Geologie in Ludwigsburg, Jan. 2012
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Geologie in Ludwigsburg 2 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 3 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 Glems- Str udelbach 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 Körsch Böblingen Schönbuch 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 4 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) 5 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