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«Zum Problem der „Deimlinger Mühle-Schwelle“ im Kylltal (Unterdevon, Rotliegendes, Buntsandstein), Südeifel, Deutschland von Eric LICHTENSCHEIDT ...»

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Bull. Soc. Nat. luxemb. 104 (2003) p. 139-154

Zum Problem der „Deimlinger Mühle-Schwelle“ im

Kylltal (Unterdevon, Rotliegendes, Buntsandstein),

Südeifel, Deutschland

von

Eric LICHTENSCHEIDT 1)

Abstract: The outcrop at Deimlinger Mühle is situated at the north-eastern border

of the Trier Rotliegend basin. On the level of the road lower Devonian rocks occur,

surrounded by Buntsandstein cover. This outcrop was described by Grebe (1892).

Above it there are clastic rocks belonging to the higher Rotliegend and the Mittlerer Buntsandstein 2. By geologic mapping and analysis of tectonics and sedimentation in the nearer vicinity, a network of normal faults has been discovered. This fault network in the sedimentary cover is probably connected with a normal fault in the basement. It was active during the higher Rotliegend. During the deposition of the Buntsandstein it acted as the rim of a sedimentary swell. Posttriassic movements crosscut the mesozoic coverage.

Zusammenfassung: Der Aufschluss an der Deimlinger Mühle liegt an der nordwestlichen Flanke des Trierer Rotliegend-Beckens. Dort stehen auf Straßenniveau Schichten des Unterdevons inmitten von Buntsandsteinbedeckung an.

Diese Schichtenfolge ist seit Grebe (1892) bekannt. Im Hangenden folgt diskordant eine klastische Schichtenfolge bestehend aus höherem Rotliegend und Mittlerem Buntsandstein 2. Durch geologische Kartierung und Untersuchung von Tektonik und Sedimentologie auch in der Umgebung wurden zahlreiche Störungen erkannt.

Sie lassen auf eine im Grundgebirge angelegte Abschiebung schliessen. Diese war im höheren Rotliegend aktiv. Während der Ablagerung des Buntsandstein wirkte sie als synsedimentäre Schwelle. Post-triassische Bewegungen zerblockten die auflagernden Sedimente. Aus der Gesamtheit der Ergebnisse ergibt sich im Bereich der Deimlinger Mühle eine schwach ausgeprägte Rand- und Schwellenposition, die syngenetisch und post-triassisch durch Störungen modifiziert wurde.

Key words: Buntsandstein, Rotliegendes, fluviatil, tektonik, Architektur-ElementAnalyse.

1. Einführung Die Deimlinger Mühle liegt im Kylltal, an der Landstrasse 43 (L43) zwischen den Ortschaften Kordel und Daufenbach, ca. 15 km nördlich von Trier (Abb. 1). Ihr gegenüber liegt ein Unterdevonaufschluss (R 25 46 560 H 55 25 520) inmitten von Buntsandstein, der seit der Erstaufnahme des Blattes GK 25 6105 Welschbillig (Grebe

1892) bekannt ist. In der jüngeren Literatur wird diese Position als „horstartiger Devonaufbruch“ (Negendank 1983) oder als „Deimlinger-Mühle-Schwelle“ (Schrader

1990) bezeichnet.

1) Immenburgstrasse 20, D-53121 Bonn (eric.lichtenscheidt@t-online.de).

Im Rahmen von geologischen Untersuchungen (Lichtenscheidt 1999) stellte sich die Frage, ob es sich dabei um ein Paläorelief in Form einer aufragenden Schwelle im Grundgebirge, oder um einen postsedimentären tektonischen Horst handelt. Zur Klärung dieser Frage wurde die Sedimentation des Buntsandstein im Umfeld des Aufschlusses mit Hilfe der Architektur-Element-Analyse von Miall (1996), eine sehr hilfreiche Arbeitsanweisung zur Klassifizierung von fluviatilen Sedimenten, untersucht und das 14,5 km2 große Umfeld geologisch kartiert (Abb. 2). Die Überprüfung der auskartierten Mächtigkeiten und Verwerfungen in der dritten Dimension erfolgte mit Hilfe von sich kreuzenden Profilen.

Abb. 1. Geologische Übersichtskarte und Lage des untersuchten Gebietes

Nach dem Bau der Eisenbahnstrecke Köln-Gerolstein-Trier in den 1880er Jahren des letzten Jahrhunderts kam es im Bereich des Aufschlusses immer wieder zu Verbiegungen und Aufwölbungen im Gleisbett (Fliegel 1925, 1926, 1927), die sich auch heute noch an der 1956 bergwärts verlegten L43 bemerkbar machen. Fliegel (1925) beschreibt, dass die Oberfläche des variscisch geprägten Sockels aus Gesteinen des Unterdevon nach WNW einfällt und dass die auflagernden Rotsedimente in regenreichen Jahren wohl auf der vertonten, wasserstauenden [Verwitterungs- ?] Decke der Tonschiefer (Kaolinisierung an der ehemaligen Landoberfläche) abrutschen. Für Verbiegungen im Gleisbett wird in die „Schiefertone“ eindringendes Wasser verantwortlich gemacht, wobei die Bewegungen erst durch das Entfernen des Widerlagers ausgelöst wurden.

Mit Hilfe von inzwischen verstürzten Entwässerungsstollen legte man die betroffenen Schichten trocken, und die Bewegungen kamen zum Stillstand. Bei der Verlegung der heutigen L43 zwischen den Devonaufschluss und die Gleisen wurde weiteres Widerlager entfernt, und es kam 1966 zu einem Bergrutsch, wobei die L43 von ca.

3000 m3 Gestein verschüttet (Krauter 1971) wurde. Dies waren die schon 1925 in Bewegung geratenen aufliegenden Rotsedimente.

Abb. 2. Geologische Karte des Arbeitsgebietes mit Lage der Aufschlüsse und Profile I-III Außer diesen ingenieurgeologischen Untersuchungen wurde der GrundgebirgsAufschluss an der Deimlinger Mühle auch von anderen Autoren in ihre

Untersuchungen einbezogen:

Schröder (1952: Abb. 1) zieht die Grenze der Verbreitung von Rotliegend in der Nähe von Daufenbach, beschreibt das Devon-Vorkommen jedoch nicht explizit. Er erkennt die wesentlich höheren Mächtigkeiten des Vogesensandstein (sm) im Trierer Raum und deutet diese mit der Kreuzung der Wittlicher Senke mit dem Nord-Süd gerichteten Trier-Bitburger Becken.





Weiler (1972: 212ff, Abb. 4) erkannte aufgrund von zahlreichen Bohrungen im Kylltal die Position des Devonaufschlusses „Deimlinger-Schwelle“ als nordwestliche Begrenzung des Sedimentationsgebietes während des höheren Rotliegend. Dabei ergab sich eine Schwellenposition mit nur 70 m sm-Auflage.

Bei Krieger (1978: 15) ist die paläogeographische Akzentuierung der „Devonschwelle“ mit nur 20 m sm Auflage wesentlich ausgeprägter.

Mader (1982: Abb. 10) entwickelte ein Modell mit mehreren „Grundgebirgsschwellen“ in der Eifeler N-S-Zone. Die Deimlinger Schwelle soll danach erst nach dem höheren Mittleren Buntsandstein bzw. nach den unteren Zwischenschichten des Oberen Buntsandstein (Mader 1985: Abb. 4) eingedeckt worden sein.

Negendank (1983: 50) sieht in dem „horstartigen Devonaufbruch an der Deimlinger Mühle“ die nordwestliche Begrenzung des Trierer Beckens und der damit verbundenen Verbreitung des Rotliegend. Negendank & Wagner (1988) finden auf der „Deimlinger-Schwelle“ „devonisch beeinflußten sm2“.

Schrader (1990) vermutet in der „Deimlinger-Mühle-Schwelle“ die nordwestliche Begrenzung des Gladbacher Troges (hier: Trierer Becken, Abb. 1).

Kremb-Wagner (1996: 29) hält eine Nordgrenze der Rotliegend Verbreitung zwischen Auw an der Kyll und Bruch am Ostrand der Trierer-Senke für möglich. Die untersten Konglomerate im Aufschluss an der Deimlinger Mühle werden als sm1 gedeutet.

Im Hangenden der Konglomerate schließen sich sm2 und sm3 in stark reduzierter Mächtigkeit an.

Zusammenfassend ergibt sich, dass die meisten Bearbeiter den Grundgebirgsaufbruch an der Deimlinger Mühle als Teil einer Schwelle interpretieren, die die Verbreitung der Rotliegend-Sedimente nach Nordwesten begrenzte. Uneinigkeit besteht jedoch in der Frage der Wirksamkeit der Schwelle im Mittleren und Oberen Buntsandstein.

Im nachfolgenden Text wird versucht, zur Beantwortung dieser Frage das Problem aus unterschiedlichen Blickwinkeln zu beleuchten. Im Vordergrund steht die Bestandsaufnahme des Profils an der Deimlinger Mühle. Andererseits kann nur die Einbindung des Profils in die geologische Situation des näheren Umfeldes Auskünfte über paläogeographische und tektonische Sachverhalte geben. Letztlich ergibt die sedimentologische Betrachtung von Parade-Aufschlüssen einen Eindruck von den Bildungsbedingungen wärend des Mittleren und Oberen Buntsandstein.

2. Beschreibung und lithostratigraphische Gliederung des Profils an der Deimlinger Mühle Unterdevonische Sedimentgesteine (Abb. 3) stehen bis ca. 5 m über dem Straßenplanum an, wobei die Aufschlusssituation - direkt an der häufig befahrenen Landstrasse - aufgrund von leichter Hangschuttüberdeckung und Bewuchs sehr schlecht ist. Im Aufschluss steht eine Wechselfolge von braunen Tonschiefern und glimmerhaltigen quarzitischen Sandsteinen an, die Grebe (1892) aufgrund von Fossilfunden in das Unter-Emsium stellt.

Nach einer Aufschlußlücke folgen bei Profilmeter 6,8 - 7 dunkelrote, gelblich gefleckte Ton- bis Siltsteine, die nicht geschiefert, jedoch stark und unregelmäßig geklüftet sind. Diese Schicht liegt vermutlich direkt und diskordant auf den unterdevonischen Tonschiefern. Ihre Mächtigkeit lässt sich wegen der Hangschuttüberdeckung der Unterund Obergrenze nur grob auf ca. 1 m schätzen. Nach dem Vergleich mit ähnlichen, ebenfalls dunkelroten Ablagerungen in Trier-Ehrang und in der Wittlicher Senke gehören sie sehr warscheinlich in das höhere Rotliegend oder zur Verwitterungsdecke der permokarbonischen Landoberfläche.

Nach einer weiteren Profillücke von ca. 0,7 m folgt bei 8,4 - 9,9 m über Straßenplanum ein klastengestützes, graurotes, fluviatil schräggeschichtetes Konglomerat. Es besteht aus roten gerundeten Ton- und Siltsteinklasten. Untergeordnet führt es gelbbäunliche Quarzit- und hellgraue Milchquarzgerölle, die teilweise nur kantengerundet sind. Die maximale Größe der beobachteten Quarzit-Gerölle beträgt 14 x 7 x 4 cm, der mittlere Durchmesser beträgt ca. 4 cm. Viele größere Gerölle (meist Quarzite) sind in situ gebrochen und lassen sich mit der Hand durchbrechen. Die Matrix des Konglomerates ist schlecht sortiert und besteht aus intensiv rotem, tonigem Sand. Eine ähnliche Ausbildung von Farbe und Fazies sind aus dem Buntsandstein in der Umgebung des Aufschlusses nicht bekannt. Im weiteren Umfeld sind sie auf die Schichten des Rotliegend beschränkt (Ashraf & Stets 1978). Es hat den Anschein, daß diese Schichtpartie ursprünglich etwas höher ausstrich, ein wenig verrutscht ist und sich dabei verkantet hat. Die Paläoströmungsmessung an einigen größeren eingeregelten Geröllen ergab eine Schüttung grob aus nordöstlicher Richtung. Eine derartige Strömungsrichtung ist für Buntsandsteinsedimente im Trier-Bitburger Becken untypisch und passt eher zum Strömungsmuster des höheren Rotliegend (Kozel & Stets 1989, Stets 1990). Das Konglomerat enthält gut gerundete fossilführende Sandsteinbruchstücke mit Resten von Spiriferen, die nicht weiter bestimmbar waren. Diese Gerölle (ø ca. 4-6 cm) sind lithologisch den größeren Bruchstücken bei Profilmeter 20 sehr ähnlich. Wahrscheinlich war das Liefergebiet identisch und lag in unmittelbarer Nähe, worauf auch der geringe Rundungsgrad der großen Bruchstücke hinweist. Aufgrund der Farbähnlichkeit und der Schüttungsrichtung wird das Konglomerat zum Rotliegend gezählt.

Der nächste Profilabschnitt reicht nach einer knapp 10 m mächtigen Aufschlusslücke von 19,5 m bis ca. 30,5 m. Er beginnt mit einem Schuttstrom aus hauptsächlich sandigen Komponenten und einigen mit bis zu 30 cm großen Grobsandsteinbruchstücken. Auf ihn folgen nach einer geringmächtigen Ton-/ Siltsteinlage mehrere gleich gefärbte fluviatile „fining-upward“-Zyklen, die sich von schwach oder nicht verfestigten Konglomeraten an der Basis über Sand- zu Siltsteinen am Top entwickeln.

Die lithostratigraphische Einstufung dieses Profilabschnitts ist ungewiss. Es könnte Teil einer größeren, komplexen Rinnenfüllung des höheren Rotliegend sein, jedoch weisen nur der debris-flow bei 20 m und die folgenden Schichten bis ca. 22 m die typische dunkle Rotliegendfärbung auf. Die hangenden Schichten hingegen besitzen die typische hellere Buntsandsteinfärbung. Jedoch handelt es sich wohl nicht um Ablagerungen des sm1, da diese kleinen fluviatilen Zyklen bis 30,5 m nicht als Basisschüttung des Buntsandstein aufgefasst werden können. Eine Zuordnung zum sm2 kann ausgeschlossen werden. Zwar kommen debris-flows im Arbeitsgebiet sonst nur noch im sm2 vor, die „fining-up“ Zyklen ab Profilmeter 24 aber sind in anderen sm2-Aufschlüssen in der Umgebung nicht beobachtet worden. Zudem ist in den Kylltalbohrungen lediglich eine Mächtigkeit von ca. 35 m sm2 erbohrt worden (Kaiser 1975, Neuinterpretation: Lichtenscheidt 1999, Abb. 4), die hier bei Einbeziehung dieses Profilabschnitts wesentlich überschritten würde. Um die Zuordnung sicher belegen zu können, sind weitere Untersuchungen an ähnlichen stratigraphischen Positionen im Trier-Bitburger Becken nötig, die der Autor zur Zeit durchführt.

Die Schichten ab ca. 34 m bis ca. 48 m können lithologisch sicher mit den Schichten des sm2 in der näheren Umgebung parallelisiert werden (Lichtenscheidt 1999).

Sie beginnen mit Schuttstrom-Ablagerungen (debris flows), die sich erosiv in die unterlagernden Schichten einschneiden. Diese werden zum Teil fluviatil aufgearbeitet, und die darin enthaltenen Klasten werden in den darauf folgenden Schichten abgelagert.

Zum Top dieses Profilabschnitts hin kommen fluviatil trogförmig schräggeschichtete geröllführende Sandsteine neben fast geröllfreien Sandsteinen vor.

3. Das Profil „Deimlinger Mühle“ in seinem geologischen Umfeld In den dem Grundgebirge auflagernden Schichten in der Fazies des Rotliegend und des Buntsandstein bestehen Unregelmäßigkeiten und Mächtigkeitsunterschiede gegenüber der weiteren Umgebung. Im Zentrum dieser befindet sich der Aufschluss an der Deimlinger Mühle (Abb. 2, 4).

3.1. Höheres Rotliegend Übertage kommen Schichten des Rotliegend im Arbeitsgebiet nur an der Deimlinger Mühle vor. Sie wurden 600 m südlich davon in der Bohrung Kylltal 4 mit 16 m angetroffen, aber nicht durchteuft und als „sandige tiefrotbraune Tonsteine“ (Kaiser 1975: 15), als „Kreuznacher Schichten“ (Krieger 1978: 14) und als „Rötelschiefer“ (Schrader 1990: 51) bezeichnet. Im Aufschluss an der Deimlinger Mühle werden sie wohl von den Ton-/Siltsteinen zwischen Profilmeter 6,8 und 7,7 und von dem hangenden Konglomerat bei Profilmeter 8,4 - 9,9 vertreten. Aus Mächtigkeits- und Faziesunterschieden auf beiden Schollen ergibt sich eine synsedimentäre Abschiebung während des höheren Rotliegend (Abb. 4).



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