Geologie in Ludwigsburg, Jan. 2012

Inhalt

1. Einleitung 3

2. Geologischer Bau und Erdgeschichte von Baden-Württemberg 4

2.1 Krustenbewegung und Landschaftsbild 4 2.2 Der Aufbau des Untergrundes 5 2.2.1 Grundgebirge 5 2.2.2 Deckgebirge 7

3. Geologie in Ludwigsburg 13

3.1 Buntsandstein 13 3.2 Muschelkalk 13 3.3 Keuper 15 3.4 Quartär 17 3.5 Geologische Karte und Profilschnitt von Ludwigsburg 18 3.6 Tektonik - Die Lagerung der Schichten 20 3.7 Lemberg und Hohenasperg als Zeugen der Erdgeschichte 21

4. Das Grundwasser im Untergrund von Ludwigsburg 22

5. Anhang 26

5.1 Geologische Zeittafel, Schichtaufbau und Grundwasser in Ludwigsburg 26 5.2 Gesteinskunde 29 5.3 Gesteinsfarben 31 5.4 Karst 32 5.5 Erdbeben 33

Herausgeberin Auskünfte zu Geologie, Grundwasser, Baugrund, Altlasten Stadt Ludwigsburg und Erdwärmenutzung in Ludwigsburg erteilt: Fachbereich Tiefbau und Grünflächen Fachbereich Tiefbau und Grünflächen Wilhelmstraße 11 Abteilung Bodenschutz 71638 Ludwigsburg Telefon: 07141/910-2707 Telefax: 07141/910-2230 Bearbeitung und Beiträge Mail: [email protected] Dr. Wolfgang Goos Januar 2012

1. Einleitung

Dieses Manuskript ist eine Zusammenfassung der landschaftsgeschichtlichen und geologischen Entstehung von Baden-Württemberg und der geologischen Verhältnisse im Raum Ludwigsburg. Die Gemarkung von Ludwigsburg liegt im Landschaftsraum des ca. 1300 km 2 großen Neckarbeckens und umfasst eine Fläche von 4333 ha (Abb. 1). Das Neckarbecken wird im Süden und Südosten von den Keuper- bergen des Glemswaldes, der Stuttgarter Bucht, dem Schurwald und den Berglen, im Osten und Nordosten vom Murrhardter Wald und von den Löwensteiner Bergen und im Nordwesten vom Strom- und Heuchelberg eingerahmt. Der Markungsbereich westlich des Neckars gehört zur Muschelkalk- und Lettenkeuperfläche des "Strohgäus", dessen östlicher Teil bis zum Neckar "Langes Feld" genannt wird. Der Bereich östlich des Neckars gehört zur Gäufläche der "Backnanger Bucht". Im Strohgäu wird intensiver Ackerbau auf den fruchtbaren Lösslehmböden betrieben. Das Neckartal mit seinen Nebentälern und die Gäuhochflächen östlich des Neckars werden auch durch Obst- bau und Weinbau geprägt. Die höchste topographische Erhebung in Ludwigsburg ist der Lemberg mit 365,1 mNN, der tiefste Punkt liegt im Gewann Hofwiesen im Neckartal am Nordrand der Gemarkung mit 195,8 mNN.

Heilbronn

Heuchelberg Nord Zabergäu

Zaber Löwensteiner Berge

Stromberg

Neckar Murr

Besigheim Murrhardter Metter-Platte Bietigheim/B . Backnang Wald Marbach Enz Vaihingen/E. Ludwigsburg Backnanger Bucht

Str udelbach Glems- Strudelbach- Langes Feld Platte Winnenden PFilder N e c k a r - B e c k e n

Berglen Hecken- S t r o h - G ä u Waiblingen Gäu Rems Glems Rems Schmidener Stuttgart Feld Leonberg Stuttga rter Bucht Esslingen SchurwaldSchurwald Glemswald

Obere Fils Filder Fils Gäue Sindelfingen Schönbuch Körsch Böblingen Albvo rland

Gäulandschaft, Keuperbergland Filderebene Albvorland Zeugenberge

Abb. 1: Die naturräumliche Gliederung im Mittleren Neckarraum

Abb. 2: Der Aufb au des Schichtstufenland es im M ittleren Neckarraum Verändert nach: H. Brunner (1998): Erläuterungen zu Blatt Stuttgart und Umgebung, GK 50, LGRB Freiburg

2. Geologischer Bau und Erdgeschichte von BadenBaden----WürttembergWürttemberg

Die Geologie ist die Wissenschaft vom Bau und der Entstehungsgeschichte der Erde (gr. gé = Erde, logos = Lehre). Zur Rekonstruktion der Erdgeschichte sind genaue Kenntnisse der unterschiedlichen Gesteine, ihrer Herkunft und Entwicklung im Laufe der Jahrmillionen und ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften erforderlich. Durch Studium, Analyse und Kartierung der Art der Gesteine (Petrographie) und ihrer Lagerungsverhältnisse (Stratigraphie), durch die Erforschung und Klassifizierung der fossilen Lebewelt in den Gesteinsschichten (Paläontologie) und mit chemischen und physikalischen Methoden (Geochemie, Geophysik) kann eine Systematik und Altersklassifizierung der Gesteine der oberen Erdkruste vorgenommen werden. Mineralogische, geophysikalische, geographische, karto- graphische und paläoklimatologische Untersuchungen ergänzen die Geologie und führen zu unserem heutigen Bild von der Entstehung und Entwicklung der Erde und ihrer Lebewelt. Bevor wir die unterschiedlichen Gesteine unseres Landes näher betrachten, müssen die dynamischen Vorgänge innerhalb der Erdkruste erläutert werden. Sie sind für die Entstehung der Gesteine und für die Formung der Land- schaften von großer Bedeutung.

2.1 Krustenbewegung und Landschaftsbild

Der Aufbau der Erde gliedert sich in Erdkern, Erdmantel und abgetragen. Im kleinräumigen Maßstab kommt es innerhalb Erdkruste (Abb. 3). Die zwischen 5 und 50 km mächtige der Platten zur Bildung von Schichtverbiegungen, die als Erdkruste ist in 7 Großplatten und 7 kleine Platten unterteilt. Mulden- und Sattelstrukturen bezeichnet werden und zu Diese sind, angetrieben durch konvektive Fließbewegungen horizontalen und vertikalen Schichtversetzungen, die als des etwa 1.200 °C heißen und zähplastischen Magmas im Verwerfungen bezeichnet werden. Diese sind oft als Graben- Erdmantel ständig in langsamer vertikaler und horizontaler und Horststrukturen angelegt (Abb. 4). Diese dynamischen Bewegung Die Vertikalbewegungen der Platten liegen bei Bewegungsvorgänge innerhalb der Erdkruste werden unter wenigen mm pro Jahr, die Horizontalbewegungen liegen bei dem Begriff "Tektonik" (= die Baukunst betreffend) zusam- bis zu 16 cm pro Jahr. In Vulkangebieten und in Bereichen mengefasst. Sie haben im Zusammenwirken mit der Verwitte- mit quellfähigen Gesteinen, v,a, Anhydrit, können Vertikal- rung und der Abtragung der Gesteine maßgeblichen Einfluss bewegungen im Zentimeterbereich pro Jahr gemessen wer- auf die Gestaltung von Flusssystemen und Landschaften. den. Entlang der Plattengrenzen in den Ozeanen tritt Lava aus und es kommt zur Neubildung von Meeresboden. Da- Das Zusammenspiel dieser Kräfte führte gegen Ende der durch driften die Platten langsam auseinander (Seafloor- erdgeschichtlichen Zeitära des Paläozoikums (Erdaltertum) Spreading). Es bilden sich weltumspannende Bruchsysteme, vor etwa 255 Millionen Jahren im Raum des heutigen Europa die sogenannten ozeanischen Riftsysteme mit mächtigen zur Bildung des so genannten "Germanischen Beckens" als mittelozeanischen Gebirgsrücken und Inselketten. Diese flache Einsenkung und Randmeer eines großen Ozeans, der Neubildung von Meeresboden wird an anderer Stelle bei der "Tethys" (Abb. 4). Die Landmassen der Erde waren zu dieser Kollision der Kontinentalplatten durch Versenkung der Oze- Zeit zum Großkontinent "Pangäa" vereinigt, der dann im ankruste (Subduktion) in den oberen Erdmantel, einherge- Laufe der Zeit zu den heutigen Kontinenten zerfallen ist. Das hend mit der Bildung von Tiefseerinnen ausgeglichen. Bei Germanische Becken erstreckte sich vom heutigen England der Kollision von Kontinenten, z.B. Indien mit Asien oder und Skandinavien bis nach Polen, Süddeutschland und nach Afrika mit Europa entstehen Faltengebirge wie z.B. der Hima- Burgund. Im Laufe der folgenden Jahrmillionen wurden hier laja und die Alpen. Beim Auseinanderdriften kontinentaler die an die 1000 m mächtigen Sedimentschichten des Meso- Platten entstehen kontinentale Riftsysteme wie z. B. das zoikums (Erdmittelalter) in den Zeitabschnitten von Trias, ostafrikanische Grabensystem und das Rote Meer (Abb. 3). Jura und Kreide abgelagert. Gegen Ende der Jura-Zeit vor Innerhalb der Platten bilden sich Bruchsysteme wie z.B. das etwa 145 – 140 Millionen Jahren haben sich Teile dieses Mitteleuropäische Grabensystem mit Rhone-Graben, Bresse- Beckens in Süddeutschland über den Meeresspiegel heraus- Graben und Oberrheingraben und es kommt auch zu weit- gehoben und unser Land ist seitdem Abtragungsgebiet. räumigen Hebungen oder Absenkungen der Erdkruste. In die Durch die stärkere Heraushebung von Vogesen, Schwarzwald so entstandenen Becken dringen Flüsse oder das Meer ein und Odenwald kam es in der Tertiär-Zeit vor etwa 35 Millio- und es bilden sich über lange Zeiträume mächtige Sedi- nen Jahren zum Einbrechen des Oberrheingrabens als Ge- mentablagerungen, die von den umgebenden Festlandsge- wölbescheitelbruch. Innerhalb der europäischen Erdkrusten- bieten abgetragen werden. Nach tektonischer Hebung und platte entstand durch tektonische Vorgänge schließlich die Trockenfallen der Sedimentbecken werden die abgelagerten "Süddeutschen Großscholle", die weite Bereiche von Baden- Gesteine durch die Erosion von Wasser und Wind wieder Württemberg und Bayern umfasst (Abb. 4)

Abb. 333: Blick in das Erdinnere

Die relativ starren Erdkrustenplatten werden durch

langsame Konvektionsströmungen im heißen und

plastischen Erdmantel bewegt. Aus D. Richter (1992): Allgemeine Geologie, 4. Auflage. De Gruyter, Berlin.

Die tektonische Hebung von Südwestdeutschland führte nördlichen Landesteilen. Das führte in Verbindung mit der zum Einschneiden der Flusssysteme von Rhein und Donau unterschiedlichen Abtragungsgeschwindigkeit der unter- durch rückschreitende Erosion und zur Abtragung der Ge- schiedlich widerstandsfähigen Sedimentgesteine zur Bildung steine. Im Bereich der Hochgebiete von Schwarzwald und eines Schichtstufenlandes mit einer asymmetrischen Auffä- Odenwald wurden die Sedimentschichten so tief abgetragen, cherung der Schichtstufen. Dieses Zusammenspiel von He- dass die Gneise und Granite des alten Grundgebirges wieder bung und Schrägstellung durch Krustenbewegungen und zutage treten. Die starke Hebung von Schwarzwald und der Abtragung der unterschiedlich harten und wasserdurch- Odenwald führte zur Verkippung der ehemals weitgehend lässigen Gesteinsschichten hat im Laufe der Jahrmillionen horizontal abgelagerten Sedimentschichten nach Südosten. das "Schwäbisch-Fränkische Schichtstufenland" mit seinen Wegen der noch stärkeren Hebung des Südschwarzwaldes Steilstufen und Verebnungsflächen geschaffen, das sich von fallen die Schichten dort steiler ein, als in den mittleren und der Donau bis zur Rhön erstreckt. (Abb. 7 und 8).

2.2 Der Aufbau des Untergrundes

Der Geologe nennt den inneren Bau des Untergrundes "Gebirge", auch wenn kein Bergland im geographischen Sinne aufragt. Im oberen Bereich der Erdkruste sind in Baden-Württemberg zwei übereinander liegende geologische Baueinheiten zu unterscheiden: Das ältere "kristalline Grundgebirge" (Grundgebirgssockel, Basement) und das jüngere "sedimentäre Deckgebirge" (Sedimenthülle).

2.2.1 Grundgebirge

Die Gneise und Granite unter den Sedimentgesteinen wer- Die Gneise sind metamorphe Gesteine, die durch die Um- den als Grundgebirge bezeichnet. Es handelt sich um soge- wandlung älterer Sedimentgesteine und Magmatite entstan- nannte Kristallingesteine, bei denen sich die Mineralien bei den sind. Die Ausgangsgesteine wurden durch tektonische der Gesteinsentstehung durch Kristallisation aus einer Ge- Vorgänge in bis zu 15 Kilometer Tiefe versenkt, auf bis zu steinsschmelze oder durch Umkristallisation bei der Ge- 500 °C erhitzt und hohen Drücken ausgesetzt. Durch diese steinsmetamorphose (Umwandlung) gebildet haben. Diese Beanspruchung haben sich andere Mineraliengefüge gebil- Mineralien sind im Gegensatz zu den oft sehr kleinen Mine- det (Rekristallisation ), oder es sind vollkommen neue tempe- ralien der Sedimentgesteine, die durch Verwitterung und ratur- und druckstabile Mineralien entstanden. Alle vorher- Abtragung zersetzt und zerrieben wurden oder sekundär gehenden Gesteinsstrukturen und Fossilien wurden dabei neu entstanden sind, im Gestein oft gut sichtbar. In Baden- zerstört. Es kam aber nicht zur Gesteinsaufschmelzung. Württemberg sind die Grundgebirgsgesteine die Reste eines Metamorphe Gesteine sind oft an ihrer Schieferstruktur zu durch die Abtragung eingeebneten ehemaligen Faltengebir- erkennen, die durch einseitig gerichteten Druck entstanden ges. Dieses "Variszische Gebirge" bildete im Paläozoikum vor ist. Die Granite werden als plutonisch-magmatische Gesteine 300 bis 400 Millionen Jahren über weite Bereiche des heu- (Tiefengesteine, Erstarrungsgesteine, Intrusionsgesteine) tigen Europa ein Hochgebirge, ähnlich wie heute die Alpen. bezeichnet. Sie sind während der variszischen Gebirgsbil- Bei der Abtragung dieses Gebirges vor etwa 250 - 300 Milli- dung im Bereich von tektonischen Schwächezonen in glut- onen Jahren sind die in der Tiefe liegenden Kristallingestei- flüssigem Zustand aus großer Tiefe aufgestiegen, haben ne freigelegt worden. In Baden-Württemberg besteht das dabei die älteren Gneise durchschmolzen und sind dann Grundgebirge zu 2/3 aus Gneisen und zu 1/3 aus Graniten. langsam zu grobkörnigen Festgesteinen erstarrt .

12 Seite 9, Abb. in Profilschnitt

Ludwigsburg

Abb. 444: Die tektonischen Strukturen in Süddeutschland

Die Süddeutsche Großscholle zwischen Oberrheingrabe n, Alpen, Böhmischer Großscholle und Rheinisch-Ardennischer Großscholle nimmt weite Teile von Baden-Württemberg und Bayern ein. Der tektonische Bau, also Brüche und Gräben, Mulden und Sättel, Gewölbe, Falten, Abschiebungen und Aufschiebungen und auch Gesteinsklüfte haben maßgeblichen Einfluss auf die Verwitterung und Abtragung und damit auf die Richtung der Flüsse und auf das Gesicht der Landschaft. Das kleine Bild rechts oben zeigt die Spannungsverhältnisse in Mitteleuropa. Die weißen Pfeile zeigen die Einspannung der Krustenteile (Blöcke), die schwarzen Pfeile deuten die Bewegung als Reaktion darauf an. Erd- bebengebiete sind schraffiert. Der nordwärts gerichtete Druck der afrikanischen Kontinentalplatte, der auch für die Auffaltung der Alpen verantwortlich ist, zerscherte die Europäische Kontinentalplatte in zahlreiche Brüche und Gräben. Das Schollenmosaik ist in fraktaler Hierar- chie vom Satellitenbild bis zur mikroskopischen Probe erkennbar. Die Bewegungen sind auch heute noch aktiv. Im Südschwarzwald können Hebungen von 0,1 mm pro Jahr gemessen werden, die Alpen heben sich mit ca. 1 mm pro Jahr.

Aus: C. Stier, H. Behmel & U. Schollenberger (1989): Wüsten, Meere und Vulkane, Baden-Württemberg in Bildern aus der Erdgeschichte. Peter Grohmann, Stuttgart. Nach O.F. Geyer & M.P. Gwinner 1991 und W. Carlè (1950),

2.2.2 Deckgebirge

Die über dem kristallinen Grundgebirge abgelagerten Sedimentgesteine (Sedimenthülle) werden als Deckgebirge bezeichnet. Das Grund- gebirge und die oft stark verfestigten bis felsartigen Sedimente des Deckgebirges bis zum Ende der Tertiär-Zeit werden als "Grundschich- ten" bezeichnet. Darüber liegen die meistens locker gelagerten Sedimente aus der Zeit des Quartärs vor 2,6 Mio. Jahren bis heute, die als "Deckschichten" bezeichnet werden.

Sedimentäre Grundschichten

Während der langsamen Einsenkung des Germanischen Gestein verkittet haben. Die Sedimente des Mesozoikums Beckens im Zeitraum des Mesozoikums (Erdmittelalter) kam werden in die Zeitperioden Trias (Buntsandstein, Muschel- es zur Ablagerung von stellenweise über 1.000 m mächtigen kalk, Keuper) , Jura und Kreide untergliedert. Im außeralpi- Sedimentschichten, teils unter flacher Meeresbedeckung nen Deutschland wird die Trias als "Germanische Trias" (marine bzw. überwiegend chemische und chemisch- bezeichnet, im Gegensatz zur "Alpinen Trias ", die im weiter biogene Sedimente) und teils unter dem Einfluss von Fluss- südlich gelegenen Meeresbecken der Tethys abgelagert systemen (terrestrische, fluviatile, limnische bzw. überwie- wurde. Am Übergang von der Jura-Zeit in die Kreide-Zeit vor gend klastische Sedimente; siehe Erläuterung auf Seite 27). etwa 145 bis 140 Mio. Jahren kam es in Süddeutschland zur Die Klimaverhältnisse waren warm und trocken und oft Heraushebung der Erdkruste über den Meeresspiegel und wüstenhaft (arides Klima). Die Ursache für dieses Klima war damit zum Ende der Sedimentation. Mögliche Ablagerungen die langsame Wanderung der europäischen Erdkrustenplatte aus der Kreide-Zeit sind hier der Abtragung zum Opfer gefal- seit dem Ende der Karbon-Zeit aus der tropisch-feuchten len. In der Zeitära des Känozoikums (Erdneuzeit) hat sich vor Äquatorregion nach Norden in die subtropische Wüsten- 40 bis 5 Millionen Jahren während der Tertiär-Zeit das Al- zone. Die Absenkung des Beckens wurde durch die Auf- penvorland der Schweiz, Oberschwabens und Bayerns abge- schüttung der Sedimente kompensiert, so dass die Sedimen- senkt. Ursache waren Massenausgleichsvorgänge im Zuge tationsoberfläche immer knapp über dem Meeresspiegel oder der alpinen Gebirgsbildung. In diesem so genannten "Nord- flach darunter lag (Schelfmeer). Die weichen, feinkörnigen alpinen Molassebecken" (mollis = weich) wurde der Abtra- und locker gelagerten Sedimente wurden mit der Zeit durch gungsschutt der rasch aufsteigenden Alpen als bis zu 5.000 den Prozess der "Diagenese" (Verdichtung) verfestigt. Die m mächtige, sandig-tonige und örtlich konglomeratische Sedimente wurden durch den Druck der überlagernden Schichten unter flacher Meeresbedeckung und durch Flüsse Schichten entwässert und kompaktiert. Dann wurden in den und Schichtfluten abgelagert. Auch der einbrechende Ober- winzigen Zwischenräumen der Sedimentkörner durch Lö- rheingraben wurde in dieser Zeit vom Meer überflutet und sungsvorgänge und durch Umkristallisation und Sammelkris- mit bis über 3.000 m mächtigem Abtragungsschutt aufge- tallisation neue Kristalle gebildet, die das Sediment zu festem füllt.

Deckschichten

Gegen Ende der Tertiär-Zeit ist das warme Erdklima aus noch herrschte ein kaltes und trockenes Tundra- und Steppenkli- nicht genau bekannten Gründen kälter geworden. Während ma mit bis zu 100 m tiefem Permafrost und einem spärli- der Zeitperiode des Quartärs (2,6 Mio. Jahre bis heute) wur- chen Bewuchs mit Gräsern und Sträuchern. Auf dieser Land- den im "Pleistozän" (Eiszeitalter) in ganz Deutschland die oberfläche haben sich durch sommerliche Frost-/Tau- vielfältigen Deckschichten-Sedimente der Kaltzeiten und der wechsel und Verwitterungs-, Umlagerungs- und Fließvorgän- dazwischen liegenden Warmzeiten auf den wesentlich älteren ge Fließerden und Frostschuttdecken gebildet. Darüber wur- Grundschichten abgelagert. In mindestens 8 Kaltzeiten (Gla- den in weiten Bereichen feinkörnige Lösssedimente durch ziale) von jeweils etwa 100.000 bis 200.000 Jahren Dauer Staubstürme abgelagert. An den Talflanken lagerte sich schoben sich mächtige Gletscher vom skandinavischen Hangschutt ab und in den Flusstälern wurden sandige Schot- Schild nach Norddeutschland vor. In Oberschwaben und ter sedimentiert. Die Kaltzeiten wurden von den etwa 10.000 Bayern traten die Gletscher aus den Alpen ins Flachland und bis 20.000 Jahre andauernden Warmzeiten (Interglaziale) stellenweise bis über die Donau heraus. Der Feldberg im unterbrochen. Im dann warmen und feuchten Klima waren Südschwarzwald trug dann ebenfalls eine Eiskappe und die die kaltzeitlichen Ablagerungen besonders intensiv der Ver- Hochlagen im Nordschwarzwald waren mit kleinen Kar- witterung und Bodenbildung ausgesetzt. Die Jetzt-Zeit wird Gletschern bedeckt. Die Gletscher hinterließen bei jedem innerhalb der Quartär-Zeit als "Holozän" bezeichnet und zählt Vorstoß ihre Ablagerungen aus Moränen, Beckentonen, San- seit dem Ende der "Würm-Kaltzeit" vor 11.590 Jahren. Das den und Flussschottern. In den nicht vom Eis bedeckten Holozän ist eine Warmzeit, auf die in wenigen tausend Jah- sogenannten "Periglazialgebieten", so auch in Ludwigsburg, ren vermutlich in die nächste Kaltzeit folgen wird.

Zeitsystem Zeitserie Zeitgruppe Alter Ereignisse Entwicklung nicht schraffiert in Mio. in Südwest- der Lebewelt = überwiegend Meer -> Ablagerung von Sedimenten Jahre deutschland schraffiert = Festland -> überwiegend Abtragung gestrichelt Weltweite = Tiefland Gebirgsbildungen Ära -> überwiegend Ablagerung Quartär Holozän Talauen, Schuttsedimente, 11.590 a Moderner Mensch Pleistozän Löss, Beckentone seit ca. 250.000 a Schotter, Moränen (Eiszeiten)

2,6 (1,8) Erste Hominiden Tertiär Pliozän

Miozän Eozän

Oligozän Molasse Deutschland

- Älteste Wale Oberrheingraben Känozoikum Paläozän 66 Großes Artensterben Kreide Oberkreide durch Meteorit

lokal in SW Dinosaurier sterben Sedimente aus Vulkanismus 100 Älteste Affen Unterkreide ische Gebirgsbildung ische

Festland Auffaltung der Alpen Alpen der Auffaltung 146 Jura Oberjura Weißer Jura 161 Zeit derlandschaftlichen Formung Mitteljura Brauner Jura Älteste Vögel 176 Schwarzer Jura Unterjura 200 Trias Obertrias Keuper Erste Säugetiere

Mitteltrias Muschelkalk 237 ginSüdwestdeutschland enSchichtstufenlandes

Meeresreptilien 245 Dinosaurier

Untertrias Buntsandstein Alpid

Mesozoikum 251 Großes Artensterben Perm Oberperm Zechstein durch Vulkanaus- brüche, 90% der 260 Arten sterben aus Rotliegendes Mittel- und Unterperm lokal Sedimente, Granite 299 Älteste Reptilien Karbon Kohlesümpfe Ablagerung des Deckgebirges des 359 Wirbeltiere erobern Devon das Land Amphibien

416 Silur Älteste Fische Gneise, Anatexite 444

südwestdeutsch Meeresbedeckun Vulkanismus Ordovicium Ausgangsgesteine der 488 Älteste Insekten Grundgebirgsgneise:

Kambrium Kaledonische G. Variszische Gebirgsbildung Grauwacken, Tonsedimente, Viele neue Arten Paläozoikum Tuffe 542 entstehen Präkambrium (Proterozoikum, Organismen ohne Zellkern, Bakterien Archäikum,

Hadäikum) Cyanobakterien Alter der Erde Älteste Lebewesen vor ca. 4,55 ca. 3,5 Milliarden Milliarden Jahren ÄltereGebirgsbildungen Metamorphoseim heutigen Grundgebirge Jahre

im Raum Ludwigsbur g an der Oberfläche anstehende Gesteine = größerer Vereisungsphasen in der Erdgeschichte

... abgetragene Gesteinsschichten = Artensterben-Großereignisse ("Big Five")

... in der Tiefe anstehende Gesteine = Meteoriteneinschläge von Nördlinger Riss - sedimentäres Deckgebirge und kristallines Grundgebirge und Steinheimer Becken vor 15 Ma. (Granite und Gneise des Variszischen Gebirges und älterer Beide Krater stammen von einem Meteoriten, Zeit-Perioden) der sich geteilt hat.

Abb. 555: Geologische Zeittafel und geologische Ereignisse in Südwestdeutschland Ergänzt und aktualisiert nach: H. Behmel, M.P. Gwinner, K. Hinkelbein & W. Siewert (1979): Geologie (Eine Einführung für Studierende). Arb. Inst. Geol. Paläont. Univ. Stuttgart (Hrsg.), N.F. 73.

Perm Buntsandstein Muschelkalk Keuper 299-251 Millionen Jahre (Ma) 251-243 Ma 243-235 Ma 235-200 Ma

Germanisches Be cken

Oberjura Kreide Tertiär Quartär 157-146 Ma 146-66 Ma 66-2,6 Ma 2,6 Ma bis heute Dargestellt ist die Situation im Eiszeitalter (Pleistozän)

Glazialgebiete in Norddeutschland

eisfrei (periglazial)

Alpen -Vergletscherung

Abb. 666: Die Verteilung von Land und Meer in Deutschland Paläogeographische Karten der Sedimentationsräume im Germanischen Becken für die Zeiträume von Perm bis Quartär . Seit dem Ende der Jura -Zeit sind weite Teile von Süddeutschland Festland.

Ergänzt nach G. Bloos (1998) aus: E. Villinger (2005): Geo-Poster Baden-Württemberg, Grafiken zur Geologie und Erdgeschichte. CD -ROM. Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau (LGRB), Freiburg. 10

Ludwigsburg

Ludwigsburg Alb Rhein- Molassebecken graben

Blockbilder nach C. Stier, H. Behmel & U. Schollenberger (1989): Wüsten, Meere und Vulkane, Baden -Württemberg in Bildern aus der Erdgeschichte. Peter Grohmann, Stuttgart. Abb. 777: Die Erdgeschichte von Baden ---Württemberg Paläogeographische Blockbilder der Landschaften für die Zeitabschnitte von Bundsandstein, Muschelkalk, Keuper und Tertiär

Während de r Buntsandstein ---Zeit war das Germanische Becken eine Aufschüttungsfläche mit einem Zur Jura ---Zeit drang wieder das Meer in das Germanische Becken vor und lagerte in einem flachen bis wüstenartigen Klima. Aus den randlichen Hochgebieten haben Flüsse sandige Sedimente mit Tonen und tiefen Schelfmeer Ton- und Kalkschlämme und mächtige Riffkalke ab (kein Bild). Gegen Ende der Jura- Geröllen überwiegend als Schichtfluten in die oft abflusslose Tiefebene transportiert. Während der Zeit und mit Begin der KreideKreide----ZeitZeit vor etwa 145 bis 140 Mio. Jahren wurde unser Land Abtragungsgebiet MMMuMuuuschelkalkschelkalkschelkalk----ZeitZeit drang das Meer in das Becken vor und lagerte Kalk- und Tonschlämme ab. Zur Zeit (kein Bild). Auf dem Festland entwickelte sich durch die Erosion der schräg gestellten und unterschiedlich des Mittleren Muschelkalks war das Randmeer zeitweise vom großen Ozean abgeschnitten, so dass das widerstandsfähigen Sedimentschichten das Schwäbisch-Fränkische-Schichtstufenland. Der Stress der Meerwasser im trocken-heißen Klima (arides Klima) verdunstete und sich Evaporitsedimente aus Gips, afrikanisch-europäischen Plattenkollision während der TertiärTertiär----ZeitZeit vor etwa 40 Millionen Jahren führte Anhydrit und Steinsalz abgesetzt haben. Zur KeuperKeuper----ZeitZeit herrschten festländische Ablagerungsverhält- zum Einbrechen der europäischen Grabensysteme und zur Heraushebung der Grabenränder von nisse mit gelegentlichen marinen Einflüssen bei einem oft trockenen und kontinentalen Klima vor. Zur Schwarzwald und Vogesen. Im Oberrheingraben wurden unter Meeresbedeckung bis zu 3.000 m mächti- Zeit des Gipskeupers kam es zur Ausscheidung von Gips und Anhydrit im verdunstenden Meerwasser. ge Sedimente abgelagert. Im Alpenvorland wurden der bis zu 5.000 m mächtige Abtragungsschutt der Die höheren Keuperschichten werden von mächtigen Tonmergel-Sedimenten und von Sandsteinlagen Alpen im teils marinen, teils limnisch-fluviatil geprägten Molassebecken abgelagert. aufgebaut, die von Flusssystemen in das Becken transportiert wurden.

Rheingraben Keuper

Quartär + Odenwald Bauland Neckar Tertiär Kraich gau Keuper

Heuchelberg Hohenloher Ebene Löwensteiner Zabergäu Muschelkalk, Berge Stromberg Kraichgau teils mit Schwäbisch - Lettenkeuper Keuper Fränkischer Meteoriten- Neckar- Wald Krater von becken Alb Murr Schnittlage Nördlinger Ries Enz in Abb. 9 und

Steinheimer- Backnanger Becken Ludwigsburg Gäu Bucht Berglen Murg Buntsandstein

Graben S t r o h g ä u Perm,+ Stuttgart Karbon Schwäbische Glemswald Schurwald Alb Rems

Oberrhein Keuper Heckengäu

Filder Fils

Baar Nagold

Nord - Unterjura Hegau schwarzwald Schönbuch

Schwarzwald Alb -Vorland Oberschwaben Klettgau

Deckgebirge Gneise Oberes Gäu Keuper Molasse- + Grani- Muschelkalk, Grundgebirge Oberj ura becken te teils mit Mitteljura Schwäb. Alb Lettenkeuper

Geologische Reliefbilder ergänzt nach G. Wagner & A. Koch (1961), bearbeitet durch R. Hüttner. Quelle: LGRB. Abb. 888: Baden ---Württemberg heute --- Die geologische Anatomie unseres La nnndes Östlich der fluviatilen Terrassenlandschaft des Oberrheingrabens erhebt sich das stark zertalte kristalline Über dem Keuper liegen die geringmächtigen Tonsteine, Mergelsteine und Sandsteine des Unterjuras Grundgebirge (rot) und bildet das kuppige Mittelgebirge von Schwarzwald und Odenwald. Im Nord- (blaugrau).Darüber bilden im Alb-Vorland die mächtigen Tonsteinserien des Mitteljuras (braun) den An- schwarzwald und im Odenwald liegt der Buntsandstein (beige) als älteste und erste sedimentäre Schicht- stieg zur markanten Schichtstufe der Schwäbischen Alb. Der Felstrauf der Schwäbischen Alb wird von den stufe auf dem Grundgebirge und leitet den Übergang von der Grundgebirgslandschaft zur nach Osten verkarsteten Karbonatgesteinen des Oberjuras (hellblau) gebildet, die den derzeitigen Haupterosionsrand folgenden Schichtstufenlandschaft ein. Über dem Buntsandstein folgt die Stufe und Verebnungsfläche des der Jurastufe in Baden-Württemberg markieren. Die roten Punkte (Auswahl) im Vorland und auf der Alb z.T. verkarsteten Muschelkalks (rosa), der zusammen mit dem geringmächtigen LettenkeuperLettenkeuper (gestichelte sind alte VulkanVulkan----TuffTuffTuff----SchloteSchlote des Kirchheim-Uracher Vulkangebiets aus der TertTertiiiiärärärär----Zeit.Zeit. Die zunächst Linie in der Abb. rechts) die weiten Gäuflächen und das Neckarbecken bildet. Darüber folgt die Schichtstu- kuppige und ab der Klifflinie ebene Hochfläche der Alb geht entlang der Donau in die teils hügelige und fe des Gipskeupers und des Sandsteinkeupers (grün), deren Hochflächen die bewaldeten Keuper- teils flächige Akkumulationslandschaft von Oberschwaben über. Diese wird von den mächtigen Sand- und bergländer rund um Stuttgart und Heilbronn und den Schwäbisch-Fränkischen Wald bilden. Das Ausgrei- Tonschichten des Molassebeckens aus der TertiärTertiär----ZeitZeit (gelb) aufgebaut. Die tertiären Schichten werden fen der Keuperschichtstufe nach Westen im Glemswald bei Leonberg wird durch die Reliefumkehr im großteils von den Moränenzügen, Schotterflächen, Beckentonablagerungen und Torfflächen des PleistPleisto-o-o-o- Fildergraben verursacht. zäns (Eiszeitalter) und von Ablagerungen des HolHoloooozänszäns (Jetztzeit) (ocker) bedeckt.

West Ost Nord Süd Profil - Knick

Nord-Vogesen Rheingraben Nord-Schwarzwald Gäu Filder Schwäbische Alb Oberschwaben Thurgau Alpen

Merkur Achalm Tautschbuch Höchsten Hoher Kasten

Rhein Murg Nagold Neckar Donau Bodensee

Haguenau Baden-Baden Liebenzell Ludwigsburg Stuttgart Mengen St. Gallen Helvetikum ehemalige Gletscherbedeckung

Grundgebirge Tertiä re Grabenfüllung Permokarbon Buntsandstein Muschelkalk Tertiäre Vulkanschlote Keuper Unter - Mittel - Oberjura

Süddeutsche Großscholle Pleistozäne und holozäne Sedimente Subalpine Molasse

Abb. 999: Geologische r Profil schnitt Rheingraben --- Schichtstufenland --- Oberschwaben --- Alpen Profilschnitt verändert nach O.F. Geyer & M.P. Gwinner (1991): Geologie von Baden-Württemberg. Schweizerbart, Stuttgart. Der Profilschnitt zeigt vereinfacht und überhöht die Lage der Sedimentschichten über dem Grundgebirge in Baden-Württemberg. Die Schnittlage ist in Abb. 6 eingezeichnet.

Bei der Abtragung des variszischen Gebirges in Südwestdeutsc hland während der Perm -Zeit vor ca. 250 – der Einsenkung des Nordalp inen Molassebeckens wurden die Sedimentschichten in Baden -Württemberg nach 300 Mio. Jahren wurden die über dem Grundgebirge liegenden Gesteine aus den Zeitperioden von Devon ihrer Ablagerung nach Südosten verkippt. Das hat zusammen mit der Abtragung der unterschiedlich erosionsbe- und Karbon bis auf örtliche Reste entfernt. Dabei kam es zur Ablagerung von grobkörnigen terrestrischen ständigen Gesteine zur Bildung eines nach Nordosten asymmetrisch aufgefächerten Schichtstufenlandes ge- Sedimenten in langgestreckten Senken (Rotliegendes) und zu flächenhaften marinen und terrestrischen führt. Unter der Schwäbischen Alb und unter Oberschwaben nimmt das Schichtfallen zum Molassebecken hin Ablagerungen im Norden von Baden-Württemberg (Zechstein). Während der anschließenden Einsenkung zu (Molasseflexur). Das Molassebecken hat sich in der Tertiär-Zeit als Massenausgleichsbewegung zu den rasch des Germanischen Beckens wurde in den Zeitabschnitten von Trias (Buntsandstein, Muschelkalk, Keuper) aufsteigenden Alpen eingesenkt und war zeitweise vom Meer überflutet. Diese Akkumulationslandschaft nimmt und Jura eine an die 1000 m mächtige Sedimenthülle flächig auf dem Grundgebirgssockel abgelagert. Ab bis heute den Abtragungsschutt der Alpen auf, und es wurden sandig-tonige und z.T. konglomeratische Sedi- dem Ende der Jura-Zeit hat sich das Gebiet des Rheinischen Schildes im Zentrum von Europa aus dem mente mit einer Mächtigkeiten von bis zu 5.000 Meter abgelagert. Vor dem Alpenrand biegt die Schichtlagerung Meer herausgehoben. Im Bereich des Südschwarzwaldes kam es zu einer lokalen Aufwölbung, verursacht der Molasse um und bildet die "Aufgerichtete Molasse". Ursache dafür sind die sich nach Norden vorschieben- durch thermische Konvektionsprozesse im oberen Erdmantel (Manteldiapir). Als Folge dieser Heraushebung den Alpen, die die Molasseschichten verbiegen, stauchen, falten, abscheren und überschieben. Die gefalteten ist in der Tertiär-Zeit vor etwa 35 Mio. Jahren der 300 km lange und bis zu 50 km breite Oberrheingraben und abgescherten Bereiche bilden als alpenparallele Hügelketten eine Schichtrippenlandschaft und werden als Gewölbescheitelbruch entstanden. Die Sedimentgesteine auf den herausgehobenen Grabenschultern "Subalpine Molasse oder Faltenmolasse" genannt. Während der Auffaltung der Alpen wurden ältere Flysch- von Vogesen, Schwarzwald und Odenwald wurden nun rasch abgetragen. Im stärker herausgehobenen Sedimente über die tertiäre Faltenmolasse überschoben. Der Flysch entstand während der Kreide-Zeit durch mittleren und südlichen Schwarzwald werden heute weite Teile der Mittelgebirgslandschaft von den Gneisen marine Trübeströme (Turbidite) im Meeresbecken der Tethys. Auch die Felsgesteine der Helvetischen Decke, und Graniten des Grundgebirges aufgebaut. Im nördlichen und östlichen Schwarzwald bedecken die Sedi- die am Hohen Kasten über dem weichen Flysch liegen, stammen aus der Kreide-Zeit. In Oberschwaben und im mentgesteine der Schichtstufe des Buntsandsteins viele Bergrücken und reichen oft bis in die Täler. Der Thurgau werden die Molasseschichten großteils von den Moränen- und Schmelzwassersedimenten und von den Rheingraben war während der Tertiär-Zeit vom Meer überflutet und wurde mit bis zu 3.000 m mächtigen tonig-torfigen Beckenfüllungen des Eiszeitalters(Pleistozän) sowie von den jüngsten Ablagerungen aus der Sedimenten gefüllt. Durch die ungleichmäßige Hebung von Schwarzwald und Odenwald in Verbindung mit aktuellen Zeit des Holozäns bedeckt.

3. Die Geologie in LudwiLudwigsburggsburg

In den Zeitperioden von Oberkarbon bis Perm vor 326 bis 251 Millionen Jahren wurde das variszische Hochgebirge abgetragen. Die Abtra- gungsprodukte wurden in Baden-Württemberg als grobkörniger terrestrischer Schutt (Rotliegendes) in langgestreckten Senken abgelagert. Im nördlichen Baden-Württemberg wurden marine Karbonate und terrestrische Sedimente (Zechstein) in einem Meeresbecken sedimentiert. Eine Kette von Vulkanen hat große Mengen an Lava und Tuffen ausgestoßen und abgelagert. Im sich dann weiter ausdehnenden und einsinkenden Germanischen Becken wurden in den Zeiten von Trias und Jura und stellenweise während der Kreide-Zeit abwechselnd kontinentale und marine Sedimente weitgehend horizontal abgelagert. Die Mächtigkeit dieser Sedimentschichten schwankt zwischen den Randbereichen und dem Beckeninneren. In der nachfolgenden Beschreibung werden die Schichtmächtigkeiten im Raum Ludwigsburg angegeben.

3.1 Buntsandstein (((251(251 bis 24243333 Millionen Jahre)

Der Buntsandstein ist die älteste und unterste Sedimentstufe im Schichtstufenland. Er bildet die Hochflächen des Buntsandstein- Schwarzwaldes und -Odenwaldes und im Nordschwarzwald die Hochlagen von Schliffkopf, Hornisgrinde, Merkur und Hohloh.

Über der durch Erosion eingeebneten Rumpffläche des schüttet (klastisch-fluviatile Sedimentation). Die Grenze zum Grundgebirges und den Ablagerungsresten der Karbon- und jüngeren Muschelkalk bilden die unter Meereseinfluss abge- Perm-Zeit wurden die Schichten des Buntsandsteins bei lagerten Röt-Tone. In Ludwigsburg liegen die knapp 300 m einem wüstenartigem Klima in einer Landschaft vergleichbar mächtigen Gesteine des Buntsandsteins ca. 140 bis 240 m mit Inner-Australien flächig und diskordant abgelagert. Die unter der Geländeoberfläche. Die obersten Schichten des oft rötlich gefärbten und grob- bis feinkörnigen Sandsteine Buntsandsteins, die Röt-Tone und der Plattensandstein wur- mit Geröllen und Tonsteinlagen wurden von Flüssen aus den den bei den Mineralwasserbohrungen in Ludwigsburg- randlichen Hochgebieten in breiten Schwemmfächern als Hoheneck und im ehemaligen Mathildenhof in der Rosen- Schichtfluten in die Ebene des Germanischen Beckens ge- straße bei ca. 60 mNN angebohrt (Abb. 20).

3.2 Muschelkalk (((24(24242433 bis 235 Millionen Jahre)

Der Muschelkalk ist die zweite Schichtstufe in Baden-Württemberg und bildet zwischen Klettgau und Bauland die Neckar- und Taubergäu- platten. Während der Muschelkalkzeit kam es durch den Anstieg des Meersspiegels zur Überflutung des Germanischen Beckens durch ein flaches Randmeer des großen Tethys-Meeres (Meer zwischen dem damaligen Afrika und Eurasien). Bei trocken-warmen Klimaverhältnissen, ähnlich denen im Persischen Golf wurden in dem stark salzhaltigen Meerwasser feinkörnige Ton- und Karbonatschlämme, karbonatische Schalenreste von Meerestieren und evaporitische Sedimente abgelagert (chemisch-biogene, bioklastische und chemische Sedimente).

Der Untergrund der Gäuflächen wird von den etwa 55 m Teil vom 5 - 10 m mächtigen, gelbgrauen und oft kavernösen mächtigen Mergel-, Kalk- und Dolomitschichten des Unteren Trigonodusdolomit gebildet. Darunter folgen unterschiedlich Muschelkalks aufgebaut, der in Ludwigsburg nicht zutage mächtige, gut gebankte und geklüftete Kalksteine. Diese tritt. Der etwa 65 m mächtige Mittlere Muschelkalk besteht bestehen teils aus feinkörnigen kristallinen Kalken, die sich zu einem großen Teil aus evaporitischen Gesteinen (Anhydrit, aus sauerstoffarmen Kalkschlämmen gebildet haben und Gips und Steinsalz) und aus Dolomitsteinbänken. Die Evapo- teils aus zertrümmerten Gehäuseresten von Meerestieren rite wurden durch Ausfällung aus dem verdunstenden Meer- (bioklastische Kalke, Schalentrümmerkalke) . Im Unteren wasser in einer abgegrenzten Meeresbucht mit verringertem Hauptmuschelkalk findet man oft Kalksteinbänke, die fast Wasseraustausch abgelagert. In den Landesteilen, wo heute vollkommen aus versteinerten Stielgliedern von Seelilien auf- die Bedeckung durch höhere Gesteinsschichten ganz oder gebaut sind, sogenannte Trochitenkalke. Die hell- bis dun- teilweise abgetragen ist, wurden die Salzgesteine des Mittle- kelgrauen und graublauen Kalksteinbänke werden durch ren Muschelkalks durch das Grundwasser ausgelaugt. Hier dünne und dunkel gefärbte Tonmergelsteinfugen voneinan- sind nur noch die schluffig-tonigen Lösungsrückstände übrig der getrennt. Diese Wechsellagerung macht eine gute li- geblieben. Auch die Gips- und Anhydritgesteine befinden thostratigraphische Gliederung des Oberen Muschelkalks sich hier im Stadium der Auslaugung (Zellendolomite), was über weite Bereiche möglich. Die Strohgäufläche wurde gelegentlich zur Bildung von Lösungshohlräumen mit Durch- durch den Schwäbisch-Fränkischen-Sattel tektonisch empor brüchen bis zur Erdoberfläche führt (Erdfälle, Dolinen). Diese gehoben. Hier mussten sich der Neckar und die Nebenflüsse Verhältnisse treffen auch auf den Raum Ludwigsburg zu. Die tief in das Gestein einschneiden und winden sich in Mäan- Schichtgrenze zur Basis des Oberen Muschelkalks liegt etwa dern durch die Täler. An den steilen Prallhängen der Flüsse, 15 - 25 m unter der Talauen-Oberfläche des Neckartals. Der in Ludwigsburg zwischen Hoheneck und Poppenweiler, tre- etwa 85 m mächtige und v.a. im Nahbereich zum Vorfluter ten die Gesteinsformationen des Oberen Muschelkalks als oft verkarstete Obere Muschelkalk wird in seinem obersten breite und stark zerklüftete Felsbänder zutage. 14

Stratigraphie Oberer Muschelkalk

Obere Dolomit- formation

Obere Salinar- Sulfat- formation schichten

Zwischendolomit

Steinsalz- Schichten

Untere Sulfatschichten Untere Untere Dolomite Dolomit- Liegende formation Kalkmergel Unterer Muschelkalk

Abb. 101010 : Geologische Profile des Mittleren Muschelkalks Links: Mittlerer Muschelkalk in der Grundwasserbohrung Mathildenhof in Ludwigsburg mit ausgelaugten Steinsalzschichten und Sulfatschichten in fortschreitender Auslaugung. Rechts zum Vergleich: Mittlerer Muschelkalk in Stuttgart mit vollständiger Sulfat - und Salinarformation . Abb. 111111 : Geologisches Standard profil des Oberen Muschelkalks im Raum Stuttgart Schichtprofile aus: H. Brunner (1998): Geologische Karte von Baden-Württemberg 1 : 50 000, Erläuterungen zum Blatt Stuttgart und Umgebung. LGRB, Freiburg. 15

3.3 Keuper (((235(235 bis 200 Millionen Jahre)

Während der Keuper-Zeit wurden neben vereinzelten marinen Sedimenten überwiegend festländisch geprägte klastisch-fluviatile Sedimente und Brackwassersedimente in reliefarmen Flussebenen und in Seen bei einem tropisch-warmen und teils feuchten, teils trockenen Kontinen- talklima abgelagert. Dieser Ablagerungsraum war nur durch schmale und flache Pforten mit dem Weltmeer verbunden.

Auf den Gäuflächen in Baden-Württemberg, so auch im Be- den Gipskeuper, z.B. Bochinger Bank, Bleiglanzbank und reich des Strohgäus und des Langen Feldes wird die breite Acrodus-Corbula-Horizont. Entlang der zusammenhängenden Ausstrichsfläche des Oberen Muschelkalks oft von den wech- Keuperbergländer rund um das Neckarbecken bildet der selnd mächtigen Erosionsresten des Lettenkeupers flächig Gipskeuper den Fuß und Steilansteig der Keuperschichtstufe bedeckt. Der Lettenkeuper (Unterkeuper) bildet keine eigene mit Streuobstwiesen und Weinbergen. landschaftliche Schichtstufe und hat im Raum Ludwigsburg je nach Abtragungszustand eine Mächtigkeit von wenigen Metern Die Kuppe des Lembergs wird vom dort etwa 25 m mächtigen bis maximal 23 m. Er besteht aus einer engen Wechselfolge Schilfsandstein (Mittelkeuper) als Erosionsrest einer ehemals von geringmächtigen gelbgrauen und dolomitisierten Karbo- flächigen Bedeckung gebildet. Die Entstehung dieses Zeugen- natsteinbänken, graugrünen bis roten Tonmergelsteinen und berges wird in Kapitel 3.7 beschrieben. Den Namen erhielt der gelbgrauen Sandsteinbänken. Der Lettenkeuper bezeugt den Schilfsandstein von den versteinerten Schachtelhalmresten, Wechsel von der rein meeresgeprägten Muschelkalk-Zeit zu die man früher für Schilf hielt. Die feinkörnigen Sedimente des den stark festländisch beeinflussten Ablagerungsverhältnissen Schilfsandsteins wurden von Flüssen aus dem weit entfernten der Keuper-Zeit. Die Dolomitsteine und Sandsteine sind zum baltisch-skandinavischen Raum herantransportiert und in Teil sehr fossilreich. Im "Hohenecker Kalk", der im Raum einem großen, flachen und weit verzweigten Delta abgelagert Ludwigsburg eine Flachwasserfazies des Lingula-Dolomits ist, (interferierendes Flussarmsystem) . Wegen dieser Herkunft wurden zahlreiche Versteinerungen von Muscheln und Wirbel- wird der Schilfsandstein, der als Grauwacke ausgebildet ist, tieren gefunden. In der Innenstadt ist der Lettenkeuper im auch als "Nordischer Sandstein" bezeichnet. Im Gegensatz Bereich des Tälesbachs schon stark abgetragen, während er zum grobkörnigen Stubensandstein (Arkose) des höheren im westlichen und östlichen Markungsgebiet bei Eglosheim Mittelkeupers, der wegen seine Herkunft aus dem damals und Neckarweihingen/Poppenweiler und im südlichen Stadt- näher und südöstlich gelegenen Vindelizischen Land als "Vin- gebiet bis zum Salonwald oft bis zur vollen Mächtigkeit erhal- delizischer Sandstein" bezeichnet wird. Der Schilfsandstein ten ist. tritt in zwei Faziesausbildungen auf (Fazies = Gesicht): Die "Flutfazies" wird von den bis zu 35 m mächtigen braunroten Westlich des Neckars liegen über dem Lettenkeuper stellen- und grünlichen Sandsteinformationen gebildet, die innerhalb weise die Erosionsreste des ursprünglich über 100 m mächti- der schmalen und lang gestreckten Delta-Arme sedimentiert gen Gipskeupers (Mittelkeuper). Die Ursache für die starke wurden. Die Ablagerungen der Delta-Arme haben sich in den Abtragung der Keuperschichten im westlichen Bereich von unterlagernden Gipskeuper erosiv eingeschnitten und treten Ludwigsburg ist der "Schwäbisch-Fränkischen Sattel", der für heute als von Nordosten nach Südwesten verlaufende rinnen- die tektonische Hochlage der Schichten gegenüber der Umge- förmige Sandsteinstränge an den Rändern der Keuperberglän- bung und der damit verbundenen verstärkten Abtragung ver- der morphologisch als Verebnungsflächen in Erscheinung. antwortlich ist. Die Gips- und Anhydritgesteine der ehemals Diese Sandsteinstränge zeichnen den ehemaligen Verlauf des ca. 15 m mächtigen Grundgipsschichten an der Basis des Schilfsandstein-Deltas nach und können über weite Bereiche Gipskeupers wurden durch einsickerndes Niederschlagswas- von Baden-Württemberg verfolgt werden. Die "Stillwasserfa- ser aufgelöst und abgeführt, so dass hier nur noch bröckelige zies" wird von 5 - 20 Meter mächtigen dunkelrotbraunen und Tonsteine und tonig-karbonatische Lösungsrückstände, soge- feinsandig-siltigen Tonsteinlagen gebildet, die in den Flach- nannte Zellendolomite übrig geblieben sind. Östlich des Ne- wasserbereichen zwischen den Delta-Armen abgesetzt wur- ckars ist der Gipskeuper am Lemberg in nahezu vollständiger den. Der Schilfsandstein am Lemberg besteht aus gut gebank- Mächtigkeit erhalten. Er wird hier in einer tektonischen Tiefla- ten und feinkörnigen Sandsteinen der Flutfazies, an deren ge (Mulden- und Grabenbildung) unter einer Kappe aus Schilf- Basis dünnen Lagen der Stillwasserfazies vorkommen (Abb. sandstein bis heute vor der Erosion geschützt. Der Gipskeuper 17). Die Sandsteine zeigen oft eine Schrägschichtung und am Lemberg besteht aus mächtigen rotbraunen, grünlichen Rippelbildung, die durch die Ablagerung im fließenden Wasser oder olivgrau gefärbten Tonsteinserien mit bankigen und knol- entstanden ist. Die Verhältnisse zur Schilfsandsteinzeit sind ligen Lagen aus Sulfatgesteinen. Geringmächtige Dolomitstein- mit denen im heutigen Mississippi Delta in Louisiana, USA bänke und Steinmergelbänken durchziehen und untergliedern vergleichbar. Die unterschiedlichen Farb en der Keupergeste i- ne werden im Anhang auf S. 31 erklärt.

Die flächig abgela gerten höheren Keuperschichten aus Schilfsandstein, Bunten Mergeln, Kieselsandstein, Stubensandstein, Kno llenmergel und Rätsandstein bilden die Steillagen, Verebnungsflächen und Hochflächen der oft bewaldeten Keuperbergländer rund um das Neckarbe- cken. Sie sind in Ludwigsburg aber ebenso abgetragen, wie die noch höher liegenden und jüngeren Schichten des Juras .

Abb. 1 222: Geologisches Standardprofil des Lettenkeupers im Raum Stuttgart Schichtprofile aus: H. Brunner (1998): Geologische Karte von Baden-Württemberg Abb. 113333:: Geologisches Standardprofil des Gipskeupers im RaRaumum Stuttgart 1 : 50 000, Erläuterungen zum Blatt Stuttgart und Umgebung. LGRB, Freiburg.

3.3.3.43. 4 Quartär (2,6 Millionen Jahre bis heute)

Die heutige Landschaftsoberfläche wird fast überall von den Kaltzeit vor 115.000 - 11.590 Jahren wurde feinkörniger 0,5 bis über 10 m mächtigen und überwiegend wenig verfes- Staub durch starke Südwestwinde aus den vegetationsfreien tigten Deckschichten aus der Zeit des Quartärs bedeckt. Das Schotterebenen des Oberrheingrabens ausgeblasen und auf Quartär gliedert sich in das Pleistozän = Eiszeitalter vor ca. den östlich gelegenen Steppen- und Tundraflächen des 2,6 Millionen Jahren bis 11.590 Jahren und in das Holozän = heutigen Strohgäus als Löss abgelagert. Wegen der perma- Jetztzeit und Warmzeit seit 11.590 Jahren. Während der nenten tektonischen Hebung unseres Landes schnitten sich Kaltzeiten im Pleistozän gab es im heutigen Strohgäu nie die Flüsse vor allem während der schmelzwasserreichen eine Gletscherbedeckung. Der Boden in diesem Periglazial- Phasen zu Beginn und am Ende der Kaltzeiten in die Land- gebiet mit Klimaverhältnissen wie heute in Nordsibirien war schaft ein und hinterließen auf den Hochflächen und an den aber bis zu 100 m tief gefroren und mit Gräsern und niedri- Talflanken Reste ihrer Schotterablagerungen als Höhen- und gen Sträuchern bewachsen. In den kurzen Sommern tauten Terrassenschotter. Die sandigen Schotter in der Aue des die Permafrostböden oberflächlich zu einer breiigen Masse Neckartals stammen aus der Würm-Kaltzeit und aus dem auf und wurden durch Fließvorgänge (Solifluktion) im was- Holozän. Die 15 bis 20 m über der Talaue liegenden Schot- sergesättigten Boden und durch Frost-Tauwechsel aufgear- terterrassen stammen aus den Riß-Kaltzeiten, die höher beitet und zu steinig-tonigen Fließerden und Schuttdecken liegenden Schotterreste stammen aus älteren Kaltzeiten umgelagert. Ton- und Mergelsteine wurden oberflächennah (Abb. 14). Der über dem Neckarschotter liegende braune zu Verwitterungslehmen entfestigt. An den Talflanken ent- und feinsandige Auenlehm wurde durch Hochwasserereig- standen durch Frostverwitterung steinig-tonige Hanglehme nisse vor allem im Altertum und im Mittelalter abgelagert. und steiniger Hang- und Talschutt. Während der 2 bis 3 Riß- Ursache war die damals großflächig betriebene Waldrodung, Kaltzeiten vor 400.000 - 125.000 Jahren und der Würm- die zu starken Bodenabschwemmungen geführt hat.

Östlich von Poppenweiler an der Straße nach Hochdorf wurde früher in einer kleinen Kiesgrube Travertin abgebaut. Travertin (Sauerwasserkalk, Lapis tiburtinus, ein Werkstein, der auch östlich von Rom in Tibur abgebaut wurde) ist eine Quellkalkablagerung, die überwiegend während der Warmzeiten gebildet wurde. Das Grundwasser war hier mit aufsteigendem Kohlendioxid (CO 2) aus dem Erdmantel angereichert und ist als kohlensaures Wasser

(H 2CO 3) an einer tektonischen Störungszone ausgetreten. Durch das Entweichen des Kohlendioxids am Quellaustritt infolge der Temperaturzunahme und des Druckabfalls haben sich die eisenhaltigen und gelbbraun gebänderten Sauerwasserkalke, oft mit Einschlüssen von Pflanzen- und Tierresten gebildet. Das heute zugeschüttete Kiesvorkommen ist der Rest einer Schotterterrasse aus einer Kaltzeit vor den Riß-Kaltzeiten. Sehr bekannt sind die Travertinvorkommen von Stuttgart (Innenstadt, Bad Cannstatt, Münster), die als Werksteine abgebaut wurden. Der Travertin wurde dort an den Austritt- stellen der kohlesäurehaltigen Mineralquellen großflächig abgelagert. Diese Quellen sind seit etwa 500.000 Jahren im Bereich von Störungszonen des Fildergrabens aktiv und bilden das bedeutendste Mineralwassservorkommen in Deutschland.

Höhenschotter Gäuflächen, Innenstadt Neckartal Abschwemmmassen, Lösslehm Bachablagerungen, Löss Fließerden, Kaltzeitliche Terrassenschotter: Auffüllung Talauen Wanderschutt - Höhenschotter links (Wende Teriär/Pleistozän) Hanglehm - Höhere Terrassenschotter (älter als Riß) - Hochterrassenschotter der Riß-Kaltzeiten Hangschutt - Niederterrassenschotter der Würm-Kaltzeit

Reste von Gipskeuper und Lettenkeuper

Sandige Talkiese mit Schlicklinsen, Auffüllung: Lehmig-sandiger Schutt, Steine, Schlacken, Schadstoffe. Schotter von Würm-Kaltzeit Auenlehm und Holozän Lösslehm: Entkalkter und verlehmter gelblich-brauner Löss (toniger Schluff). Neckar Löss: Während der Kaltzeiten durch Wind transportierter kalkhaltiger, gelblicher und poröser Schluff (= Korngröße zwischen Ton und Sand). Oberer Muschelkalk Abschwemmmassen, Bachablagerungen, Talauen: Schluffig-tonige Zusammenschwemmungen mit Sand und Kies, weich bis breiig, oft mit organischen Bestandteilen, alte blombierte Tälchen.

Fließerden und Wanderschutt: Kaltzeitliche Solifluktionsböden mit umgelagerten Keuper- und Muschelkalksteinen in bindiger Matrix aus feinsandigem Ton und Schluff. Mittlerer- und

Kaltzeitliche Terrassenschotter: Sandige Flussschotter in unterschiedlicher Höhenlage Unterer Muschelkalk über der Talaue, oft konglomeratisch verfestigt.

Hanglehm: Wie Fließerde, aber an Abhängen und gelegentlich rutschend.

Hangschutt: Wie Fließerde, aber mit höherem Steinanteil (Steingerüst).

Talschutt: Grobe kaltzeitliche Schuttmassen am Talfuß (Gesteinsschutt) in tonig-, sandig-, schluffiger Grundmasse.

Auenlehm: Feinsandig-tonige Schluffe mit organischen Bestandteilen (Hochflutsedimente). Großteils im Altertum und Mittelalter infolge von Waldrodung und Ackerbau abgelagerte Abschwemmungen.

Talkiese: Sandige, wenig gerundete Kiese mit Schlicklinsen (Neckarschotter). Teils während der Würm-Kaltzeit abgelagert.

Abb. 14: Quartäre Deckschichten auf den Gäuflächen, in Hangbereichen und im Neckartal (schematisch und überhöht)

3.4.1 Löss und LösslehLösslehmmmm

Löss ist ein weit verbreitetes Lockersediment und nimmt etwa und der Filderebene abgelagert, die im Windschatten lagen 10 % der Landoberfläche der Erde ein. Im Strohgäu ist Löss (Leegebiete). Unterstützt wurde die Sedimentation durch das und das Verwitterungsprodukt Lösslehm flächig weit verbrei- Einfangen des Staubes von den Gräsern und Sträuchern der tet und begründet die hohe Fruchtbarkeit dieser Landschaft. Steppe und Tundra. Mit zunehmender Sedimentbildung Löss besteht aus 60 - 80% Quarzkörnern und bis zu 30% wurde die Vegetation zugeschüttet und hat nach ihrem Ab- Karbonaten (Kalk und Dolomit) mit Beimengungen von 10 - sterben und Auflösung in vielen Lössablagerungen eine verti- 20% Feldspäten und anderen Mineralien. Das graugelbe bis kal-röhrenförmige Textur hinterlassen. Dadurch und durch fahlbraune und staubartige Sediment hat eine poröse Struk- sekundäre Kalkzementation ist Löss in seiner ursprünglich tur mit einem Porenvolumen von bis zu 40% und ist unge- abgelagerten Form auch an hohen Steilwänden sehr stand- schichtet und nur schwach verfestigt. Die Korngröße liegt je fest und eignet sich zur Anlage von Löss-Hohlwegen mit nach dem Ausgangsgestein des Liefergebietes und der Ent- senkrechten Wänden. Wird der Löss jedoch umgelagert und fernung zur Ablagerung im Mittel- bis Grobschluffbereich verwittert, verliert er diese Eigenschaft. Im Löss werden oft (0,006 bis 0,063 mm) und oft mit Beimengungen von Fein- Reste von Schneckengehäusen und gelegentlich Zähne und sand und Ton. Knochen von Säugetieren gefunden. Im feuchten und warmen Klima der Warmzeiten (Eem-Warmzeit und Jetztzeit) Löss wurde vor allem in den kalten und trockenen Phasen verwitterten die oberen 0,5 - 2 m des Lösses zu gelbbraun der Hochglazialzeit während der Kaltzeiten aus den vegetati- bis rostbraun gefärbtem, schluffig-tonigem Lösslehm mit onsarmen und vegetationsfreien Schotterflächen (Kältewüs- hoher Kapillarität. Hier kann sich die Bodenfeuchte gut halten) vor den Gletschern und aus weitläufigen Flussebenen ten, was mit ausschlaggebend für die Fruchtbarkeit des durch starke und beständig wehende Winde ausgeblasen. Strohgäus ist. Bei der Verwitterung werden die Karbonate Löss wird daher als "äolisches Sediment" bezeichnet. Der durch das kohlensäurehaltige Niederschlagswasser und Löss im Raum Ludwigsburg stammt aus den vegetationsar- durch die Humussäuren der Waldböden gelöst und in tiefere men Überschwemmungsgebieten der Schotterebenen des Bodenhorizonte verlagert. Dort werden sie oft in Kalkkongre- Oberrheingrabens und in geringem Umfang von den Hoch- tionen als sogenannte Lösskindel ausgeschieden. Durch die flächen des Schwarzwaldes. Heutzutage findet Lösssedimen- Oxidation der Eisenverbindungen in den Mineralien kommt tation z.B. in Zentralasien statt, wo Staub aus Wüstengebie- es zur Braunfärbung des Bodens. Die Feldspäte und andere ten in die randlichen Grassteppen ausgeblasen wird. Bei Silikate werden zersetzt und in Tonmineralien umgewandelt. diesem luftgetragenen Transport wurden die großen und Durch weitere bodenbildende Prozesse entstehen schließlich schweren Sandpartikel schon nach kurzer Transportstrecke die fruchtbaren Braunerden, Parabraunerden und Schwarz- wieder abgelagert, wie z.B. die Dünen bei Hockenheim und erden. Der Lösslehm ist oft feucht und dann rutschgefährdet, Schwetzingen, während die feinen und leichten Schluff- und durch den Tongehalt plastisch und hat eine geringere Stand- Tonpartikel weiter transportiert wurden. Mit nachlassender festigkeit und schlechtere Baugrundeigenschaften als unver- Windgeschwindigkeit wurde der Staub bevorzugt in Becken- witterter Löss. Bei Austrocknung wird Lösslehm rissig und gebieten und auf Verebungsflächen der Gäulandschaften zerfällt in kleine Stücke.

In der Grünanlage-Hungerberg in Ludwigsburg-Hoheneck sind Löss, Lösslehm und Schotter der Würm- und Riss-Kaltzeiten in einem geologischen Fenster zu sehen und auf einer Schautafel beschrieben.

3.5 Geologische Karte und geologischer Profilschnitt von Ludwigsburg

Die geologische Karte in Abb.15 zeigt den Ausstrich (das Auftreten) der unterschiedlich alten geologischen Schichten an der Erdoberfläche bzw. unterhalb der Deckschichten. Die Übersichtskarte vom Raum Ludwigsburg zeigt die sedimentären Grundschichten der Trias-Zeit und die Talauen-Sedimente der Quartär-Zeit. Die 0,5 bis über 10 m mächtigen pleistozänen Deckschichten aus Lösslehm, Löss, Fließerden und Schuttmassen, die die Grundschichten flächig bedecken, sind hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

Der geologische ProProfilschnittfilschnitt in Abb. 16 zeigt schematisch und überhöht die bis ca. 600 m mächtigen Sedimente des Deckgebirges auf dem kristallinen Grundgebirgssockel. Die Sedimentschichten liegen flachwellig auf dem Grundgebirge und werden von Verwerfungen gegeneinan- der versetzt. Im Bereich von Hohenasperg und Lemberg sieht man die Muldenlage und die tektonische Grabenstruktur, die für die Reliefum- kehr dieser Zeugenberge verantwortlich sind. Im Bereich des Neckartals sieht man die Hochlage der Muschelkalkschichten, die durch den von Südwesten nach Osten verlaufenden "Schwäbisch-Fränkischen Sattel" verursacht wird (siehe auch Abb. 2 und 15). Die Lage des Profil- schnittes ist in der geologischen Karte mit einer Strich-Punkt-Signatur markiert. Der Vergleich beider Darstellungen soll die räumliche Lage der geologischen Schichten in Ludwigsburg veranschaulichen .

Freiberg Marbach Abb. 1 555: Geologische Übersichtskarte

Tamm Neckartal der Grundschichten von LudwigLudwigssssburgburg

L 1129 B 27 Talauen (holozäne Tallehme, im Neckartal über Schottern

der Würm-Kaltzeit), Heilwasserbrunnen Hoheneck

L 1130 Bekannte Reste kaltzeitlicher Terrassenschotter unter den lehmigen Deckschichten (sandige Kiese der Riß- Monrepos Lemberg Profilschnitt Kaltzeiten und älterer Kaltzeiten, oft konglomeratisch verfestigt)

Affalterbach Schilfsandstein Neckarweihingen ? (Sandsteine und feinsandige Tonsteine)

Hohenasperg Gipskeuper (Tonmergelsteine und einzelne Karbonatstein- Hoheneck bänke, Sulfatgesteine, Gipsauslaugungsreste) Eglosheim Asperg Poppenweiler Lettenkeuper (enge Wechsellagerung von Karbonatsteinen, Tonmergelsteinen und Sandsteinen)

Oberer Muschelkalk (im oberen Bereich Dolomitsteinbänke, darunter Kalksteinbänke, getrennt durch dünne Tonsteinlagen)

Schloss Bekannte Erdfälle (verstürzte Gesteinsmassen, lehmige Füllungen und Hohlräume im Untergrund)

BAB A 81 A BAB Wn-Bittenfeld Verwerfungen (Schichtversatz), z.T. vermutet

L u d w i g s b u r g Lage des Profilschnitts L 1100 Oßweil Die 0,5 m bis über 10 m mächtigen quartären Deckschichten aus Möglingen Lösslehm, Löss, Fließerden und Hangschutt sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Pflugfelden L 1140

Pflugfelden Remseck K 1692 Nord Leudelsbach 1 km Grünbühl Kornwestheim Pattonville 0 1 km

West ASPERG LUDWIGSBURG AFFALTERBACH Ost Hohenasperg Eglosheim Hoheneck Neckar Neckarweihingen Lemberg mNN mNN Abb. 1 666: Geologischer Profilschnitt Schilfsandstein 350 Schilfsandstein Deckschichten der Kaltzeiten Verwerfung 350 von Ludwigsburg Terrassenschotter 300 300 Gipskeupe r (4-fach überhöht) Talaue 250 Gipskeupe r 250 Lettenkeuper Lettenkeuper 200 200 Gestrichelte Linien: Grundwasseroberflächen in den drei Haupt- Oberer Muschelkalk 150 Oberer Muschelkalk 150 Mittlerer Muschelkalk grundwasserstockwerken bzw. Druckfläche im Oberen 100 Mittlerer Muschelkalk 100 Unterer Muschelkalk Bundstandstein (Abb. 18). 50 Unterer Muschelkalk 50 Im Neckartal ist der Heilwasser-Sole-Brunnen mit dem artesi- Heilwasserbrunnen 0 Hoheneck (Sole) 0 schen Aufstieg des gespannten Grundwassers aus dem -50 Lettenkeuper -50 Buntsandstein eingezeichnet . Buntsandstein Buntsandstein -100 -100

-150 -150 -200 -200 Perm ? -250 Perm ? -250

-300 Grundgebirge -300

0 1 2 km

3.6 Tektonik ––– Die Lagerung der Schichten

Das tektonische Hauptelement in Ludwigsburg ist der wurde der Keuper hier oft stärker abgetragen, während die "Schwäbisch-Fränkische Sattel" (SFS). Es handelt sich um Flanken vom Keuperstufenrand umsäumt werden. Am Nord- eine etwa 30 km breite linienhafte Aufwölbung der Sediment- westrand des Schwäbisch-Fränkischen Sattels verlaufen klei- schichten, deren Achse sich von der Hornisgrinde im Nord- nere Mulden- und Sattelstrukturen, wie z.B. die Pleidelshei- schwarzwald bis zum Kocher im Welzheimer Wald verfolgen mer Mulde, der Heutingsheimer Sattel und die markante lässt. Die Sattelachse verläuft von Südwesten nach Ostnordos- Neckar-Jagst-Furche. Im Osten von Ludwigsburg ist die Ver- ten quer durch die Ludwigsburger Markung. Der SFS wird im werfungszone zu sehen, die für die Tieflage der Keuper- Norden von der Stromberg Mulde und der Neckar-Jagst- schichten und für die Reliefumkehr am Lemberg verantwort- Furche und im Süden vom Fildergraben eingerahmt (Abb. 2). lich ist. Wegen der Hochlage der Schichten im Bereich des Sattels

PM NJF Marbach Freiberg HS SFS

Lemberg SFS SB Nwh. Hoh . E-heim Ppw. HM HHS Oßw. Bittenfeld Ludwigsburg Pfld .

Gr ünb. Nord Neckar SFS 1 km

250 Höhenlage (mNN) des Bezugshorizontes Ob. Muschelkalk/Lettenkeuper mit Fallrichtung Neckarrems Verwerfung (gestrichelt = vermutet)

Sattelachse

Muldenachse HHS Hirschberg-Hoheneck Störungszone

PM Pleidelsheimer Mulde SB Säubrunnen Störung

HS Heutingsheimer Sattel HM Hochdorfer Mulde

SFS Schwäbisch-Fränkischer Sattel NJF Neckar-Jagst-Furche

Abb. 1 777: Schichtlagerung und tektonische Strukturen im Raum Ludwigsburg

Die wellige Lagerung der geologischen Schichten (Mulden- und Sattelstrukturen) wird durch Linien gleicher Höhe an der Schicht- grenze Oberer Muschelkalk/Lettenkeuper dargestellt. Dieser Bezugshorizont wurde durch zahlreiche Baugrundbohrungen punk- tuell erfasst und ist auch im Gelände oft zu finden. Durch rechnerische Interpolation der einzelnen Punkte erhält man eine flächi- ge Darstellung der Höhenlage dieser Schichtgrenze. Die tektonischen Störungszonen (Verwerfungen, Auf- und Abschiebungen) sind am Versatz der Höhenlinien erkennbar.

Ergänzt nach H. Brunner (1998): Geologische Karte von Baden-Württemberg 1 : 50 000, Erläuterungen zum Blatt Stuttgart und Umgebung. LGRB, Freiburg. 21

3.7 Lemberg und Hohenasperg als Zeugen der Erdgeschichte

Der Lemberg und der Hohenasperg ragen als inselartig iso- fungssystems auf gleicher Höhe mit den älteren Tonstein- lierte "Zeugenberge" aus der Gäufläche auf und bilden cha- schichten des Gipskeupers. Wegen ihrer Härte und vor allem rakteristische Landmarken . Im Bereich dieser heutigen Erhe- wegen ihrer guten Wasserdurchlässigkeit sind die Sandsteine bungen verliefen im Zeitabschnitt des Schilfsandsteins vor aber widerstandsfähiger gegenüber der Abtragung, als die ca. 226 Mio. Jahren die Strömungsarme eines weit verzweig- weichen und wasserstauenden Tonsteine. In den folgenden ten und in den Untergrund eingeschnittenen Flussdeltas. In Jahrmillionen wurde der Schilfsandstein daher weniger stark diesen Deltaarmen wurden mächtige Sandschichten abgela- abgetragen als die weichere Gipskeuper-Umgebung und gert, die später zu hartem Sandstein der sogenannten Flutfa- schützt so bis heute den unterlagernden Gipskeuper vor der zies verfestigt wurden. Im Bereich des heutigen Lembergs Erosion. Auf diese Weise wurden im Bereich der tektoni- wurden diese Gesteinsschichten nach ihrer Ablagerung schen Eintiefungen der Lemberg und der Hohenasperg als durch ein mulden- und grabenartiges Verwerfungssystem, Hochgebiete erosiv herauspräpariert und belegen als "Zeu- und im Bereich des Hohenaspers durch Muldenbildung in genberge" die ehemals weiter ausgedehnte Verbreitung des einem eng umgrenzten Bereich gegenüber der Umgebung jüngeren Schichtpakets. Diese Vorgänge werden als "Relief- um ca. 20 bis 50 m tiefer gelegt. Die Ursache waren tektoni- umkehr" bezeichnet und haben in größerer Ausdehnung auch sche Beanspruchungen in der Erdkruste durch die ständige maßgeblich zum Erhalt der Schichten des höheren Keupers Bewegung der Kontinente. Hier spielte vor allem die Bewe- (Stubensandstein etc.) am Stromberg und Heuchelberg, der gung der afrikanischen Platte in Richtung Norden gegen die Löwensteiner Berge und der Keuperberge und Filderhochflä- europäische Platte eine Rolle. Nach der tektonischen Eintie- che im Raum Stuttgart und Leonberg beigetragen (Fildergra- fung lagen die Sandsteinschichten am Rand des Verwer- ben).

Abtr agung

Grabenbildung Reliefumkehr Abb. 1 888: Die Entstehung des Lembergs durch Reliefumkehr in einem tektonischen Graben Geomorphologische Umwandlung von einer Tieflage zu einer Erhebung durch Abtragung des umgebenden weichen Gesteins

Zustand am Ende des Oberjuras nach der Heraushebung aus dem Meer.

Einmuldung und Abtragung, vermutlich seit der Tertiär-Zeit.

Weitere Abtragung. Entstehung des ersten Zeugenbergs aus Jura-Gesteinen.

Fortschreitende Abtragung. Nach Entfernung der harten Oberjura-Gesteine und der weichen Mitteljura-Gesteine entstand eine Verebnung auf den harten Schwarzjura-Gesteinen, ähnlich der heutigen Filderfläche südlich von Stuttgart.

Nach weiterer Abtragung entstand in der Mulde erneut ein Zeugenberg, zunächst noch mit einer Kappe aus Unterjura.

Heutiger Zustand. Schilfsandstein und Stubensandstein bilden die schützende Kappe. In der Umgebung Abtragung bis auf die Keuper-Muschelkalk Gäufläche.

Möglicher Zustand in der geologischen Zukunft. Nach der Abtragung der harten Keupersandsteine bildet sich auf dem Oberen Muschelkalk wieder eine Vereb- nung in einer Mulde.

Abb. 19 ::: Die Entstehung von Stromberg und Heuchelberg durch Re lllieieie fumkeh r in einer tektonischen Mu llldedede Hypothetisch und schematisch. Verändert nach O.F. Geyer & M.P. Gwinner (1991): Geologie von Baden-Württemberg. 4. Auflage. – Schweizerbart, Stuttgart.

4. Das Grundwasser im Untergrund von LLudwigsburgudwigsburg

In Ludwigsburg fallen im langjährigen Durchschnitt etwa 750 mm Niederschläge pro Jahr mit Schwankungen von 500 bis 1100 mm/a. Davon verdunsten etwa 60 - 75 % teils direkt und teils über die pflanzliche Transpiration (Evapotranspiration). Ein Teil wird über Bäche und Flüsse abgeführt. Etwa 10 - 25 % versickert im Boden und sammeln sich in den Poren und Klüften der Gesteine als Grundwasser. Die verschiedenen Gesteine haben unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich der Speicher- und Leitfähigkeit des Grundwassers. Die locker gelagerten und grob bis feinkörnigen Deckschichten des Quartärs speichern das Grundwasser in den Zwischenräumen der Sedimentkörner und werden als PoPoPorenPo renrenren---- GGGrundwasserleiterGrundwasserleiter oder LockergesteinsLockergesteins----GrundwasserleiterGrundwasserleiter bezeichnet. Die Kiese und Sande im Neckartal sind gute Grundwasserspeicher und -leiter und haben oft eine hohe Ergiebigkeit. Je größer aber der Feinkornanteil (Schluff und Ton) eines Sedimentes ist, desto geringer ist die Wasserdurchlässigkeit. Der in Ludwigsburg weit verbreitete Lösslehm wird wegen seines hohen Schluff- und Tonanteils als GrundwaGrundwassssserserser---- GGGeringleiterGeringleiter bezeichnet. Hier halten starke Kapillarkräfte das Wasser fest. Das ist auch der Grund, warum die Versickerung von Oberflächen- wasser in Ludwigsburg nur eingeschränkt sinnvoll ist. Die Festgesteine von Keuper, Muschelkalk und Buntsandstein speichern das Grund- wasser in den zahlreichen engen Klüften und Schichtfugen, die durch tektonische Beanspruchung und durch Auflockerung in Oberflächen- nähe entstanden sind. Diese Gesteine werden als KluftKluft-Kluft ---GGGGrundwasserleiterrundwasserleiter oder FestgesteinsFestgesteins----GrundwasserleiterGrundwasserleiter bezeichnet. Die Karbonat- gesteine und Sandsteine sind Grundwasserleiter mit oft mittlerer bis hoher Ergiebigkeit, während die Tonsteine Grundwassergeringleiter sind. In den Karbonatgesteinen des Muschelkalks und im Oberjura der Schwäbischen Alb kommt es auch zu stärkeren Lösungsvorgängen im Gestein und zur Bildung von weiten Klüften und Hohlräumen (Verkarstung). Dann spricht man von einem KarstKarst-Karst ---GGGGrundwasserleiterrundwasserleiterrundwasserleiter. Durch- gehende Lagen von Gips und Anhydrit sind Grundwassergeringleiter.Grundwassergeringleiter. Salzgesteine, die noch nicht von Auflösung betroffen sind und weiche Tone sind so dicht, dass sie auch als GrundwassernichtleiterGrundwassernichtleiter bezeichnet werden, obwohl auch hier geringe Fließbewegungen stattfinden können.

Im Raum Ludwigsburg gibt es drei Hauptgrundwasserstockwerke:

Das obere Grundwasserstockwerk wird von den feinkörnigen Das untere Grundwasserstockwerk wird bei ca. 50 mNN vom quartären Deckschichten im Verbund mit den klüftigen Ge- klüftigen Plattensandstein des Oberen Buntsandsteins unter steinen des Gipskeupers und des schichtiger Kluftgrundwas- den abdichtenden Röttonen gebildet. Im Neckartal in Hohe- serleiters des Lettenkeupers gebildet. Das Grundwasser zir- neck wird aus einer 177 m tiefen Bohrung eine stark salz- kuliert in den Poren der Deckschichten und in den Klüften und sulfathaltige Heilwasser-Sole mit 29.000 mg/l gelöste und Schichtfugen der Festgesteine. Das Niederschlagswas- Feststoffe mit geringer Ergiebigkeit gefördert. Dieses Wasser ser sickert durch die oberste Humusschicht und durch die steht dort unter artesischem Druck und steigt im Bohrloch Deckschichten, wo es durch Filtrations- und Sorptionspro- bis auf ca. 198 bis 203 mNN auf. Der artesische Druck wird zesse gereinigt wird. Dann speist es die Klüfte und Poren des durch den höheren Grundwasserspiegel im Bereich des ausgelaugten Gipskeupers und die Klüfte der Karbonatstein- Einsickerungsgebietes am Rande des Nordschwarzwalds und Sandsteinbänke des Lettenkeupers. An der Basis des verursacht. Das Grundwasser im Plattensandstein kann da- Lettenkeupers bilden die Tonsteine der Esterienschichten die bei nicht durch die abdichtenden Röttone durchsickern, so Abdichtung zum Oberen Muschelkalk. Dort, wo diese dass die Grundwasserdruckfläche im Neckartal ca. 150 m Schichtgrenze zum Oberen Muschelkalk in Oberflächennähe über dem Grundwasserleiter liegt. Das Alter dieses Grund- ausstreicht, kommt es bevorzugt zu Versickerungen in das wassers wird auf ca. 30.000 Jahre und älter geschätzt. nächst tiefere Stockwerk oder zu Quellaustritten. Das obere Die oberflächennahen Grundwasserstände liegen in Ludwigs- Grundwasserstockwerk ist von geringer bis mittlerer Ergiebig- burg in den Tälern und in flachen Senken von Pflugfelden, keit und ist im Bereich der Innenstadt und der Weststadt oft Monrepos, Innenstadt und Neckartal bei ca. 2 - 5 m unter mit "leichtflüchtigen halogenierten Kohlenwasserstoffen" Gelände. Auf den Flächen und auf Kuppen in Eglosheim, in (LHKW) verunreinigt. der Weststadt, Oststadt, Favoritepark, Hoheneck und östlich Das mittlere Grundwasserstockwerk wird von den klüftigen von Neckarweihingen liegen sie bei 5 bis über 10 m unter und v.a. in Talnähe oft verkarsteten Gesteinen des Oberen Gelände. Die Grundwasserstände schwanken in Abhängigkeit Muschelkalks zusammen mit den Oberen Dolomiten des der Niederschläge und der Jahreszeiten zwischen ca. 0,5 - Mittleren Muschelkalks gebildet. Hier sind der Mineralbrun- 1,5 Meter in Tallagen und bis über 3 Meter im Bereich von nen von Hoheneck mit knapp über 1.000 mg/l gelöste Fest- Hochflächen und Kuppen. Im Frühjahr und im Frühsommer stoffe, der Brunnen des Freibades und Teile der Notwasser- liegen die Grundwasserstände oft am höchsten, im Herbst versorgung von Ludwigsburg im Neckartal bei Oßweil gefasst. und im Frühwinter am niedrigsten. Die Grundwasseroberflä- Die Ergiebigkeit dieses Grundwasserleiters ist, abhängig von che im Oberen Muschelkalk liegt zwischen 192 mNN im der Anbindung an ein Kluft- oder Karstsystem, gering bis Neckartal und ca. 220 - 225 mNN im Südwesten der Ge- mittel und gelegentlich hoch. Der wasserführende Kieskörper markung. (Porengrundwasserleiter) im Neckartal bildet ein Drainage- system für das Grundwasser des Muschelkalks.

Westen Osten mNN mNN

320 A 81 Eglosheim Favoritepark Hoheneck Neckarweihingen Nußbäumle 320

300 300 km1 L 280 280 hm Hg Neckartal km1 mit Mineralwasserbrunnen 260 und Solebrunnen ku 260

ku 240 240

220 Steinbr. h Hg mo 220 Hubele 200 200 mo 180 180

160 160 mm 140 140 mm 120 120 mu 100 mu 100

0 1000 m 10 -fach überhöht 60

so 40

Ve rwerfung/vermutet Quartäre Deckschichten (in Ludwigsburg bis ca. 200.000 Jahre alt, vereinzelt älter) 20

h Bach- und Talsedimente: Sandige Tone und Schluffe 0 Deckschichten (Quartär) aus Lösslehm, Löss, Fließerden und Hangschutt etc. und sandig-schluffige Kiese mit Schlicklinsen Im Neckartal mittelalterliche Auenlehme über sandig-schluffigen hm Anmoor: Tone mit Pflanzenresten. Kiesen von Würmeiszeit und Holozän. Reste rißzeitlicher Schotter. L Lösslehm, Löss, Wanderschutt/Fließerde, Hangschutt. H, g Kaltzeitliche Schotterreste: Sandige Konglomerate, oft kantengerundet. Reste kaltzeitlicher Terrassenschotter (Riß-Kaltzeiten und Älter).

Mesozoische Grundschichten (in Ludwigsburg ca. 224 – 251 Mio. Jahre alt) Grundschichten (Buntsandstein, Muschelkalk, Keuper).

km2 Schilfsandstein: Am Lemberg gebankte Sandsteine, überwiegend in der Flutfazies. Bekannte Gesteinsbereiche mit zusammenhängender Grundwasserführung in km1 Gipskeuper: Im Stadtbereich tonig-karbonatische Auslaugungsreste, vereinzelt Gipsreste. Poren und Klüften (Grundwasserstockwerke). Im Lettenkeuper schichtiger Kluft- Am Lemberg Wechselfolge von Ton(mergel)steinen mit Karbonatsteinbänken und Gips/Anhydritlagen. grundwasserleiter, gekoppelt mit Porengrundwasserleiter in den Deckschichten. ku Lettenkeuper: Enge Wechsellagerung von Tonmergelsteinen, Karbonatsteinen und Sandsteinen. Im Oberen Muschelkalk gibt es schwebende Grundwasserhorizonte. Das Grund- mo Oberer Muschelkalk: Dolomitsteinbänke und Kalksteinbänke mit Tonsteinfugen. wasser im Oberen Buntsandstein ist im Solebrunnen im Neckartal artesisch mm Mittlerer Muschelkalk: Kalk- und Dolomitsteinbänke, Sulfatgesteine, Auslaugungsreste der gespannt. Salinar- und Sulfatgesteine, Tonmegelsteine. mu Unterer Muschelkalk: Kalk- und Dolomitsteinbänke Tonmergelsteine. Haßmersheimer Schichten im Oberen Muschelkalk. Mergelschichten und so Oberer Buntsandstein: Röttone, Plattensandstein. In der Tiefe weitere Sandsteinbänke mit Tonsteinlagen. einzelne dünne Trochitenkalkbänke mit eingeschränkter hydraulischer Stock- werksve rbindung.

Abb. 20: Hydrogeologischer Profilschnitt Eglosheim --- Neckarweihingen Der Profilschnitt zeigt die drei Hauptgrundwasserstockwerke im Raum Ludwigsburg - Oberes Stockwerk: Quartäre Deckschichten, Gipskeuper, Lettenkeuper (Porengrundwasserleiter und schichtiger Kluftgrundwasserleiter) - Mittleres Stockwerk: Oberer Muschelkalk mit den Oberen Dolomiten des Mittleren Muschelkalks (Kluftgrundwasserleiter, z.T. verkarstet), Neckarkiese (Porengrundwasserleiter) - Unteres Stockwerk: Plattensandstein im Oberen Buntsandstein (gespannter Kluftgrundwasserleiter) 24

*Hohenasperg Eglosheim Favoritepark Hoheneck Neckar Neckarweihin mo km2 ku km1 km1

km1 ku ? km1

km2 ku ku mo ku mo km1 * mo mo ku ku ku km1 Legende

geologische Geländeaufschlüsse km1 bekannte Erdfälle

Steinschlag und Felssturz km1 Lemberg Der Sch ilfsandstein am Lemberg Steinschlag * = Baumschlag ku km1 Grenzen der Grundschichten, teils vermutet

Fu ßweg Flutfazies Wei nberge km2 = Schilfsandstein km1 = Gipskeuper Stillwasserfazies ku = Lettenkeuper

mo = Oberer Muschelkalk Gipskeuper ku

Abb. 212121 : Geologische Geländea ufschlüsse, Erdfälle, Steinschlä gggeee und Felssturz

A) Obermiozän bis B) Mittel- bis Nordsee C) Pleistozän und Holozän Unterpliozän Oberpliozän vor 1 Mio. Jahren bis heutige Zeit vor 5 - 6 Mio. Jahren vor 3 - 4 Mio. Jahren Wasserscheiden

Ludwigsburg Einzugsgebiet e Ems/Weser/Elbe Deutschland Lahn

Main Einzugsgebiet Rhein Maas

Neckar

Rhein Altmühl Mosel Frankreich Ur -Donau Einzugsgebiet Donau

Einzugsgebiet Donau * Iller Lech Alpenrand

Alpenrand Einzugsgebiet Rh one Doubs Aare Inn Schweiz Österreich Alpenrhein

Einzug sgebiet Po Rhone Italien

Abb. 2 222: Die Flussgeschichte von Südwestdeutschland Die Veränderung der Einzugsgebiete der Flüsse

Vor etwa 145 Mio. Jahren wurde das Mitteldeutsche Festland zusammen mit dem nördlichen Teil von Süd- Die rückschreitende Erosion der Flüsse geht hier schneller voran als im Donau-System, so dass vor etwa 3- 4 Mio. deutschland aus dem Jurameer herausgehoben und der Abtragung durch das sich bildende Flusssystem ausge- Jahren der Doubs die Alpenflüsse Aare und Reuss bei Waldshut erreicht hat und durch den Sundgau zum Mittel- setzt. An seinem Südrand sind die Flüsse zum sogenannten Tethys-Meer geflossen, aus dem sich später das meer umgelenken konnte. Die Walliser Rhone wurde im Bereich des heutigen Genfer Sees von Westen her ange- Molasse-Meer im Bereich des heutigen Schweizer Mittellandes, Oberschwabens und des Allgäus gebildet hat. zapft und zum Mittelmeer umgelenkt. In dieser Zeit wurden auch die Flusssysteme von Neckar und Main vom Nachdem das Molassebecken vor 6 bis 7 Mio. Jahren wegen der ständigen Hebung der Erdkruste trocken gefal- Oberrheingraben her angezapft, zum Teil in ihren Fließrichtungen umgekehrt und der Nordsee zugeführt. len war, hat sich dort eine Seenlandschaft mit einem Flusssystem mit Hauptabflussrichtungen nach Südwesten gebildet. Durch die spätere dauerhafte Verkippung der Erdkruste hat sich die Fließrichtung nach Osten zum Bild C: Vor etwa 2,5 Mio. Jahren hat dann die Erosionsfront des Rheins das Aare-Doubs-System bei Basel und am Pontischen Meer, dem Vorläufer des Schwarzen Meeres durchgesetzt, und es ist die Ur-Donau als Hauptent- heutigen Hochrhein erreicht und zur Nordsee umgelenkt. Durch weitere rückschreitende Erosion vor etwa 1,5 Mio. wässerung von Süddeutschland und des nördlichen Alpenraumes entstanden. Jahren wurde der Ur-Alpenrhein im Bereich des Bodenseebeckens der Donau entrissen und ebenfalls der Nordsee zugeführt. Auch die Gletschervorstöße und deren Ablagerungen in den Kaltzeiten haben hier eine Rolle gespielt. Bild A: Vor etwa 5- 6 Mio. Jahren sind die nördlichen Alpenflüsse der Schweiz, Ur-Rhone des Walliser Rhonetals, Ur-Aare, Ur-Reuss und Ur-Alpenrhein nach Norden und Nordosten zur Donau geflossen. Ebenso haben der Ur- Der Rhein konnte sich wegen seiner starken Erosionskraft also weite Gebiete des Donau- und Rhone-Systeme Neckar über die Ur-Lohne (Fils), die Ur-Brenz (Jagst) und der Ur-Main nach Südosten zur Donau entwässert. einverleiben. Damit waren die Grundlagen für die heutige Flusslandschaft in Südwestdeutschland mit den europäi- schen Hauptwasserscheiden und den Zuflüssen zur Nordsee und zum Schwarzen Meer geschaffen. Zeugnisse Bild B: Das Gefälle der Donau auf ihrem langen Weg zum Schwarzen Meer war und ist aber recht flach, so dass dieser grundlegenden Veränderungen der Flusssysteme sind Schotterablagerungen in exponierten Hochlagen, alte das Donau-System in Süddeutschland eine relativ geringe erosive Kraft hat. Das Rhone-System mit der Ur-Doubs geköpfte Talböden am Nordrand der Schwäbische Alb und die scharfen Richtungsänderungen von Aare, Rhein, im Südwesten und das Rhein-System mit dem Ur-Neckar im Norden haben auch durch das Einbrechen von Neckar und deren Nebenflüsse im Bereich der Anzapfgebiete. Der Kampf der Flusssysteme von Rhein und Donau Rhone- und Rheingraben und durch die bis heute andauernde Hebung von Schwarzwald und Vogesen ein größe- um das Einzugsgebiet dauert an und ist heute in der Wutachschlucht bei Blumberg gut zu sehen. Dort hat das res Gefälle und eine höhere Erosionskraft. Rhein-System mit der Wutach die sogenannte Feldbergdonau angezapft und wird sich in Zukunft die beiden Quell- flüsse der heutigen Donau - Brigach und Breg - einverleiben (*).

5. Anhang 5.1 Geologische Zeittafel, Schichtaufbau und Grundwasserverhältnisse im Raum Ludwigsburg

Allgemeine Chronostratigraphische Geologische Stufen Schicht- Lithologische Charakterisierung Grundwasserleiter 2) Grundwasserstockwerke und Gebirgs- und und lithostratigraphische Ma = Alter in Millionen Jahren mächtigkeit in der Gesteine im Raum Ludwigsburg im Raum Ludwigsburg Grundwassernutzung 2) 4) Schichtgliederung Gliederung 1) Ablagerungsbedingungen Ludwigsburg im Raum Ludwigsburg Quartär Holozän bis 11.590 Jahre 0,5 - 10 m, Ablagerungen des Periglazialbereichs (= Frostbereiche außerhalb der Porengrundwasserleiter (Lockergesteins- Oberes Grundwasserstockwerk

Holozän Pleistozän örtlich bis 18 m. Eisbedeckung) während der Würm- und Riß-Kaltzeiten. Löss, der an der Grundwasserleiter). Gekoppelter Grundwasserleiter in Quartär, = heutige Zeit Würm-Kaltzeit 0,012 - 0,115 Ma Oberfläche ca. 0,5 bis 1,5 m tief zu gelbbraunem Lösslehm verwittert Je nach Tonanteil auch Grundwasser- Gipskeuper und Lettenkeuper. bis 11.590 Jahre Eem-Warmzeit 0,115 - 0,126 Ma ist. Schwemmlehme, Schuttbildungen, Auelehme, Talkiese, organische Geringleiter. Kopplung mit Gipskeuper Niedrig mineralisiertes Grundwasser mit geringer

Pleistozän Riß-Kaltzeiten 0,126 - 0,4 Ma Ablagerungen (Anmoor, Schlicklinsen), kaltzeitliche Terrassenschotter. und Lettenkeuper. bis mittlerer, selten auch hoher Ergiebigkeit. = Eiszeitalter Ältere Warmzeiten Die "Höheren Terrassenschotter" sind älter als 0,4 Millionen Jahre. Örtlich, v.a. in Tallagen sind gespannte Grund- 0,012 – 2,6 (1,8) Ma und Kaltzeiten 0,4 - 2,6 (1,8) Ma wasserverhältnisse möglich. In der Innenstadt und

Deckschichten überw.Locker- gesteine periglazial, äolisch, fluviatil. in der Weststadt oft mit "leichtflüchtigen halogenierten Kohlenwasserstoffen" (LHKW) verunrei- Tertiär (66 - 2,6 Ma) Schichten der Tertiärzeit wurden im Raum Ludwigsburg nicht abgelagert. Mächtige Sedimente gibt es in Oberschwaben und im Oberrheingraben.

nigt. Nutzung nach Reinigung im Stadtbad. In Känozoikum Känozoikum Erdneuzeit (0 – 66 Ma) früherer Zeit private und öffentliche Wasserver- Kreide (146 - 66 Ma) Schichten der Kreidezeit sind in Baden-Württemberg nicht bekannt, wurde aber vermutlich stellenweise abgelagert und später wieder abgetragen. sorgung von Ludwigsburg.

Jura (200 - 146 Ma) Die Schichten der Jurazeit wurden im Raum Ludwigsburg abgetragen. Mächtige Sedimente gibt es im Albvorland und im Bereich der Schwäbischen Alb. Die Grundwasserflurabstände liegen in Mulden- und Tallagen 1 bis 4 m unter Gelände Die höheren Schichten von Mittelkeuper und Oberkeuper (Obertrias) - Bunte Mergel, Kieselsandstein, Stubensandstein, Knollenmergel, Rätsandstein wurden im Raum Ludwigsburg in den vergangenen 145 und in Hang- und Kuppenlagen 4 bis über 10 m Millionen Jahren abgetragen. Sie bilden heute die bewaldeten Höhenzüge rund um Stuttgart, die Löwensteiner Berge und den Strom- und Heuchelberg. u.G. Die jahreszeitlichen Schwankungen der Mittelkeuper Schilfsandstein (Stuttgart-Formation) Auf der Kuppe des Massige braunrote und grüne Sandsteinbänke (Flutfazies) und Kluftgrundwasserleiter Grundwasserstände liegen oft im Bereich von 0,5 (224 - 233 Ma) 224 - 226/229 Ma, Lembergs ca. 25 m feinsandig-schluffige Tonsteine (Stillwasserfazies) am Lemberg und (Festgesteins-Grundwasserleiter) bis 2 Metern, selten über 5 Meter. terrestrisch-fluviatil, terrestrisch-fluviatile Erosionsrest. am Hohen Asperg. Im Schilfsandstein werden oft Pflanzenreste von mit geringer Wasserführung. teilweise flachmariner und Delta-Ablagerungen. Schachtelhalmen gefunden. In Ludwigsburg ohne Bedeutung. evaporitischer Einfluss. Gipskeuper (Grabfeld-Formation) Im Stadtgebiet wenige Rotgaue und olivgrüne Tonmergel mit einzelnen Dolomitsteinbänken Im unausgelaugten Bereich Kluftgrundwas-

Keuper 226/229 - 233 Ma, Meter bis ca. 35 m und Gipslagen. An der Basis ca. 15 m Grundgipsschichten (Gips, serleiter mit geringer Grundwasserführung. terrestrisch, limnisch, am Salonwald. Am Anhydrit), die v.a. westlich des Neckars zu bröckeligen Tonsteinen Im ausgelaugten Bereich teils flachmarin, teils evaporitisch. Lemberg ca. 100m. und Zellendolomiten verwittert und ausgelaugt sind. Kluft- und Porengrundwasserleiter. Unterkeuper Lettenkeuper Wenige Meter Graugrüne Ton(mergel)steine, graue Dolomitsteine und Sandsteine in Kluftgrundwasserleiter (233 - 235 Ma) (Erfurt-Formation) bis ca. 23 m. Wechsellagerung, oberflächennah verwittert. Der Hohenecker Kalk ist mit schichtiger Gliederung. flachmarin, fluviatil. stellenweise fossilreich. Oberer Muschelkalk Trigonodusdolomit (Rottweil-,F.) Im Neckartal unter An der Obergrenze 5 – 10 m massiger gelbgrauer Trigonodusdolomit. Kluftgrundwasserleiter mit verkarsteten Mittleres Grundwasserstockwerk

(235 - 239 Ma) Ob. Hauptmuka (Meissner-,F.) der Talaue ca. 10 m, Darunter blaugraue und graue, gebankte, bioklastische und kristalline Bereichen. Schwebende Horizonte über Höher mineralisiertes Grundwasser, je nach flachmarin-lagunär. Unt. Hauptmuka (Trochitenkalk- F.) sonst bis ca. 85 m. Kalksteine, getrennt durch dünne Ton(Mergel)steinfugen. Tonsteinfugen. Kluftanbindung mit geringer bis mittlerer und gelegentlich hoher Ergiebigkeit. In Hoheneck Mittlerer Muschelkalk Oberer Dolomite Ca. 65 m. An der Obergrenze ca. 6 - 10 m Obere Dolomite. Obere Dolomite, Untere Dolomite: Mineralwasserbrunnen mit über 1.000 mg/l (239 - 240 Ma) (Deimel-Formation) Nicht an der Oberflä- Darunter Auslaugungsreste der Evaporitgesteine (Salz- und Sulfatge- Kluft- und Karstgrundwasserleiter. gelöste Feststoffe. Nutzung im Freibad-Hoheneck flachmarin-lagunär Salinargesteine che aufgeschlossen! steine) und Dolomitsteine und Tonsteine. Die Salze sind im Raum Evaporitgesteine: Grundwasser- und zur Notwasserversorgung.

und evaporitisch. (Heilbronn-Formation) Ludwigsburg ausgelaugt. Die Sulfatgesteine (Gips und Anhydrit) Geringleiter, bei Gipsauslaugung Kluft- Grundwasserstand bei 195 bis 225 mNN. schelkalk schelkalk Untere Dolomite befinden sich im Stadium der Auslaugung. grundwasserleiter. (Karlstadt-Formation) Auslaugungstone: Grundwasser-Geringleiter. Jena-Formation (Kalksteine) Ca. 55 m. Mergel, dünne Kalksteinbänke und Dolomitsteine in Wechsel- Kluftgrundwasserleiter, mit geringer

Unter-, Mittel-,Unter-, Obertrias Unterer Muschelkalk (240 - 243 Ma) Freudenstadt-Formation lagerung. Wasserführung, gering durchlässig. flachmarin. (Dolomitsteine) Oberer-, Mittlerer- und Rötton-Formation Knapp 300 m. An der Obergrenze ca. 5 m Röttone. Darunter mächtige Sandstein- Kluftgrundwasserleiter mit geringer Unteres Grundwasserstockwerk Unterer Buntsandstein formationen mit Geröllen und Tonsteinlagen. Ergiebigkeit. Im Mittleren- und Unteren Im Plattensandstein des Oberen Buntsandsteins

überwiegend überwiegend Festgesteine (243 - 251 Ma) Plattensandstein-Formation Buntsandstein auch größere Ergiebigkeit. hoch mineralisierte und im Neckartal artesisch terrestrisch-fluviatile Der Buntstandstein tritt im Schwarzwald und im Odenwald zutage Das Grundwasser im Plattensandstein ist im gespannte Sole mit 29.000 mg/l Natriumchlorid Erdmittelalter Erdmittelalter (251 - 66 Ma) Sedimentgesteine

Sedimente, teilweise ...weitere Sandstein-Formationen und bildet im mittleren und nördlichen Schwarzwald viele Raum Ludwigsburg mindestens 30.000 und Sulfat. Geringe Ergiebigkeit. Therapeutische flachmariner Einfluss. Höhenzüge. Jahre alt. Nutzung im Heilbad-Hoheneck. Gespannter

chichten Grundwasserspiegel bei ca. 50 mNN. Aufstieg im

(251 - 200 (251 Ma) - Bohrloch auf ca. 198 – 203 mNN.

Trias Buntsandstein Mu Mesozoikum

Paläozoikum Zwischen Buntsandstein und Grundgebirge gibt es in Baden-Württemberg rinnenförmig verlaufende Senken mit Sedimenten aus der Zeit des Karbons und des Perms. Deckgebirge ? Erdaltertum (251 bis 542 Ma) Diese wurden im Raum Ludwigsburg bisher aber nicht nachgewiesen.

Perm, Karbon, Devon, Silur, Ordovicium, Grundgebirgssockel Obere Erdkruste mit Prävariszische Gneise (v.a. metamorph umgewandelte Grauwackense- Im Grundgebirge von Schwarzwald und

Kambrium. (älter als 300 Ma) Übergang in die dimente und Magmatite), die von granitischen Intrusionen während der Odenwald Kluftgrundwasserleiter mit metamorph, plutonisch. untere Erdkruste. variszischen Gebirgsbildung vor 300 - 400 Millionen Jahren durch- Mineral- und Thermalwässern, ,korrespon- 3) Präkambrium Hier insgesamt schmolzen wurden . dierend mit dem Grundwasser im Buntsand- (Proterozoikum, Archäikum, Hadäikum) 24 - 30 km dick. Das Grundgebirge tritt im Schwarzwald und im Odenwald zutage und stein . Erdfrühzeit (älter als 542 Ma). bildet im mittleren und südlichen Schwarzwald viele Höhenzüge. Stadt Ludwigsburg FB Tiefbau und Grünflächen 2012 Grunds Grundgebirge Kristallingesteine 27

Fußnoten zur geologischen Zeittafel

1) - Präkambrium, Paläozoikum, Mesozoikum und Känozoikum sind übergeordnete chronostratigraphische Zeitabschnitte in der Erdgeschichte, die als Ära bezeichnet werden. - Kambrium, Ordovicium, Silur, Devon, Karbon, Perm (Paläozoikum) - Trias, Jura, Kreide (Mesozoikum) - und Tertiär, Quartär (Känozoikum) sind den Ären untergeordnete Zeit-Systeme. - Unter- Mittel- und Obertrias (Trias) und Pleistozän, Holozän (Quartär) sind den Zeit-Perioden untergeordnete Zeit-Serien. - Buntsandstein, Muschelkalk, Keuper sind lithostratigraphische Gruppen. - Lettenkeuper, Gipskeuper, Schilfsandstein, Riß-Kaltzeit, Eem-Warmzeit, Würm-Kaltzeit sind den Serien und Gruppen untergeordnete geologische Einheiten bzw. Stufen. 2) Über das obere- und mittlere Grundwasserstockwerk liegen gute Erkenntnisse vor. Die tieferen Schichten sind nur aus den Tiefboh- rungen in Hoheneck und Mathildenhof rudimentär bekannt. 3) Als Variszikum wird der Zeitraum einer Gebirgsbildung von Devon bis Perm bezeichnet (Variszisches Gebirge). Die Kristallingesteine (Gneise und Granite) von Schwarzwald, Odenwald und Vogesen sind die Erosionsreste dieses vor etwa 250 - 300 Millionen Jahren abgetragenen Gebirges.

4) Die EntstehungsEntstehungs---- und Ablagerungsbedingungen der drei HauptgesteinsaHauptgesteinsartenrten

Sedimente (Schicht- und Absetzgesteine): kontinental = auf dem Festland abgelagerte Sedimente. terrestrisch = unter festländischem Einfluss entstandene und abgelagerte Sedimente. klastisch = durch physikalisch-chemische Verwitterung, mechanische Zerstörung, Zerkleinerung (Erosion) und Sedimentation entstandene Trümmergesteine (Gerölle, Sande, Schluffe, Tone). konglomeratisch = verfestigte klastische Sedimente aus gerundeten Kiesen und Geröllen mit längeren Transportwegen (z.B. Nagelfluh im Oberallgäu). brekziös = verfestigte klastische Sedimente aus kantigen Geröllen mit kurzen Transportwegen (z.B. Gesteinsbildungen bei Vulkanausbrüchen und Bergstürzen). Fanglomerat = Schlammbrekzie, oft im ariden Klimabereich. Schlammfächer mit unsortiertem Material aller Korngrößen, oft eckig. limnisch = in den Gewässern des Festlandes gebildete Sedimente (fluviatil = Flüsse, lakustrin = Seen). fluviatil = durch Flüsse abgelagerte Sedimente (Kiese, Sande, Tone, Schlick, Konglomerate und Schuttbildungen, Delta- Sedimente). lakustrin = in Seen abgelagerte Sedimente (Tone, Schlick, Sande, Kiese, Deltasedimente). äolisch = durch Wind transportierte, sortierte und abgelagerte terrestrische Sedimente (Löss, Dünensand). periglazial = im Eiszeitalter während der Kaltzeiten und rezent in den Polargebieten außerhalb des Einflussbereichs der Glet- scher durch Windverfrachtung, Frost-Tauwechsel und fluviatile Vorgänge entstandene oder umgelagerte Sedimente (Löss-Sedimente, Solifluktionsböden, Fließerden, Schuttsedimente, Schotter, Tone und Torflager). glazial = im Eiszeitalter während der Kaltzeiten und rezent im Einflussbereich der Gletscher abgelagerte oder umgelagerte Sedimente (Moränen, Geschiebelehm, Beckentone, Schmelzwassersedimente). glazi-fluvial = durch Schmelzwässer von Gletschern in fließendem Wasser (Schmelzwasserrinnen) transportierte und abgelagerte Sedimente (Blöcke und Schotter, Bändertone). glazi-lakustrin = durch Schmelzwässer von Gletschern in ehemalige Gletscherstauseen transportierte und abgelagerte Beckensedimente (Sande und Tone, Deltasedimente, Driftblöcke). chemisch (biogen) = Kalksinter, Kalktuffe, Tropfsteine, Travertin und Kieselsinter -> terrestrische chemisch-biogene Sedimente.

brackisch = Ablagerungen im Grenzbereich zwischen Süß- und Salzwasser. Kennzeichnend ist eine artenarme jedoch individuenreiche Fauna.

marin = im Meer abgelagerte Sedimente. glazio-marin = von Treibeismassen im Meer ausgeschmolzene und abgelagerte Sedimente (Driftblöcke). epikontinental = in einem Flachmeer abgelagerte Sedimente, das flache Bereiche des Festlandes zeitweise überflutet hat. flachmarin = im Flachmeer (Schelfmeer) festlandsnah abgelagerte Sedimente (Tonmergelsteine, Kalksteine, Dolomitsteine, Delta-Sedimente). litoral = in der Uferregion (Küstenbereich) von Seen und Meeren und in Lagunen abgelagerte Sedimente. lagunär = in lagunenartigen und flachen Buchten abgelagerte Sedimente (litoral) (z.B. Riffkalke, Kalk- und Dolomitsteine und Evaporite). neritisch = in seichtem und lichtdurchflutetem Flachmeer abgelagerte Sedimente. bathyal = in tiefem und lichtlosem Flachmeer abgelagerte Sedimente. hemipelagisch = im Bereich der Kontinentalabhänge abgelagerte Sedimente in 200 bis 4000 m Tiefe (Trübeströme).

pelagisch = im Bereich der Tiefsee festlandsfern abgelagerte Sedimente (Tiefseetone). eupelagisch = in Tiefen unter 2700 m abgelagerte Sedimente. euxinisch = in sehr sauerstoffarmen Bereichen eines Meeres abgelagerte Sedimente. Schwefelwasserstoffreiches Wasser, sehr lebensfeindlich, Faulschlämme, Erdölmuttergesteine (z.B. tiefe Teile des Schwarzes Meeres). Flysch = zyklische Abfolge von dünnen, fossilarmen Ton-, Kalk- und Sandsteinschichten. Oft als marine Trübeströme (Turbidite) als Erosionsprodukte der Gebirgsbildung entstanden (z.B. Gesteine im Bregenzer Wald -> Grauwacken). bioklastisch = durch Schalentrümmer z.B. von Muscheln, Seelilien, Brachiopoden oder Riffbildnern (Korallen, Schwämme) ge- prägte Sedimente (bioklastische Kalksteine, Schalentrümmerkalke, z.B. Trochitenkalke im Oberen Muschelkalk). chemisch = unter warmen Klimaverhältnissen durch Ausfällung aus einer übersättigten Meerwasser-Lösung entstandene und abgelagerte Sedimente (Kalksteine, Dolomitsteine, Evaporite). chemisch-biogen = durch Tier- und Pflanzenreste geprägte kontinentale und marine Sedimente (bioklastische Sedimente, biogene Riffe, Kalktuff, Hornstein -> Feuerstein/Opal/Kieselerde/Radiolarit, Schlick, Phosphatlagerstätten, Torf, Kohle, Bitumina -> Öl/Gas/Harze, Bändereisenerze, Bone-Beds). evaporitisch = unter ariden Klimaverhältnissen (heiß und trocken) durch Verdunstung (Eindampfung) von Meerwasser ausgeschiedene Sulfat- und Salinargesteine (Evaporite = Gips, und Anhydrit, Steinsalz und Kalisalz). salinar = Ablagerung von Salzgesteinen (Halogenide, Chlorid- und Kaligesteine) bei starker Verdunstung von Meerwasser.

Magmatite (Intrusiv- und Eruptivgesteine): magmatisch = Erstarrungsgesteine (Vulkanite und Plutonite). vulkanisch = Vulkanite -> Ergussgesteine, Eruptivgesteine, Effusivgesteine: Durch vulkanische Vorgänge ausgestoßene Aschen, Tuffe (Pyroklasten) und ausgeflossene Gesteine (Lava). Oft feinkristallin oder glasig durch die rasche Abkühlung oder mit kristallinen Einsprenglingen (Tuff, Quarzporphyr, Rhyolith, Andestlt, Trachyt, Basalt, Obsidian etc.). Ignimbrite -> Gesteine aus pyroklastischen Strömen, Bimsablagerungen und Aschen. plutonisch = Plutonite -> Tiefengesteine, Intrusivgesteine: In großer Tiefe aus zähflüssigem Magma entstandene Gesteine. Oft grobkristallin durch die langsame Abkühlung innerhalb der Erdkruste (Granit, Syenit, Diorit, Gabro). Pegmatite = Groß- bis riesenkörnige Gesteine, auskristallisiert aus einer an flüchtigen Bestandteilen reichen plutonischen Restschmelze. Ganggesteine = Übergangsmagmatite und Intrusionsgesteine in schmalen Gängen im Umgebungsgestein (Mineralgänge, Erzgänge, Lamporphyr, Lamproit und Kimberlit).

Metamorphite (Umwandlungsgesteine): metamorph = Entstehung aus Sedimenten (Paragesteine) und aus Magmatiten (Orthogesteine), die tektonisch in große Tiefen von 2 bis z.T. 40 km versenkt wurden. Dort wurden sie unter hohen Druck- und Temperaturbedingungen in ihrer Minralzusammensetzung und in ihrem Gesteinsgefüge verändert, aber nicht aufgeschmolzen. Metamorphite haben oft eine geschieferte Textur (Foliation). Es gibt aber auch ungeschieferte Metamorphite wie z.B. Quarzit und Marmor. Unter bestimmten Bedingungen bilden sich großkristalline Porphyroblasten in einer feinkristallinen Matrix.

Anatexite = Aufschmelzung tief versenkter Metamorphite durch hohe Temperaturen (> 650 – 750°C).

Begriffe, die im Zusammenhang mit verwitterten Keuperböden und quartären Sedimenten verwendet werden

• Ton = Ablagerungen und Verwitterungsprodukte mit einer Korngröße von < 0,002 mm. Umwandlung der Silikatmineralien in Tonmineralien. • Schieferton = Ton mit schiefriger Textur entlang von Schichtflächen. • Schluff = Ablagerungen mit einer Korngröße von 0,002 – 0,06 mm. • Silt = Gemisch aus Schluff und Staubsand. • Löss = kalkhaltiger Schluff, z.T. mit Feinsand, durch Wind (äolisch) ausgeblasen und abgelagert. • Lösslehm = entkalkter und verlehmter Löss. • Lehm = Gemisch aus Ton, Schluff und Sand, kalkarm bis entkalkt. • Mergel = Gemisch aus kalkhaltigem Ton, z.T. mit Schluff, Sand und Gips. • Letten = sandig-schluffiger Ton mit geringem Kalkgehalt.

5.2 Gesteinskunde, der Kreislauf der Gesteine

Sedimentgesteine (lat. sedimentum = Bodensatz). Man unter- und phosphorhaltige Gesteine (Phosphorite). Chemisch- scheidet klastische Sedimente, die durch den mechanischen biogene Sedimente i.e.S. entstehen unter Mitwirkung von Absatz der Reste verwitterter und erodierter Gesteine entste- Organismen, so z.B. Kalksteine aus Kalkschalen des Plank- hen (physikalisch-chemische Verwitterung, Transport, mecha- tons, von Muscheln, Brachiopoden, Ammoniten, Seelilien nische Zerkleinerung) und chemisch-biogene Sedimente , die und Korallen. Kreide aus Foraminiferenschalen und Kiesel- durch chemische oder biogene Ablagerungen, Ausscheidung gesteine aus Skelette der Kieselalgen. Hornstein, auch und Ausfällung entstehen. Die oft in großen Becken abgelager- Feuerstein genannt, kann sowohl rein chemisch, als auch ten Lockersedimente werden mit der Zeit tiefer versenkt und biochemisch aus Kieselsäure (SiO 2) gebildet werden. Rein dabei verdichtet und entwässert. Sie verfestigen sich unter biogene Sedimente sind durch pflanzliche Ablagerungen dem Druck der überlagernden Schichten zu Festgesteinen wie entstandene Torfablagerungen, Faulschlamm, Kohlegestei- z.B. Konglomeraten, Sandsteinen, Schluff- und Tonsteinen, ne (Braunkohle, Steinkohle) und Erdöl inkl. Erdgas als Kalk- und Dolomitsteinen. Dieser 'Diagenese' genannte Pro- Produkt der Verwesung von tierischem Gewebe und Flüs- zess führt auch zur Neubildung von Mineralien als zementarti- sigkeiten in Sedimentgesteinen. ge Verbindung (Matrix) zwischen den einzelnen Sedimentkör- nern (Kompaktion, Zementation, Sammelkristallisation etc.). Metamorphe Gesteine (Metamorphite; gr. metamorphoos = Eingeschlossene Skelett- und Schalenreste von Lebewesen umgestaltet) entstehen bei der Absenkung von Gesteinspa- werden dabei oft in versteinerte Fossilien umgewandelt. Durch keten in die Erdkruste in ca. 2 km bis z.T. 40 km Tiefe und die stetige und gleichmäßige Subsidenz (Absenkung) der bei Kontinentalkollisionen wie z.B. Himalaja und Alpen. Die Erdkruste im Sedimentationsbecken und wegen der in etwa Druck- und Temperaturzunahme im Erdinneren von 2 - 12 gleichhohen Sedimentationsrate entsteht ein Gleichgewicht, kbar und 150 - 700 °C führt zu einer Umwandlung, Wachs- durch das Sedimentbildungen von hunderten bis tausenden tum und Neubildung der sedimentären und magmatischen Meter Mächtigkeit entstehen können. Ein wichtiges Erken- Mineralien und der Strukturen durch Rekristallisation. Alle nungsmerkmal der Sedimentgesteine ist ihre Schichtung, die vorhergehenden Strukturen wie z.B. Schichtung und Fossi- durch geringfügige oder auch markantere Wechsel der Ablage- lien gehen dabei verloren. Typische Vertreter der metamor- rungsbedingungen oder durch Windablagerung aus unter- phen Gesteine sind Marmor, Quarzit, alle Schiefergesteine, schiedlichen Richtungen entsteht, z.B. bei Sanddünen. Phyllite und Gneise. Ein wichtiges Erkennungsmerkmal ist oft eine mehr oder weniger ausgeprägte Schieferung (Folia- tion) , die durch die Mineralneubildung und Einregelung Klastische Sedimente (gr. klasis = zerbrechen) entstehen unter gerichtetem Druck entsteht. Es gibt aber auch unge- durch physikalische und chemische Verwitterung und Abtra- schieferte Metamorphite, wie z.B. Marmor, der aus Dolomit- gung der Gesteinskomplexe und Transport durch Flüsse, Wind und Kalkstein entsteht, Quarzite aus quarzreichem Sand- und Eis. Die zerkleinerten Erosionsprodukte Blöcke, Kies, stein und Hornfelse, die bei der Kontaktmetamorphose Sand, Schluff und Ton werden in Flusstälern, im Vorland von entstehen. Metamorphite aus Sedimenten bezeichnet man Gletschergebieten, in terrestrischen Becken, oder landnah im als Paragesteine, aus Magmatiten als Orthogesteine. Sehr Meer z.B. als Flussdelta abgelagert und mit der Zeit zu Schot- tief versenkte Metamorphite schmelzen ab ca. 650 - 750 °C tern, Konglomeraten, Sandsteinen, Schluff- und Tonsteinen auf und werden dann Anatexite genannt. Durch Hebung im diagenetisch verfestigt. Löss ist ein durch Wind verfrachtetes Rahmen von Gebirgsbildungen und durch Abtragung kom- (-> äolisches) Lockersediment, das v.a. während der Eiszeiten men viele Metamorphite mit der Zeit an die Erdoberfläche abgelagert wurde. und werden abgetragen.

Chemische und chemisch-biogene Sedimente werden haupt- Magmatische Gesteine (Magmatite; gr. magma = geknetete sächlich im marinen Milieu ausgeschieden. Rein chemische Masse) entstehen beim Aufstieg sehr tief liegender und Sedimente entstehen durch Verwitterung, Lösung und an- über 700 °C heißer zähplastischer Magmen in die überla- schließender Ausfällung in sehr warmem, an Salzen übersät- gernden Gesteine innerhalb von Schwächezonen der obe- tigtem Wasser. Wichtige Vertreter sind Karbonatgesteine wie ren Erdkruste und durch vulkanische Aktivitäten an der z.B. Kalksteine, Kalksinter und Dolomitsteine (durch Magnesi- Erdoberfläche. Die überlagernden Gesteine werden dabei umeinlagerung umgewandelte Kalksteine) und die als Evapori- oft mit aufgeschmolzen. In Abhängigkeit der Ausgangsge- te (lat. "aus Verdunstung") bezeichneten Sulfatgesteine (Gips steine werden beim Aufstieg und bei der Abkühlung neue und Anhydrit) und Salzgesteine (Stein- und Kalisalz). Weitere Kristalle und Strukturen gebildet (Kristallisationsdifferentia- anorganisch-chemische Sedimente sind Bändereisenerze tion).

Die langsam erstarrenden und ungeregelt grobkristallinen Übergangsmagmatite und Intrusionsgesteine in schmalen Tiefengesteine, die als Intrusivgesteine in die höherliegenden Gängen im Umgebungsgestein, z.B. Mineralgänge, Erzgän- Gesteine eindringen, werden Plutonite genannt, z.B. Granit ge, Lamporphyr, Lamproit und Kimberlit. Die bei Vulkan- und Diorit. Durch Hebung im Rahmen von Gebirgsbildungen ausbrüchen ausfließenden und ausgeworfenen Gesteine und durch Abtragung kommen viele Plutonite mit der Zeit an werden Vulkanite oder Eruptivgesteine genannt, z.B. die Erdoberfläche und werden abgetragen. Zu den Plutoniten Porphyr, Basalt, pyroklastische Aschen und Tuffe. Vulkanite gehören auch die Pegmatite -> groß- bis riesenkörnige Gestei- sind wegen ihrer schnellen Erstarrung an der Erdoberfläche ne, auskristallisiert aus einer an flüchtigen Bestandteilen rei- meistens ungeregelt feinkristallin oder als Gesteinsglas chen plutonischen Restschmelze und die Ganggesteine -> ausgebildet. Sie können aber auch mit grobkristallinen Einsprenglingen versehenen sein.

Die in Ludwigsburg vom kristallinen Grundgebirge bis zur Erdoberfläche anstehenden Gesteinsschichten gehören zu den Sedimenten:

• Deckschichten der Quartärzeit = äolische Lösssedimente, klastische Fluss- und Auensedimente, klastische Verwitterungsbildungen. • Schilfsandstein, Gipskeuper und Lettenkeuper = terrestrisch-klastische Sedimente und marine chemische, chemisch-biogene und evaporitische Sedimente. • Muschelkalk = überwiegend marine chemische, chemisch-biogene und evaporitische Sedimente. • Buntsandstein und Permokarbon = überwiegend klastische Sedimente, teils mit marinen Einflüssen.

Gletscher Vulkanite

Vu Plutonitel- Bergland und Flachland

Verwitterung und Abtragung Flüsse, Schlammfluten, Sedimentation der Sedimentgesteine, metamorphen Gesteine und magmatischen Gesteine Magma- kammer Meere, Seen, Sedimentbecken Ausfällung

Sedimente Eindampfung Lockergesteine

Magmatite Vulkanite an der Verse nkung , Erdoberfläche, Verfestigung Plutonite in der Tiefe Sedimente verfestigt und Diagenese

Hebung und Druckzunahme Aufstieg, -

und Druckabnahme Durchschmelzung, - Abkühlung

Metamorphite emperatur 2 - 40 km tief, T

emperatur 150 - 700 °C, T 2 - 12 kbar Druck

Magma Anatexite Aufschmelzung Erdkruste > 700 °C

Intrussion Oberer Erdmantel

Abb. 2 333: Der Kreislauf der Gesteine

5.4 Gesteinsfarben

Die sedimentären Tonsteine und Tonmergelsteine im Lettenkeuper Glaukonit (grünlich) und organische Kohlenstoffverbindungen, und v.a. im Mittleren Keuper zeigen im Geländeaufschluss oft Bitumina und fein verteilter Pyrit (grau bis schwarz). lebhafte Gesteinsfarben. Graue Gesteine wechseln sich ab mit rötlichen, rotbraunen, grünlichen und violetten Gesteinen. Die Die grau-weißen Lehrbergschichten an der Basis des Kiesel- Gesteinsfarben entstehen durch die unterschiedlichen gesteins- sandsteins setzen sich aus baryt-, bleiglanz- und malachitfüh- bildenden Mineralien. Sie sind an den Oberflächen aber oft se- renden Steinmergeln zusammen. kundär durch Verwitterung verändert. Verwitterte und sedimentier- te Gesteine erhalten abhängig vom Ausgangsgestein, von den Sehr feldspatreiche Gesteine verwittern unter vollhumiden Sedimentationsbedingungen und von den Klimaverhältnissen zur (ganzjährig feuchten) Klimabedingungen oft zu dem weißen bis Zeit der Verwitterung und Sedimentation unterschiedliche Färbun- cremfarbenen Tonmineral Kaolinit. Der aluminiumhaltige Kaoli- gen. Hier sind komplexe chemisch-physikalische Vorgänge maß- nit ist ein wichtiger Rohstoff für die Keramikproduktion. gebend. Diagenetische Vorgänge nach der Sedimentation können ebenfalls einen Einfluss auf die Gesteinsfarben haben. Gelegent- Gelb-braune bis braune und ocker-gelbe Gesteinsfarben kom- lich kommt es zu sekundären Farbveränderungen im Gestein, z.B. men oft durch das eisenhaltige Mineral Limonit (FeOOH) zu- durch zirkulierende Wässer. stande. Im Strohgäu sind braun-rötlich bis braun-gelblich ge- färbte Lösslehmböden über hellgelb gefärbtem unverwittertem Die hauptsächlich grau-grünen und grünlichen Gesteine des Let- Löss charakteristisch. Hier wurden die eisenhaltigen Mineralien tenkeupers sind durch die oxidative Zersetzung organischen Mate- im Lösslehm im Zuge der Verwitterung oxidiert. Gelbe Gesteins- rials in einem relativ flachen Meeresbecken entstanden. Das farben kommen auch durch das Mineral Pyrit zustande, so z.B. führte zu einem reduzierenden, d.h. sauerstoffarmen Milieu, in im Stubensandstein. Bräunliche Farben kommen auch oft von dem es dann zur Bildung der grünlich-blauen Mineralien Glauko- Glaukonit, wenn dieser zu dem Mineral Goethit oxidiert wird. nit gekommen ist. Das Schichtsilikat Glaukonit ist durch unter- meerische Verwitterung von Feldspat und Biotit entstanden. Das In trockenen und warmen Wüstengebieten kommt es zur Bil- sind Mineralien aus der terrestrischen Gesteinsverwitterung, z.B. dung eines dünnen und braun-schwarz gefärbten Überzugs Granite und Gneise. Zur Glaukonitbildung kommt es darüber (Kruste) der Gesteine an der Oberfläche, dem sogenannten hinaus auch im Verdauungstrakt einiger Meereslebewesen. Wegen Wüstenlack. Er besteht aus Eisenoxidhydraten und Manganoxi- der reduzierenden Verhältnisse im Meerwasser war eine Bildung den, die durch kapillares Aufsaugen von Lösungen aus dem von rötlichem Eisen-III-Oxid nicht möglich, so dass Eisen-II-Oxid Gestein und Niederschlag des Lösungsinhaltes auf der Ge- (FeO) entstanden ist. steinsoberfläche infolge starker Verdunstung entstanden sind.

Rötliche und violette Farben bilden sich unter rein oxidierenden, Graue bis dunkle und nahezu schwarze Gesteinsfarben deuten d.h. sauerstoffreichen Verhältnisse bei der Verwitterung von ei- auf organisches Material, kohlige Pflanzenreste und bituminöse senhaltigen Mineralien in den Gesteinen in einem semiariden Einschlüsse hin. Unter Sauerstoffabschluss zersetzten Schwe- (trockenen) Steppenklima auf dem Festland. Farbbildend ist hier felbakterien direkt nach der Sedimentation das organische Material der in die Sedimente abgesunkenen toten Lebewesen Eisen-III-Oxid (Fe 2O3 = Hämatit), das bei der vollständigen Oxida- tion des Eisens der Mineralien entsteht. Diese Farben sind v.a. bei und wandeln es in dunkle Sulfide um, z.B. Faulschlämme im den bunten Tonmergeln des Mittleren Keupers oft zu sehen Schwarzen Meer. Hier kann es auch zur Bildung von goldfar- (Gipskeuper, Dunkelrote Mergel, Esterienschichten, Knollenmer- benen Pyritkristallen und pyritisierten Fossilien kommen. Kohle gel). Violette Farben entstehen auch in Schichten, in denen eine und kohlige Pflanzenreste können in geringen Tiefen entste- Bodenbildung stattgefunden hat. hen. Bitumina entstehen in größerer Tiefe unter erhöhten Druck- und Temperaturbedingungen aus organischem Materi- Auch die unterschiedliche Färbung der Sandsteine des Keupers al. ist so zu erklären. Weiß gefärbte Sandsteine sind durch sekundäre Entfärbung (Bleichung) der Mineralkörner durch zirkulierende Bei magmatischen und metamorphen Gesteinen bestimmt der Wässer nach der Ablagerung und Verfestigung entstanden. Anteil unterschiedlich gefärbter Mineralien die Gesteinsfarbe. Hellgelbe Sandsteine haben oft einen erhöhten Anteil des Minerals Granite und Gneise sind gesprenkelt und bestehen aus milchig- Feldspat (Arkose-Sandstein). durchsichtigem Quarz, rötlich-weißem Feldspat und schwar- zem und hellem Glimmer. Je weniger Quarz und Feldspat diese Intensiv rot gefärbte eisen- und aluminiumhaltige Lateritböden als Gesteine enthalten, desto dunkler sind sie. Gesteine mit vielen Reste nach der Verwitterung von Tonmineralien bilden sich in Amphibol-, Pyroxen- und Olivinmineralien sind sehr dunkel. tropischen und subtropischen Gebieten mit ausgeprägten Nieder- Marmor besteht aus weißen bis durchsichtigen Calcitkristallen schlägen. Das Aluminiummineral Bauxit ist ein fossiler Laterit. Bei (CaCO 3), die durch die Metamorphose grobkristallin gewachsen Kalksteinen und Tonsteinen sind die färbenden Beimengungen sind. Marmor enthält oft eingeschalteten dunklen Tonanteile die Minerale Limonit (braun bis gelb), Hämatit (rötlich), oder Färbungen durch Eisen- und Manganoxide.

5.3 Karst Spaltensysteme, die sich mit der Zeit zu großen Höhlensys- Gesteine, die durch chemische Lösungsprozesse stark ange- temen ausweiten können. In diese sickert das Nieder- griffen und gelöst werden, werden als Karstgesteine bezeich- schlags- und Oberflächenwasser rasch ein und bildet einen net. Der Name Karst kommt vom indogermanischen "Karre" = ergiebigen aber verschmutzungsempfindlichen Grundwas- Stein oder karg und gibt einer Landschaft in Kroatien an der serleiter. Das Grundwasser tritt oft an Quelltöpfen in den Nordwestadria ihren Namen. Man unterscheidet die Subrosion Tälern in großer Menge zutage, so z.B. am Blautopf und am von Sulfat- und Chloridgesteinen (Salinarkarst) und die Korro- Aachtopf am Südrand der Schwäbischen Alb. Oberflächen- sion von Karbonatgesteinen (Karbonatkarst). Kalkgesteine gewässer sind in Karstgebieten selten, bzw. versickern nach

(Kalziumkarbonat = CaC0 3) werden durch kohlendioxidhaltiges kurzer Fließstrecke, so dass die Oberflächen von Karstge- Niederschlagswasser entlang von tektonischen Klüften und bieten trocken sind. Es bilden sich charakteristische Land- Schichtfugen aufgelöst (Kohlensäureverwitterung). Der natürli- schaftsformen mit Dolinen, Poljen (große, geschlossene che C0 2 - Gehalt der Atmosphäre bildet mit Regenwasser Becken) , Trockentälern und Bachschwinden, wie z.B. die

Kohlensäure (H 20 + C0 2 = H 2C0 3). Die chemische Gleichung Donauversickerung bei Immendingen. Besonders von der der Kalklösung lautet: CaC0 3 + H 2C0 3 = Ca 2+ + 2HC0 3- (Kalzi- Verkarstung betroffen sind unbedeckte oder mit gering- umkarbonat (Kalk) + Kohlensäure = Kalzium-Ion + Hydrogen- mächtigen Gesteinsschichten und Verwitterungsbildungen karbonat-Ion) . Das Kalzium-Ion und das Hydrogenkarbonat- bedeckte Kalksteinschichten, wie z.B. die Schwäbische Alb, Ion sind besser wasserlöslich als Kalk, gehen im Wasser in das Heckengäu und teilweise auch das Strohgäu. Auch Lösung und werden abgeführt. Der umgekehrte Prozess dieser Talhänge und Talböden sind wegen der Auflockerung der Gleichung ist die Kalkausfällung, z.B. bei der Tropfsteinbil- Gesteine durch Hangentlastung oft stärker verkarstet. ln dung, bei der Bildung von Kalksinter oder großflächig bei der Gebirgen verkarsten Karbonatgesteinen an der Oberfläche Kalksedimentation in warmen Meeresbecken, wie es aktuell im oft zu Karren und Schratten, wie z.B. auf dem Gottesacker- Bereich der Bahama-Inseln und im Persischen Golf zu beo- Plateau. Selten kommt es auch in Sandsteinen zu Karster- bachten ist. Im Laufe von Jahrtausenden bilden sich, auch scheinungen, so z.B. in Süd- und Mittelamerika und in abhängig vom Klima, im Kalkgestein durch die Kalklösung Australien. immer größer werdende zusammenhängende

Abb. 2 444: Karstformen Quelle: Geographie-Infothek, Klett-Verlag, Stuttgart

5.5 Erdbeben

Bei der Erdbebentätigkeit in Deutschland handelt es sich und der östliche Teil nach Norden bewegt. Die Erdbebenakti- nicht um die weltweit häufig vorkommenden Plattenrandbe- vitäten im Oberrheingraben finden ihre Fortsetzung nach ben, wo große Erdkrustenplatten untereinander abtauchen Nordwesten und Westen bis in die Niederrheinische Bucht oder horizontal aneinander vorbei gleiten, wie z.B. in Kalifor- (Raum Köln) und nach Belgien und Holland, wo weitere nien, Japan, Sumatra und Chile, sondern um die selteneren Erdbebenschwerpunkte in Deutschland und Europa liegen. Intraplattenbeben . Die Erdbeben in Deutschland können als An der Landesgrenze von Sachsen und Thüringen im Vogt- Auswirkungen lokaler Spannungskonzentrationen oder land liegt ebenfalls ein Gebiet mit erhöhter Erdbebentätigkeit. Schwächezonen, hervorgerufen durch geologische Heteroge- nitäten in der Erdkruste verstanden werden. Übersteigen die In den vergangenen 200 Jahren wurden in Baden- Württem- Spannungen die Festigkeit der Gesteine im Untergrund, so berg Erdbeben mit einer Magnitude bis zur Stärke M = 5,7 kommt es zum Bruch der Gesteine. Ein Teil der aufgestauten und mit einer Schadensintensität nach der Makroseismi- Energie wird in Form von seismischen Wellen freigesetzt und schen Skala von bis zu I = 7 registriert. In Basel hat sich bei entsprechender Stärke an der Oberfläche als Erdbeben 1356 ein verheerendes Erdbeben mit der Magnitude M = 6,5 wahrgenommen. Als Hauptmotor für diese Vorgänge wird die - 7 und der Schadensintensität I = 9 ereignet. Entlang des Bewegung der afrikanischen Platte nach Norden gegen die Oberrheingrabens kommt es häufiger zu mittelstarken Erd- Europäische Platte vermutet. Diese seit über 60 Mio. Jahren stößen. Beim bisher stärksten Beben auf der Schwäbischen andauernde Bewegung hat auch zur Auffaltung der Alpen Alb im Jahr 1911 mit einer Magnitude von M = 5,6 sind im geführt (siehe Abb. 9 oben). Raum Ludwigsburg Schäden der Intensität I = 6 aufgetreten. Die Fachleute gehen davon aus, daß in Südwestdeutschland Die Energie eines Erdbebens im Erdbebenherd wurde früher maximale Erdbebenstärken der Magnitude M = 6 auftreten nach der logarithmischen "Richter-Skala M L" berechnet. können. Dann wäre mit Schäden der Intensität um I = 7 zu Heute wird überwiegend die logarithmische "Moment- rechnen. In Baden-Württemberg ist etwa alle 10 Jahre mit

Magnituden-Skala M O“ verwendet, welche die Erdbebenstärke einem mittelstarken Erdbeben mit Gebäudeschäden und im Erdbebenherd mathematisch-physikalisch besser be- Betriebsstörungen in größerem Umfang zu rechnen (EMS 6 - schreibt und über große Entfernungen anwendbar ist. Beide 7). Skalen sind mathematisch-theoretisch nach oben offen, wobei aus physikalischen Gründen eine Erdbebenstärke über Im April 2005 ist die neuen DIN 4149, "Bauten in deutschen

MO = 10,5 nicht möglich ist und die Richter-Scala ab ML = 7 Erdbebengebieten" erschienen: Im Vergleich zur alten Norm ungenau wird. Die Erdbebenskalen sind logarithmisch. Ein wurde der Inhalt vollständig überarbeitet und umstrukturiert. Magnitudensprung, z.B. von 4 nach 5 bedeutet eine 10-fach Die erdbebengefährdeten Gebiete in Deutschland (Bayern, stärkere Bodenbewegung und die 33-fache Energie. Die Baden- Württemberg, Thüringen, Sachsen und entlang des

Schäden an der Oberfläche (Schadensintensität = I O) sind Rheins) werden in 4 Erdbebenzonen (Zone 0 bis 3) mit von der Entfernung zum Erdbebenherd, aber auch vom geo- unterschiedlichen Intensitätsintervallen und Bemessungswer- logischen Aufbau des Untergrundes abhängig. Sie werden ten für die Boden-beschleunigung (a g) unterteilt. Innerhalb nach der 12-teiligen "Europäischen Makroseismischen Skala - der Zonen werden 3 geologische Untergrundklassen unter- EMS-" bewertet, die aus der Mercalli-Scala entwickelt wurde. schieden: R = Gebiete mit felsartigem Gesteinsuntergrund, T Bei Erdbeben im Meeresbereich kommt es gelegentlich zu = Übergangsbereich zwischen R und S und S = Gebiete mit verheerenden Flutwellen (Tsunami), die viele Todesopfer tiefer Beckenstruktur und mächtiger Sedimentfüllung. Nach fordern können. der Festigkeit des Untergrundes werden 3 Baugrundklassen unterschieden: A = unverwitterte Festgesteine mit hoher Die beiden Hauptzentren der Baden-Württembergischen Festigkeit, B = mäßig verwitterte Festgesteine bzw. Festge- Erdbebentätigkeit liegen im Dreiländereck im Raum Lör- steine mit geringer Festigkeit oder grob- und gemischtkörni- rach/Basel und seit Anfang des 20. Jahrhunderts auch im ge, dicht gelagerte Lockergesteine in fester Konsistenz und Zollernalbkreis bei Albstadt und Balingen. Innerhalb der C = stark bis völlig verwitterte Festgesteine oder grob- und durch Bruchtektonik geprägten südwestdeutschen Groß- gemischtkörnige, mitteldicht gelagerte, sowie feinkörnige scholle werden zwei in Süd-Nord-Richtung verlaufende Lockergesteine in mindestens steifer Konsistenz. Die Unter- Scherzonen vermutet: Die Kaiserstuhl-Scherzone von Basel grundklassen und die Baugrundklassen werden kombiniert bis Lorsch und die Albstadt-Scherzone. Die Erdbeben führen (z.B. A-R). Für Hochbauten werden 4 Bedeutungskategorien in Südwestdeutschland zu Blattverschiebungen, wobei sich angegeben, denen Bedeutungsbeiwerte ( γI) zugeordnet sind . der westliche Teil der Scherfläche nach Süden Die Ludwigsburger Gemarkung liegt innerhalb der Erdbeben- zone 0 (Warnzone) und innerhalb der geologischen Unter-

34 grundklasse R. Für die Erdbebenzone 0 gilt das Intensitätsin- Die weiteren Details zur Einstufung und zu den vielfältigen tervall (I) 6 <= I < 6,5. Für den rechnerischen Erdbeben- Berechnungsmöglichkeiten sind ggf. in der DIN nachzulesen. nachweis ist in Zone 0 kein Bemessungswert der Bodenbe- schleunigung ( ag) anzusetzen. Die DIN 4149 muss nur in den Erdbebenzonen 1 bis 3 angewendet werden.

Schadensintensität I O nach der Europäischen Makroseismischen Skala - 1998 (EMS-98 Kurzfassung, abgeleitet von der Mercalli-Scala) Schadens- Charakter- Wahrnehmungen und Schäden Momentmagnitude Spitzen- (Die Bauschäden beziehen sich auf eine solide mittel- intensität isierung MO beschleunigung g europäische Bauweise.) 2 IO . Erdbebenzon en 1 g = 0,98 m/s 1 nicht A fühlbar 2 kaum Nur sehr vereinzelt von ruhenden Personen bemerkbar wahrgenommen. 3 schwach Von wenigen Personen in Gebäuden wahrge- 2 – 3 ~ 0,01 nommen. Ruhende Personen fühlen ein leichtes Schwingen oder Erschüttern. 4 deutlich Im Freien vereinzelt, in Gebäuden von vielen 3 – 4 0,015 – 0,02 Personen wahrgenommen. Einige Schlafende Geothermie- erwachen. Geschirr und Fenster klirren, Türen bohrung Basel 2006 klappern. 5 stark Im Freien von wenigen, in Gebäuden von den ~ 4,25 0,02 -0,03 meisten Personen wahrgenommen. Viele Schlafende erwachen. Wenige werden verängstigt. Gebäude werden insgesamt erschüt- tert. Hängende Gegenstände pendeln stark, Gefährdung nennenswerte keine kleine Objekte werden verschoben. Türen und Fenster schlagen auf und zu. A 6 leichte Viele Personen erschrecken und flüchten ins ~ 5 0 0,06 – 0,07 Gebäude- Freie. Einige Gegenstände fallen um. An vielen schäden Häusern, vornehmlich in schlechterem Zustand entstehen leichte Schäden, wie feine Mauerrisse 1 und das Abfallen von z.B. kleinen Verputztei- len. 7 Gebäude- Die meisten Personen erschrecken und flüchten ~ 6 2 0,1 - 0,2 schäden ins Freie. Möbel werden verschoben. Gegens- tände fallen in großen Mengen aus den Regalen. Beben von An vielen Häusern solider Bauart treten mäßige Albstadt 1911 Schäden auf (kleine Mauerrisse, abfallen von 3 Putz, herabfallen von Schornsteinteilen). Vor- nehmlich Gebäude in schlechtem Zustand zeigen größere Mauerrisse und Einsturz von Zwi- Erdbebengefährdung Erdbebengefährdung schenwänden. 8 schwere Viele Personen verlieren das Gleichgewicht. An 6 – 7 0,2 – 0,3 Gebäude- vielen Gebäuden einfacher Bausubstanz treten schäden schwere Schäden auf; d.h. Giebelteile und Dachgesimse stürzen ein. Einige Gebäude sehr einfacher Bauart stürzen ein. 9 zerstörend Allgemeine Panik unter den Betroffenen. Sogar 7 - 7,5 0,3 – 0,5 gut gebaute gewöhnliche Bauten zeigen sehr schwere Schäden und teilweisen Einsturz tra- Beben von gender Bauteile. Viele schwächere Bauten stür- Basel 1356 zen ein. 10 sehr Viele gut gebaute Häuser werden zerstört oder ~ 8 0,6 – 0,7 zerstörend erleiden schwere Beschädigungen. 11 verwüstend Die meisten Bauwerke, selbst einige mit gutem ~ 8,5 0,8 – über 1 erdbebengerechtem Konstruktionsentwurf und Beben im Pazific Ausführung werden zerstört. vor Japan 2011 12 vollständig Nahezu alle Konstruktionen werden zerstört. 9 – 10 1 - 2 verwüstend Beben im Ind. Ozean vor Sumatra 2004