Gast 407
7.2 Zechstein am Niederrhein und an der Ems
Josef Paul 419
7.3 Der Zechstein Südbrandenburgs
Jürgen C. Kopp 435
7.4 Zechstein am Harzrand und auf der Hunsrück-Oberharz-Schwelle
Josef Paul 451
7.5 Zechstein am Ostrand des Rheinischen Schiefergebirges
Heiner Heggemann & Nicola Hug-Diegel 467
7.5.1 Korbacher Bucht, Marsberger Bucht und E-Rand des Kellerwaldes 470
7.5.2 Frankenberger Bucht 477
7.6 Zechstein in Wetterau, Spessart und südlichem Vogelsberg
Nicola Hug-Diegel & Heiner Heggemann 485
7.7 Der Zechstein im Thüringer Becken und den Randgebieten
Hans Kästner 497
7.8 Die Randfazies des Zechsteins in Ostthüringen und Westsachsen
Josef Paul & Hermann Huckriede 511
7.9 Werra-Fulda-Becken
Wolfgang W. Beer & Jens Barnasch 523
7.10 Zechstein in der Pfalz
Doris Dittrich 533
7.10.1 Nördliches Pfälzer Becken 537
7.10.2 Südliches Pfälzer Becken 542
7.10.3 Beckenentwicklung und Paläotektonik 547
7.11 Zechstein in Baden-Württemberg und Südhessen
Edgar Nitsch & Nicola Hug-Diegel 553

8 Salinarstrukturen – Entstehung, Außenformen und Internbau
Lukas Pollok, Jörg Hammer (†) & Patrick Musmann 559

8.1 Einleitung 560
8.2 Regionalgeologische Position der norddeutschen Salinarstrukturen 560
8.3 Kurzer historischer Abriss der Vorstellungen zur Salztektonik 561
8.4 Salzaufstiegsprozesse und daran gebundene Änderungen im Deck- und Nebengebirge 563
8.4.1 Phasen des Salzaufstiegs und Salzmächtigkeiten 563
8.4.2 Scheitelstörungen über Salzstrukturen 566
8.4.3 Randsenkenbildungen 566
8.5 Variabilität der Außenform von Salzstrukturen und ihre Ursachen 569
8.5.1 Einflussfaktoren auf die Bildung und Form von Salzstrukturen 569
8.5.2 Doppel- und Tripel-Salinarstrukturen 572
8.5.3 Salzstocküberhänge und Salzkeile 573
8.5.4 Geologische Erkundung der äußeren Salzstrukturformen 575
8.6 Beckenentwicklung und ihre Auswirkungen auf die norddeutschen Zechstein-Salinarstrukturen 576
8.7 Internbau von Salinarstrukturen 580
8.7.1 Zonaler Aufbau von Salzstrukturen und Verfaltung der Salinarschichten 580
8.7.2 Verhalten von Anhydritgesteinen beim Salzaufstieg 585
8.8 Ablaugung von Salzstöcken und Hutgesteinsbildung 586

9 Wirtschaftliche Bedeutung des Zechsteins
9.1 Der Kupferschieferbergbau
Josef Paul 595
9.2 Kali- und Steinsalzlagerstätten des Zechsteins
Wolfgang W. Beer, Frank Becker & Jens Barnasch 599
9.3 Steine- und Erden-Rohstoffe des Zechsteins
Gerald Dehne (†), Angela Nestler & Simone Röhling 603
9.4 Untertagedeponien und Untertageverwertungen in Kali- und Steinsalzgruben des Zechsteins
Jens Barnasch 613
9.5 Kohlenwasserstoffe des Zechsteins
Joachim Piske & Wolf-Dieter Karnin 617
9.6 Kavernen im Zechstein-Salz
Hartmut J. F. von Tryller, Andreas Reitze, Kurt Staudtmeister, Max Wippich & Sven Wille 621
9.7. Solquellen, Salinen und Solfelder des Zechsteins
Gustav von Struensee 633

10 Nomenklatur im Zechstein
10.1 Liste der lithostratigraphischen Begriffe des Zechsteins
Heiner Heggemann 635
10.2 Minerale (Verbindungen) mariner und kontinentaler Evaporite sowie von Salzsystemen
Albert Günter Herrmann (†) 645
10.3 Gesteine mariner Evaporite
Albert Günter Herrmann (†) 647

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