Schichtenfolge im Hembachgebiet bei Sperberslohe-Furth

Das Gebiet von Sperberslohe-Furth wird stratigraphisch von den Schichten des Mittleren Keupers aufgebaut. Im Liegenden folgen die älteren Schichtkomplexe des Muschelkalks und Buntsandsteins. Dieses Deckgebirge lagert dem paläozoischen Grundgebirge diskordant auf. Die Tiefenlage des Grundgebirges wird im Hembachgebiet -- aufgrund von Interpolationen weiter entfernter Tiefbohrungen und refraktionsseismischer Messungen -- auf einem Höhenniveau von etwa 100 m unter NN angenommen (BERGER 1979).

Triassische Festgesteine

Der Komplex der Burgsandsteine baut i.w. den Untergrund von Sperberslohe-Furth auf; er erreicht im Beobachtungsgebiet eine Gesamtmächtigkeit von 75 bis 80 m. Petrographisch bestehen die Burgsandsteine aus körnigen und verschieden festen Sandsteinlagen sowie Lettenlinsen, -lagen und über größere Distanz durchhaltenden Lettenhorizonten mit schwankender Mächtigkeit. Lokal sind mergelige Lagen, dolomitische Bildungen und Hornsteine eingeschaltet. Charakteristisch für die Burgsandsteinsedimente ist ein rascher und starker Fazieswechsel. Die Farbe der Sandsteine variiert von grauen und grünen Tönungen über rotviolette zu roten Tönen.

Die Burgsandsteine gelten als Abtragungsreste des Vindelizischen Landes: Der unsortierte Gebirgsschutt wurde von Süden her in Form von ausgedehnten Schuttfächern in das Fränkische Becken verfrachtet. Episodische Überflutungen, zeitweise wirksame Flußsysteme und äolische Kräfte gestalteten die vertikal und horizontal rasch wechselnden Sedimentationsbedingungen: Diese äußern sich heute in Kreuzschichtungen, ausgedehnten Lettenbändern und -nestern sowie rinnenartigen Auswaschungen mit Kieslagen an deren Basis. Unter semiariden Klimabedingungen lag das Verbreitungsgebiet des heutigen Burgsandsteins in einem küstennahen, trockenen Gebiet, welches von Mündungstrichtern fluviatiler Rinnen und episodisch auftretenden Tümpeln durchsetzt war.

Geologische Karte des Hembachgebiets

Stratigraphisch werden die Burgsandsteine mit Hilfe von markanten Tonlagen ("Basisletten") in den Unteren, Mittleren und Oberen Burgsandstein untergliedert.

Der Untere Burgsandstein besteht überwiegend aus grauen, meist mürben Sandsteinen wechselnder Körnung, welche mit tonigen Lagen durchsetzt sind; seine Mächtigkeit schwankt im Untersuchungsgebiet von 20 m bis 30 m. Im Liegenden des Unteren Burgsandsteins steht der bis 5 m mächtige, blaugraue Basisletten an. An Schwermineralen herrscht im Unteren Burgsandstein Frankens im Gebiet um Sperberslohe ein Granat-Apatit-Maximum vor, während beispielsweise bei Langenzenn (westlich Fürth/Bay.) ein Zirkon-Monazit-Maximum vorliegt (BERGER 1978).

Der Mittlere Burgsandstein streicht im Beobachtungsgebiet weiträumig aus. Er wird aus mittel- bis grobkörnigen, graubeigen, gelblichen und rötlichen Sandsteinbänken aufgebaut, denen mürbe Lagen zwischengeschaltet sind. Im Mittleren Burgsandstein des Gebiets um Sperberslohe beobachtete BERGER (1979) bei den Schwermineralen ein Zirkon-Monazit-Maximum.

Der graugrüne, bisweilen feinsandige Basisletten des Mittleren Burgsandsteins ist im Gebiet um Sperberslohe etwa 25 m über der Untergrenze des Burgsandsteins in einer Mächtigkeit von 4 bis 5 m ausgebildet . Auch in den höheren Niveaus dieses Schichtkomplexes können über längere Distanz durchhaltende, rot- bis hellbraune, schwach sandige Zwischenletten beobachtet werden: So ist in vielen Waldbereichen die Annahme des Vorhandenseins der Zwischenletten durch sekundäre Hinweise, wie Vernäßungs- und Versumpfungszonen oder typischer Pflanzenbewuchs wie Moose, Königsfarne und saure Gräser, gerechtfertigt. Die Gesamtmächtigkeit des Mittleren Burgsandsteins beträgt etwa 25 m.

Der Obere Burgsandstein streicht nur außerhalb des Untersuchungsgebiet 3 km südöstlich von Sperberslohe am Schellenberg aus. Seine Mächtigkeit beträgt dort etwa 30 Meter, wobei auf den Basisletten etwa 8 bis 10 m entfallen. Petrographisch setzen sich die Oberen Burgsandsteine aus hellbraunen, porösen, dickbankigen, meist grobkörnigen Arkosesandsteinen zusammen; bisweilen kommen auch harte quarzitische Lagen vor.

Keuperprofile in Bohrungen des Hembachgebiets

Quartäre Lockersedimente

Die triassischen Festgesteine werden im Gebiet von Sperberslohe-Furth an der Erdoberfläche von den jüngsten, überwiegend geringmächtigen Ablagerungen der quartären Sande (und bisweilen Tone) fluviatiler und äolischer Herkunft sowie von vielerorts anmoorigen Böden überdeckt.

Große Flächen im Gebiet um Sperberslohe-Furth werden von Flugsanden eingenommen. Sie setzen sich aus lockeren, fein- bis mittelkörnigen, hellgrauen Sanden zusammen; aufgrund des fehlenden Bindemittels sind sie auch heute noch leicht beweglich. Im Profil erweisen sich die äolischen Sande meist als horizontal geschichtet und zeigen -- bei relativ guter Sortierung -- einen bänderartigen Aufbau. Im Gebiet um Furth treten Dünen auffällig in Erscheinung, wobei bezüglich der Morphologie die Längsdünen überwiegen, deren Scheitellinien von West nach Ost verlaufen. Aus ihrer Form ist auf langanhaltende Westwinde mit gleichmäßiger Stärke zu schließen. Die Entstehungszeit der heute noch erhaltenen Dünen fällt nach BRUNNACKER (1955) und BERGER (1979) in das ausgehende Würm-Glazial und war im Boreal größtenteils abgeschlossen.

Geologisches und geomorphologisches Blockbild sowie Blockbild der Quartärbasis im Hembachgebiet

Die Mächtigkeiten der Flugsande sind sehr unterschiedlich und wurden durch das alte Relief der Landoberfläche vor der Anwehung bedingt: Sie betragen i.a. von 0,5 m bis 2,5 m und können in Dünenzügen bis 5 m anwachsen. Petrographisch bestehen die Flugsande zu 93% bis 96% aus gut abgerollten Quarzen; untergeordnet treten angewitterte Feldspäte, Kalk und Limonitkörner auf. Der Schwermineralanteil liegt meist um 1% (BERGER 1979). Die Anwehung erfolgte durch Winde aus westlichen Richtungen, wobei als Ursprungsmaterial verwitterte Keupersandsteine sowie die westlich vorgelagerten Fluß- und Terrassensande gelten.

holozäne Dünenlandschaft östlich Furth Flugsande östlich Furth

Anmoorige Böden finden sich im Hembachgebiet an den Stellen, wo Niederschläge oder austretendes Grundwasser keinen Abfluß findet, so z.B. an flachen Hängen, in Mulden oder auf ebenen Talböden, welche durch grundwasserstauende Schichten im Untergrund "abgedichtet" werden.

In diesen Geländebereichen werden pflanzliche Zersetzungsteile nicht abgeführt, sondern als unzersetzte organische Substanz in den Böden angereichert. Derartige stark humos durchsetzte Lockersedimente werden bei weniger als 30% Anteil organischer Stoffe als Anmoor, bei größeren Gehalten als Moor ausgeschieden.

Im Hembach- und Höllenbachgebiet breiten sich große zusammenhängende Anmoorflächen aus: Sie stehen überwiegend mit den Fließgewässern und Weihern in engem morphologischen Zusammenhang, wobei oftmals die verschiedenen Lettenhorizonte im Burgsandstein als unterlagernde Aquiclude dienen. Im Gebiet um Sperberslohe konnten in kleineren Flächen Mächtigkeiten der anmoorigen Böden bis 2 m beobachtet werden.

Die holozänen Talfüllungen bestehen überwiegend aus Grob- bis Feinsanden mit lehmigen Bindemittel. Die Bildung der auch heute noch bei Hochwässern überspülten, hydrologisch eng mit dem Vorfluter kommunizierenden Talfüllungen werden von BRUNNACKER (1955) in das Postglazial gestellt.

holozäne Talfüllung im Hembachtal

Im Hembachtal wurde in der Bohrung 38 (800 m ostnordöstlich Sperberslohe) eine Mächtigkeit der Talfüllung von 12 m erbohrt: Sie setzt sich hier aus fein- bis mittelkörnigen, schwach lehmigen Sanden und Feinkieslagen zusammen.

Als Schema der Talfüllungen zeichnet sich n. BERGER (1979) folgendes Bild ab: Über den anstehenden Burgsandsteinen folgen grobe Kiese und Gerölle in meist geringer Mächtigkeit, darüber fluviatile Sande mit Feinkiesschichten und schluffigen Lagen. Im Hangenden werden diese Talfüllungen von schluffig-feinsandigen Sedimenten bis 1 m Mächtigkeit überdeckt.

In den quartären Schottern, welche im Gebiet um Roth weite Flächen einnehmen, konnte BERGER (1967) an mehreren Stellen radiologische Anomalien beobachteten; hier liegen mit hoher Wahrscheinlichkeit seifenartige Anreicherungen von radioaktiven Schwermineralen vor.

Auch in den quarzreichen Sedimenten des Hembachs tritt das Schwermineral Zirkon (ZrSiO4 + (Al, Ca, Ce, Fe, Nb, P, Ta, Hf, Th, U, Y)) mit einem Gewichtsanteil bis 436 ppm auf. Zirkon besitzt aufgrund seines Hafnium-, Thorium- und Urangehalts (welcher insgesamt bis 10% betragen kann und auch die meist dunkelbraune Färbung verursacht) eine geringe Radioaktivität und gilt daher als ein Hauptträger natürlicher Radioaktivität in vielen Gesteinen; viele Zirkone geben meßbare Radiumstrahlung ab.

Ebenso enthält das -- im Mittleren Burgsandstein des Hembachgebiets vorkommende -- rötlichbraune bis gelbliche Schwermineral Monazit, ein Phosphat v.a. der seltenen Erden Cer, Neodym, Praseodym und Lanthan, Thorium und dessen Zerfallsprodukte Mesothorium und Helium. Die Radioaktivität der Monazitseifen läßt sich am Beispiel des dichtbesiedelten indischen Bundesstaat Kerala exemplarisch verdeutlichen: In den dortigen Lockersedimenten konnten hohe Dosisleistungen beobachtet werden. Diese werden verursacht durch die Vorkommen von thoriumhaltigen Monazitsanden, welche Spitzendosen von 1000 bis 4000 mrem/a verursachen, wobei jedoch diese Meßwerte bis um den Faktor 10 im Bereich von nur wenigen Metern schwanken können.

Diese jüngsten Lockersedimente der Talfüllungen entstanden durch die noch heute stattfindenden Überschwemmungen. Sie haben hellbräunliche bis beige Färbung, die bisweilen aufgrund humoser Anreicherung auch in graue Tönungen übergehen. Gelegentlich sind in der Talfüllung anmoorige Schichten sekundär von den jüngsten Aufschüttungen überdeckt worden.

* Dr. A. Baier; last update: Mittwoch, 04. März 2009 23:45