Neue Untersuchungen an Strahlenkalken und Shatter-Cones (E-Book)

Shatter-Cones stellen die bisher einzig sicheren makroskopischen Belege für die Wirkungen von Impaktbzw. Stoßwellenmetamorphose dar und werden deshalb weltweit zur Entdeckung und zum Nachweis von Impaktkratern herangezogen.

Im Rahmen unserer Untersuchungen haben wir Shatter-Cones untersucht, die während des Ries-Impaktes gebildet wurden und aus oberjurassischen Kalken bestehen. Diese Shatter-Cones (bzw. »Strahlenkalke«) wurden in verschiedenen Abständen zum Ries-Impakt-Zentrum gefunden. Die Fundstellen dieser Shatter-Cones liegen auf einem Shatter-Cone-führenden »Auswurfstrahl«, der sich vom Ries-Zentrum in südsüdwestlicher Richtung über eine Strecke von etwa 180 km erstreckt. Unsere Untersuchungsergebnisse lassen sich mit der empirischen Formel V = 0,1133D + 12,137 beschreiben, in der »D« den Abstand (in Kilometern) zum Ries-Zentrum darstellt und »V« den sogenannten »V-Winkel« (in °) der korrespondierenden Shatter-Cones bedeutet. Der lineare Zusammenhang wird durch das Bestimmtheitsmaß »R2« von 0,9565 unterstützt.

Zusätzlich kann entlang des Shatter-Cone-führenden Ries-Auswurfstrahls festgestellt werden, dass mit zunehmender Auswurfdistanz auch der Anteil an stratigraphisch älterem Ejekta-Material (mittel- und unterjurassische bis obertriassische Gesteine) zunimmt.

Schlüsselwörter: Shatter-Cones, Strahlenkalke, Stoßwellenmetamorphose, V-Winkel, Ries-Impakt, Steinheim- Impakt, Ries-Ejekta, Impakthorizont, Nordalpines Molassebecken, Mittel-Miozän.

Zusammenfassung / Summary 1

1. Einleitung 3

2. Geologische Situation und Shatter-Cone-Fundorte 4
2.1 Nördlinger Ries (Impaktkrater) 5
2.1.1 Steinbruch Wengenhausen 6
2.1.2 Steinbruch Aumühle 6
2.2 Steinheimer Becken (Impaktkrater) 6
2.2.1 Zentralhügel 7
2.2.2 Sontheim (»Hohe Beet«) 8
2.2.3 Galgenberg 8
2.3 Biberacher und Ravensburger Brockhorizont 8
2.3.1 Hochgeländ bei Biberach an der Riß 10
2.3.2 Kleintobel bei Ravensburg 11
2.4 Ziemetshausener Brockhorizont 11
2.5 Bernhardzeller Blockhorizont 12

3. Strahlenkalk- bzw. Shatter-Cone-Proben (Fundobjekte) 12
3.1 Proben aus dem Nördlinger Ries 13
3.2 Proben aus dem Steinheimer Becken 14
3.3 Proben aus dem Biberacher und Ravensburger Brockhorizont 20
3.4 Proben aus dem Ziemetshausener Brockhorizont 22
3.5 Proben aus dem Bernhardzeller Blockhorizont 22

4. Diskussion 24
4.1 V-Winkel der Shatter-Cone-Proben 24
4.2 Distanzen der Shatter-Cone-Fundorte zum Ries-Impaktkrater 28
4.3 Shatter-Cone-Bildungsbereich und Abstände zum Ries-Impaktor 30
4.4 Größe des Ries-Impaktors 31
4.5 Ursprüngliche stratigraphische Position im Einschlaggebiet des Nördlinger Rieses 32

5. Wesentliche Untersuchungsergebnisse 33

6. Dank 34

7. Schriftenverzeichnis 34

Shatter-Cones weisen stoßwellenmetamorphe kegelförmige Scherbrüche auf, die sich durch charakteristische, divergierende Bruchmarkierungen auszeichnen (Abb. 1). Im Jahre 1905 wurden von Branco & Fraas (1905) erstmalig diese markanten Bruchmarkierungen aus dem Steinheimer Becken beschrieben und mit einem kryptovulkanischen Ursprung in Verbindung gebracht. In dieser Arbeit (Abb. 2) wurden auch die ersten fotografischen Abbildungen derartiger Bruchstrukturen in oberjurassischen Kalken veröffentlicht, die große Beachtung fanden und auch als »Strahlenkalke« bekannt wurden. Weniger beachtet wurde jedoch die Tatsache, dass in dieser Arbeit auch Strahlenkalke beschrieben wurden, die aus den älteren Schichten des Einschlaggebiets stammen. So werden beispielsweise vom südlichen Klosterberg Geoden aus der mitteljurassischen Opalinuston-Formation aufgeführt, die ebenfalls Strahlenkalkbildungen zeigen: »Als bezeichnende Belegstücke wurden in den Opalinusthonen verkieste Ammonites opalinus sowie zerpreßte Belemniten und die charakteristischen Geoden (letztere mit der S. 36, 37, Fig. 7, 8 erwähnten Strahlenkalkbildung), in den Weißjura-Mergeln aber kleine verknitterte Belemnites hastatus gefunden« (Branco & Fraas 1905: 19). Dennoch finden sich in der Literatur immer wieder Textpassagen, die Shatter-Cones aus den älteren Schichten des Steinheimer Beckens erwähnen (u. a. Kranz et al. 1924; Bucher 1963; Groschopf & Reiff 1966, 1969; Reiff 1977). Es soll in dieser Arbeit nicht unerwähnt bleiben, dass aus dem Steinheimer Becken auch erstmalig subparallele Schockbrüche (“subparallel shock fractures”; Taf. 4, Fig. 2, 3) beschrieben wurden, die mit dem Impakt in Verbindung gebracht wurden (Reiff 1979a, 1979b). Ebenso lassen sich im Bereich der beiden Krater impaktbedingte Brekzien finden (u. a. Hüttner 1969, Borus 1975, Baier & Scherzinger 2010; Taf. 4, Fig. 4, 3). ...

Dr. Volker J. Sach, 1966 in Ochsenhausen (Baden-Württemberg) geboren, studierte Geologie/ Paläontologie an der Universität Erlangen-Nürnberg, 1993 Diplom. 1999 Promotion am Institut und Museum für Geologie und Paläontologie der Universität Tübingen. Von 1996 bis 2001 war er am Staatlichen Museum für Naturkunde in Stuttgart beschäftigt, zunächst als Volontär und anschließend als wissenschaftlicher Angestellter im Rahmen eines DFG-Projektes. Danach Werkverträge mit mehreren naturkundlichen Museen in Süddeutschland. Seit 2004 ist er bei der Archäologischen Denkmalpflege des Regierungspräsidiums Stuttgart (2004-2014: RP Tübingen) tätig. Das geowissenschaftliche Interesse gilt insbesondere den Molasse-Ablagerungen (Schwerpunkt: Obere Süßwassermolasse und Brackwassermolasse) in Südwestdeutschland, den beiden Impaktkratern Nördlinger Ries und Steinheimer Becken, fossilen Klein- und Großsäugetieren sowie der Faunenentwicklung während der Miozän-Zeit. Vorliegende Arbeit dient als erweiterte Neufassung der beim Pfeil-Verlag bereits 2014 erschienen Broschüre über Strahlenkalk-Funde aus dem Brockhorizont der Oberen Süßwassermolasse in Oberschwaben.
Anschrift: In der Talwiese 2, D-72488 Sigmaringen; E-Mail: vsach@gmx.de

Dr. Johannes Baier, 1972 in München geboren, studierte Chemie an der Universität Ulm. 1999 Diplom. 2001 Promotion. Von 2001 bis 2004 war er Postdoktorand am Institut für Geowissenschaften der Eberhard Karls Universität Tübingen (Arbeitsbereich: allgemeine und physikalischchemische Mineralogie). Er ist als Entwicklungsingenieur in der Industrie tätig. Sein geowissenschaftliches Interesse gilt dem Ries-Impakt, der südwestdeutschen Geologie sowie Goethes geowissenschaftlichen Studien.
Anschrift: Steinäckerstraße 58, D-72074 Tübingen; E-Mail: baier-johannes@web.de