Mainz Basin

Hjælpekort over Rheinhessen. Langt størstedelen af ​​Mainz-bassinet er i denne geografiske region.

Den Mainz Basin er et fossilt sedimentbassin i Rheinhessen , påfyldning hvoraf det meste stammer fra det senere Tertiær , omkring 31 til 19 millioner år siden ( Mya ). I paleogeografiske termer var Mainz-bassinet bugten for en arm af havet på det tidspunkt, som i Oligocen kort forbandt Nordsøen, som derefter strakte sig markant længere sydpå med de vestlige Paratethys , et sidesø af det allerede stort set lukkede vestlige Tethys .

Beliggenhed

Mainz-bassinet er stort set placeret i den østlige del af staten Rheinland-Pfalz , til venstre for Rhinen , sydvest for den brede bue, som floden beskriver nær Mainz , den by, der også er navnet på bassinet. Kun det ekstreme nord og nordvest ligger til højre for Rhinen. Bassinet er omtrent en trekant med hjørnepunkterne Bingen , Hofheim am Taunus og Bad Dürkheim . Geografisk og med hensyn til naturligt rum svarer den venstre breddel af Mainz-bassinet stort set til det Rhinen- Hessiske bord og bjergland .

Geologiske rammer

Den jordskorpen af den vestlige og sydlige del af den østeuropæiske craton ( Baltica ) er gennemskåret af et system af hovedsageligt nord-syd orienterede Cenozoic sprækkedale frakturer , som strækker sig fra Nordsøen via det vestlige Tyskland og det østlige Frankrig mod syd til mundingen af Rhonen og længere mod det vestlige Middelhav strækker sig. I sin sydvesttyske sektion (mellem Mainz og Basel) finder den udtryk i Upper Rhine Rift , hvis sammenbrud begyndte i det tidlige tertiær for omkring 50 millioner år siden ( Eocene ).

En mulig årsag til sammenbruddet er en udvidelse af jordskorpen, der fandt sted som en kompensation på tværs af kompressionen, som den centraleuropæiske skorpe oplevede på grund af Afrikas kollision med Europa (se dannelsen af ​​Alperne ). Udtyndingen af ​​skorpen i løbet af ekspansionen manifesterede sig i synkningen af ​​en langstrakt klods, dvs. dannelsen af ​​en skyttegravstruktur nord for og på tværs af den orogeniske front af Alperne. Mængden af ​​sænkning, der er fortsat til i dag, udgør i alt et par kilometer. Vandløb og floder skærer samtidigt ind i klodser (skyttegravskulder), der stiger mere eller mindre samtidigt mod øst ( Schwarzwald , Odenwald ) og vest ( Vogeser , Pfalzskov ) af Upper Rhine Graben, og erosionen førte klipper væk med en tykkelse på ca. 2000 m, så der i dag kommer relativt store områder af den foldede kælder i Variscan frem. De eroderede masser af murbrokker blev i mellemtiden hældt i den øvre Rhin-grøft og begravet de mesozoiske lag på det sydtyske bord der. Langs grøftens centrale akse er tykkelsen på disse sedimenter over 3000 m. I nogle af de fejl, der når dybt ind i skorpen, langs hvilken de tektoniske bevægelser opstod, var magma i stand til at stige til jordoverfladen, hvilket førte til dannelsen af vulkaner , f.eks. B. omkring 18 millioner år siden ( Miocene ) i området omkring Kaiserstuhl . De fortsatte bevægelser af jordskorpen i Upper Rhine Rift udtrykkes stadig i dag i adskillige mindre jordskælv . Sænkningstakten for Upper Rhin Rift er stadig 1 mm pr. År, løftningshastigheden af ​​renden skuldre er 0,5 mm pr. År.

Mainz-bassinet er en vestlig sidebad i den nordlige del af Upper Rhine Rift, som ikke længere er i tilbagegang. Strengt taget ligger den på den vestlige skulder af skyttegraven i den nordlige del af Upper Rhin Rift ved skæringspunktet mellem Upper Rhin Rift og den øvre Paleozoic Saar-Nahe Depression . Mainz-bassinet oplevede en signifikant mindre nedsænkning end den faktiske kløftregion, så der opnås sedimenttykkelser på næsten 500 m der.

Sekvens af lag og paleogeografisk udvikling

Kælder

De røde jordarter i vinmarkerne nær Nierstein kom ud af det røde sand, silt og lersten fra Perm (Oberrotliegend).

Den præ-tertiær undergrund af Mainz Basin består overvejende af Perm ( Rotliegend ) rhyolites og siliciclastics fra den Saar-Nahe Depression , som opstår på den vestlige del af Mainz Basin og fortsætter mod øst i undergrunden af det nordlige Rhin Rift. Den underjordiske tektoniske struktur bestemmer også den indre opdeling af Mainz-bassinet i en nordlig del ( Rüsselsheim-underbassinet ) og en sydlig del ( Eisenberg- underbassinet eller Marnheim-bugten ). De to bassindele er adskilt af den såkaldte Alzey-Niersteiner-Horst , som er den østlige fortsættelse af Pfalz-sadlen i Saar-Nahe-dalen, som igen repræsenterer den østligste del af en tærskel, der løber langs den centrale bassinakse ( den østlige, også i den nordlige Upper Rhine Graben og Den del af denne tærskel, der er opdaget i Hanau-bassinet, kaldes også Pfalz-Stockstädter-tærsklen sammen med Alzey-Niersteiner Horst ). Tilsvarende er sedimenttykkelsen i området Alzey-Niersteiner Horst meget lav, og ved Nierstein dukker Rotliegend-lag op på skråningerne over Rhinen ( Nierstein-formationen ). Mod nord strækker tertiæret af Mainz-bassinet sig lidt over Hunsrücksüdrand-fejlen til den foldede ældre paleozoikum fra de rhinske skiferbjergene (inklusive farverig skifer, Taunus-kvartsit ). I det fjerne syd er det også underlagt lag af rød sandsten og kalksten . Manglen på lag fra den yngre mesozoikum og ofte den ældre tertiær indikerer, at Mainz-bassinet skal have været udsat for intensiv erosion, i det mindste i slutningen af ​​kridt og i den tidligste tertiær.

Tertiære

Pre-oligocen

De ældste cenozoiske sedimenter i Mainz-bassinet kommer fra det tidligere eocæn eller måske endda fra det senere paleocæn (> 56 millioner år). Disse er grus , sand og finkornet materiale, der er udbredt lokalt, såvel som tynd brunkul, der blev deponeret af strømmende og stående vand. I den sydlige del af bassinet er disse urene sand- og lerlag samt lagene i Eisenberg-gruppen ( ældre Eisenberger- ler- sekvens , Eisenberger-grønt ler / grøn marmel / Lymnaeenmergel , sandet Eisenberger-ler-sekvens / sandet Eisenberger-dæksler , Eisenberger-klæbemiddel sand , dannelse af Ebertsheim ). Den ældre Eisenberger-tonesekvens og Lymnaeenmargel kombineres også med de samme gamle og tilsvarende dannede aflejringer i den faktiske Upper Rhine Graben for at danne Haguenau-gruppen . I nord adskilles kun en enhed, basis ler og basissand (også Eocene base ler ) i dette interval, som inkluderer sedimenter i forskellige farver , overvejende siltet og leragtigt, i nogle tilfælde også gipsbærende. Alle disse klipper bider ikke overfladisk, men kendes kun fra borehuller. De overvejende lerede nordlige modstykker til den del allerede den tidlige Oligozän ( Rupelian forudsat) yngre lag af Eisenberg gruppe (i. E. Over Lymnaeenmergel) sammen med tilsvarende dannede indskud i selve Oberrheingraben til Pechelbronn gruppe samlet. Her er de midterste Pechelbronn-lag de mest kraftfulde og mest udbredte.

Oligocen

Sandkasse mellem samfundene i Eckelsheim og Wendelsheim med sandede og grusagtige havaflejringer fra Alzey-formationen ( Rupelian , Lower Oligocene)

Efter Lymnaeen lag i højere Eocene og de midterste Pechelbronn lag eller Ebertsheim dannelse i den tidligste Oligocene allerede haft en svag marine indflydelse i Mainz Basin (Første Rupel overtrædelse) på tidspunktet for aflejring af de foraminiferous og glauconite- bærende Lymnaean lag , en skete i løbet af Rupelian Signifikant stærkere global ( eustatisk ) stigning i havets overflade (anden Rupel-overtrædelse, Rupel-overtrædelse i. e. S.). Havet trængte ind, sandsynligvis fra nord over den hessiske depression , direkte ind i Mainz-bassinet, hvor det brød mod kvartsitklipperne på den sydlige kant af Hunsrück og længere mod syd mod klipper lavet af Kreuznach-rhyolit på den tids kyst. Den surf klippe på Steigerberg i den vestlige ende af Alzey-Niersteiner Horst vidner til denne tidlige fase af Oligocene Hav. På dette tidspunkt blev de sandede lag af Alzey-formationen (tidligere havsand) deponeret nær kysten , mens de leragtede-marmelignende til finsandlag af Bodenheim-formationen (tidligere Rupelton opdelt i foraminifer marmel , fiskeskifer og øvre Rupelton ) og Stadecken Formation (tidligere krybende sand ). Den højere del af Stadecken-formationen, den krybende sandmel, repræsenterer starten på den tredje Rupelovertrædelse.

Via den hessiske depression og Upper Rhine Rift blev de marine farvande i Mainz-bassinet skiftevis forbundet med det daværende Nordsø eller Molassehavet eller Middelhavsområdet i syd på højden af ​​Rupel-overtrædelsen selv i kort tid med begge hav på samme tid. Den gennemsnitlige årstemperatur på det tidspunkt var 18 ° C sammenlignet med 10,5 ° C i dag. Havet og kystzonerne ville have været sammenlignelige med nutidens Caribien : subtropiske temperaturer, sandbugter med palme- og laurbærtræer og i vandet krokodiller, havskildpadder, manater og blandt mange andre fiskearter mange stråler og hajer. Flamingoer, pelikaner, næsehorn, tapirs, aber og elefanter boede på land.

Allerede på tidspunktet for deponeringen af ​​Stadecken-dannelsen blev vandmassen i Mainz-bassinet mere og mere sødende, og brakforhold erstattede det fuldt havmiljø. Denne udvikling kulminerer i de mellemste lag i Sulzheim-formationen (tidligt Chattium ), som også kaldes ferskvandslag (svarer til Jakobsberg-dannelsen i det sydlige Mainz-bassin, hvor udtrykket "Sulzheim-dannelse" undertiden kun bruges om de brakeaflejringer nedenfor der er behov for ferskvandslag, der er identiske med den ældre litteratur Cyren-marmel ). I den øvre del af Sulzheim-formationen (sensu lato svarer til de nedre ceritihi-lag i den traditionelle nomenklatur, i det sydlige Mainz-bassin, også kaldet Weisenau Formation ), opstår der igen brakke forhold. Derudover fortsætter fluviale aflejringer i bassinens nordlige kant, startende fra den renske masse, hvoraf nogle er meget grove klastiske og fungerer under navnet Budenheim Formation (tidligere mælkekvartsgrus ). Alle oligocenenheder fra Alzey- og Bodenheim-formationerne til og med Budenheim- og Sulzheim-formationerne er også grupperet under navnet Selztal Group . Med undtagelse af Alzey- og Budenheim-formationerne er disse overvejende meget finkornede sedimenter. Det omfattende fravær af grovkornede aflejringer i det højere rupeliske og dybere Chattian antyder, at kystlinjerne på det tidspunkt løb relativt langt uden for grænserne for dagens Mainz-bassin og / eller at det omkringliggende område kun var lidt over havets overflade. Også specielt er forekomsten af ​​kridttid og tidlige tertiære kalkholdige foraminifera i Stadecken og Sulzheim-formationen, som muligvis har nået Mainz-bassinet fra den alpine region gennem den nordlige transport langs den øvre Rhin Rift.

Miocene

I modsætning til oligocenens sandede til lerholdige-marl-aflejringer kom der lavere Miocene og endda i yngre Chattian overvejende kalkholdige og mærkede aflejringer til salg, den overfladiske ventende i meget af nutidens Mainz-bassin og plateauerne og bakkerne i Rheinhessen-bjerglandet med give deres typiske kalkflora karakteren. Den tilsvarende række af lag er også kendt som Limestone Tertiary og litostratigrafisk tildelt navnet Mainz Group . De kalkholdige tertiære facier forekommer også i Hanau-bassinet, men ikke i Upper Rhine Graben.

Mainz-gruppen er opdelt i Hochheim-formationen , som stadig falder i den øvre Chatt, tidligere Middle Cerithia Strata , Oppenheim-formationen , som i det mindste delvist falder i den øvre oligocen (nedre del af sekvensen tidligere kendt som Upper Cerithia Strata ), Oberrad-dannelsen (øverste del af sekvensen tidligere kendt som Upper Cerithien-lag), Rüssingen-formationen (tidligere Inflata-lag / Corbicula-lag ), Wiesbaden-formationen (tidligere Lower Hydrobian-lag ) og Frankfurt-dannelsen (tidligere Upper Hydrobian-lag Lag ). De øvre lag af Wiesbaden-dannelsen og Frankfurt-dannelsen er de nyeste formationer, der kun er indeholdt i form af et par erosionsrester og forekommer ikke i det sydlige Mainz-bassin.

Et særligt kendetegn ved den såkaldte Kalktertiärs er koralalger rev, navnlig på afslutning af Mainz bassin til Oberrheingraben og især i høj hjem dannelse og i den nedre del af Oppenheim-dannelse som en barriere rev forekomme. I områderne vest for barrieren og generelt i de yngre formationer af kalksten tertiær dominerer stratificeret kalksten og marmesten. Oolitiske kalksten blev dannet i meget lavt vand, og kvartssandbærende kalk og marmor eller endda relativt rent sand blev deponeret nær Paleo-kysten. Mange af lagene er rige på fossiler, og afgrænsningen af ​​formationerne fra hinanden er delvist baseret på forekomsten af ​​visse fossiler, for det meste visse arter af snegle og muslinger. Ændringer i sammensætningen af ​​den akvatiske fauna viser, at saltholdigheden i deponeringsområdet ændrede sig relativt stærkt over tid, fra brak til moderat over-saltning. Disse saltholdighedsudsving blev begunstiget af en midlertidig indsnævring af Upper Rhine Rift og Mainz-bassinet fra både Nordsøen og det sydlige hav.

Til venstre: Kort over Rheinhessen med identifikation af udbredelsen af ​​Eppelsheim-formationen (Dinotheriensand) og Ur-Rhinens forløb.
Til højre: Stratigrafisk bord med formationer af det midterste og øvre miocæn af Mainz-bassinet og de nærliggende tertiære bassiner.

I det yngre nedre Miocæn ( Burdigalium ) trak havet sig ud af Mainz-bassinet, og regionen har været permanent tør siden da. Derudover har den vestlige og nordlige del af bassinet oplevet en moderat løft siden Mellem-Miocæn. Som et resultat af disse begivenheder og processer blev de yngste lag i Limestone Tertiary dybt forvitret, karstificeret og delvis eroderet. I processen dannedes såkaldt rullesten , leragtige forvitringsrester af kalksten, hvor små, bønne- eller nyreformede udstøbninger lavet af " limonit " dannedes. Fra middelmiocænen og fremefter blev der imidlertid også udført sedimentering, i det mindste i floddalene. De mest udbredte aflejringer fra denne periode er de grusagtige til leragtige lag i Eppelsheim-formationen (tidligere Dinotheriensand (e) ). De spænder over perioden fra Langhium til Tortonium og repræsenterer aflejringer i den oprindelige Rhinen . I dele af det sydlige Mainz-bassin er de repræsenteret af limnic-fluviatile lag med et gennemsnit af finere korn, der er kendt som Lautersheim-formationen . Disse indeholder blandt andet det hvide Lautersheim-ler , der blev udvundet i åbne miner i det 19. og 20. århundrede og brugt til produktion af porcelæn. Det er muligt, at Lautersheim-dannelsen er lidt yngre end Eppelsheim-dannelsen og dermed i tid svarer til Dorn-Dürkheim-formationen (øvre Tortonium). I ansigtet ligner sidstnævnte stort set formationerne Eppelsheim og Lautersheim og anses for at være den yngste sedimentære enhed fra Miocene i Mainz-bassinet. Det er dog begrænset til regionen omkring den eponyme kommune Dorn-Dürkheim .

Post-Miocene

I det efterfølgende Pliocene (5.3-2.6 mya) fortsatte forvitring og erosion såvel som lokal, overvejende fluvial sedimentering. I den nordlige del af Mainz Basin, relativt grovkornede sedimenter fra Piacenzium er blevet overleveret, som kaldes Arvernensis grus efter deres type fossil Anancus arvernensis - ligesom Deinotherium en "original elefant". De betragtes som indskud fra Ur-Main. I den sydlige del af Mainz-bassinet er Pliocene repræsenteret af hvidt fint sand rig på kaolin med linseformede indeslutninger af grus, groft sand og ler. Disse kaldes Kriegsheimer Sands . På grund af den usikre stratigrafiske opgave blev de i ældre litteratur omtalt som enten White Mio-Pliocene eller White Upper Pliocene .

Siliciclastic aflejringer dominerer også i pleistocænen, hvoraf den ældste kun er lokalt distribueret. Disse inkluderer Plio-Pleistocene Weisenau-sand og Cromer-perioden Mosbach-sand i Mainz / Wiesbaden-området samt de sandede Freinsheim-lag i det sydlige Mainz-bassin. De tolkes alle som fluviale aflejringer i Rhinen. I det yngre pleistocæn blev flodsedimenterne mere og mere grove, da Mainz-bassinet stiger. Dette skaber også flodterrasser . Saale (Riss) og især Vistula (Würm) isperioder er repræsenteret af omfattende loessaflejringer. Disse dækker et stort område af de tertiære lag, men når ikke en tykkelse på mere end 10 meter. Den Lössabfolge er ved jorden uddannelsesmæssige -horizonte og askeaflejringer af Eifel vulkaner internt opdelt. Den yngste og mest magtfulde askehorisont er Laacher See- udbruddet.

Fossil fauna

Ur-Rhins sedimenter indeholder steder resterne af dyr og planter, så i dag kan flora og fauna for 10 år siden i Rheinhessen rekonstrueres meget godt. Disse lag kaldes Dinotheria sand. Navnet blev givet efter bagagerummet Deinotherium giganteum ("kæmpe skræmmende dyr", også kendt som "brosme elefant" på grund af dets nedre kæbe fortænder dannet som nedadbøjede brosmer), der nåede op til 5 m skulderhøjde. Den første fossil af denne art blev fundet nær Eppelsheim i første halvdel af det 19. århundrede. Originalen er nu på British Museum of Natural History i London. Originale kaster, som mange andre fossiler fra Rhinen-Hessian Tertiær, kan ses på Natural History Museum i Mainz og Museum Wiesbaden .

En liste over pattedyrarter kompileret i 1983 navne næsten 50 arter (fx bjørn , hyæne , tapir , gammel hest Hipparion , næsehorn , sabelkat , antilope , kæmpe dovenskab ). Den 28 cm lange lårben af ​​den gamle verdens abe Paidopithex rhenanus, der blev opdaget i 1820 nær Eppelsheim i Dinotherien-sandet, er særlig kendt . Han betragtes som verdens første historiske fund af uddød repræsentant fra det tættere forhold mellem aber .

svulme

Generelt

• Kirsten I. Grimm: Tertiæret af Mainz-bassinet i Tysklands stratigrafiske tabel 2002. Nyhedsbreve om stratigrafi. Bind 41, nr. 1-3, 2005, s. 347-350, doi: 10.1127 / 0078-0421 / 2005 / 0041-0347
• Peter Schäfer: Sedimentationshistorie og stratigrafi af de tertiære aflejringer i det sydlige Mainz-bassin (udflugt E den 24. april 2014). Årsrapporter og meddelelser fra Upper Rhine Geological Association, ny serie. Vol.96 (Geologiske udflugter i Pfalz og andre videnskabelige artikler), 2014, s. 73-104, doi: 10.1127 / jmogv / 96/0005 (alternativ fuldtekstadgang: ResearchGate )
• Peter Schäfer: Mainz Basin - stratigrafi, paleontologi, udflugter. Geological Guides Collection, bind 79. 2. helt revideret udgave, Schweizerbart, Stuttgart 2012, ISBN 978-3-443-15092-1
• Peter Schäfer: Tertiær i Mainz Basin. S. 200–219 i: Statskontoret for geologi og minedrift Rheinland-Pfalz (red.): Geologi i Rheinland-Pfalz. Schweizisk skæg, Stuttgart 2005, ISBN 3-510-65215-0
• Michael Weidenfeller: Pleistocæn fra Mainz-bassinet. S. 257-263 i: Statskontoret for geologi og minedrift Rheinland-Pfalz (red.): Geologi i Rheinland-Pfalz. Schweizisk skæg, Stuttgart 2005, ISBN 3-510-65215-0
• D. Vogellehner: Paleontologi. Freiburg 1987.

Individuelle beviser

1. ^ ^{A b} Peter A. Ziegler: Europæisk cenozoisk riftsystem. Tektonofysik. Bind 208, nr. 1-3, 1992, s. 91-111, doi: 10.1016 / 0040-1951 (92) 90338-7
2. ↑ inklusive en del af dette system, Perm- Oslo-grøften , oprindeligt kendt som Middelhavs Mjösen-zonen , se Dieter Ortlam: Nye aspekter af den cenozoiske udvikling i den nordlige del af Middelhavet Mjösen-zonen. Geologisk undersøgelse. Vol. 70, nr. 1, 1981, s. 344-353, doi: 10.1007 / BF01764333
3. ↑ P. Schäfer: Sedimentationshistorie og stratigrafi af de tertiære aflejringer i det sydlige Mainz-bassin. 2014, s. 82 f.

Weblinks

• Af enge af havgræs, kulsvin og elefanter fra Rhinen - en rejse gennem tiden gennem Mainz-bassinet - steinkern.de