Rheinisches Schiefergebirge

Überblick

Die junge Tektonik des Rheinischen Schiefergebirges ist durch rezente Hebung und rezent aktive Störungszonen gekennzeichnet. Diese rezenten bis subrezenten Erscheinungen sind das Resultat des Zentraleuropäischen Riftsystems. Die dadurch hervorgerufene V-Förmige Öffnung der Niederrheinischen Bucht führt zu einer Rotation des östlichen Rheinischen Schiefergebirges.

Erste Untersuchungen von 2003 und 2004 im Ahrtal und Westerwald führten zum Ergebnis, dass dieses postulierte rezent aktive Störungssystem, mit senkrecht die Erdkruste durchschlagenden Seitenverschiebungen bzw. Blattverschiebungen dort und vermutlich in weiten Teilen des Rheinischen Schiefergebirges angetroffen werden kann. Dieses Störungssystem aus wahrscheinlich seit dem Mesozoikum immer wieder reaktivierten Störungen ist verbreitet durch intensive Quarzbildung und Erzvergesellschaftungen gekennzeichnet. Durch die tektonische Beanspruchung sind die Störungen teilweise gaspermeabel, so dass Gase aus der Erdkruste zur Oberfläche gelangen können.

Ziel des in verschiedene Schwerpunkte aufgeteilten Projekts ist es das junge, komplexe Störungssystem zu erfassen um z.B. Erkenntnisse der rezenten tektonischen Aktivität zu erlangen.

Rezente Schertektonik im Bereich von Waldesch - Gaspermeable Störungen zur Identifikation

Im Rahmen dieses Teilprojekts wird die jüngere Tektonik des Rheinischen Schiefergebirges südlich von Koblenz untersucht. Da das Störungssystem im Untersuchungsgebiet großflächig von jungen Sedimenten bedeckt ist, ist nicht möglich das System nur durch geologische Kartierarbeiten zu erfassen. In den Bereichen, in denen das Störungssystem von Sedimenten überdeckt wird, wird die Gasdurchlässigkeit der Störungen genutzt.

Das rund 100 km² große Untersuchungsgebiet liegt in Rheinland-Pfalz im Mittelrheingebiet südlich von Koblenz und wird aus geographischer Sicht dem Rhein-Hunsrück und dem Mittelrheintal zugeordne (TK L5710 Koblenz). Geologisch wird das Arbeitsgebiet der Mosel-Mulde zugeordnet, Streichrichtung NE-SW verläuft.

Über das Arbeitsgebiet und die nähere Umgebung sind umfangreiche Arbeiten erschienen. Die Arbeiten von KRÖLL 2001, BUDEUS 1988, HAAS 1975, LEHMANN 1959, EHRENDREICH 1959 decken das komplette Untersuchungsgebiet ab.

Untersuchungsgebiete weiterer Bearbeiter (rot hinterlegt: unser Arbeitsgebiet)

Die stratigraphische Untergliederung der devonischen Schichten im Untersuchungsgebiet wurde von FOLLMANN 1921, SCHIRMER & QUIRING 1933 und SOLLE 1942 aufgestellt. Jüngere Untersuchungen von BUDEUS 1988 und KRÖLL 2001 ergänzen diese Arbeiten. Die Gesteine im Untersuchungsgebiet weisen nach MEYER & STETS (1996) eine geringe Deformation und Metamorphose auf. Die Sedimentgesteine der Moselmulde besitzen ein unterdevonisches (Obersiegen und Ems) bis mitteldevonisches Alter, (SOLLE 1942), wobei Gesteine des Unterdevon überwiegen.
Anhand umfangreicher Kartierarbeiten von 2004 bis 2006 wurde ein WNW-ESE Haupt-Störungssystem (Streichen von ca. 105 bis 115°) im Untersuchungsgebiet nachgewiesen, dass von konjugierten NE-SW, vereinzelt NNW-SSE und NW-SE Verlaufenden Störungssystemen begleitet wird. Eine erste schematische Übersicht zeigt deutlich die dominierenden WNW-ESE und NE-SW Störungszonen.

Störungssystem des Untersuchungsgebiet (schematisiert: Morphologie nicht berücksichtigt) ©LVermGeo

Da auf den Hochflächen die devonischen Einheiten flächendeckend von jüngeren Sedimenten überlagert sind, ist es nicht möglich die Störungen durch die geologische Kartierung weiträumig zu verfolgen. Es ist jedoch möglich gaspermeable Störungen anhand ihrer aufsteigenden Gase zu detektieren.

Bei unseren Untersuchungen wird Helium (He) in der Bodenluft als geogener inerter Tracer genutzt um tiefreichende Störungszonen nachzuweisen. Dazu wird Bodenluft aus einem Meter Tiefe entnommen und in ein transportables Massenspektrometer gegeben (>>Analysetechnik<<). Bei der Analyse wird die Konzentration der Bodenluft im Vergleich zur atmosphärischen Helium-Konzentraion bestimmt. Wenn die Werte der Bodenluft deutlich über denen der Atmosphäre 5220 [ppb(v)] (HOLLAND & EMERSON 1987) liegen, kann von einer Gaswegsamkeit im Untergrund ausgegangen werden.
Ergebnisse der ersten Messungen zeigen deutliche He-Anomlien über den vermuteten Störungssystemen.

Heliumanomalien über Störungszonen im Untersuchungsgebiet bei Waldesch

Bei der Bearbeitung der neogenen Tektonik des Rheinischen Schiefergebirges wurde an mehreren Stellen eine starke Häufung von Nestern Hügel bauender Waldameisen beobachtet. Diese Standorte sind vorwiegend auf Störungszonen begrenzt. >>Geoökologie<<

Literatur:

BUDEUS, P.P. (1988): Strukturgeologische Untersuchungen im Mittelrheingebiet und an der Untermosel auf dem N-Flügel und im Zentrum der Moselmulde.- Diss. Univ. Bonn, 215 S; Bonn.

EHRENDREICH, H. (1959): Stratigraphie, Tektonik und Gangbildung im Gebiet der Emser Blei-Zinkerzgänge.- Z. dt. goel. Ges., 110: 561-582; Hannover.

FOLLMANN, O. (1921): Die Koblenzschichten am Mittelrhein und im Moselgebiet.- Verh. Natrurhist. Ver. Rheinld. U. Westf., 79: 1-105; Bonn.

HAAS. W. (1975): Zur Tektonik der Bopparder Hauptmulde und ihres Südost-Rahmens am Mittelrhein ziwschen Braubach und Boppard (Rheinisches Schiefergebirge).- Mainzer geowiss. Mitt., 4: 159-194; Mainz.

HOLLAND, P. W. & EMERSON, D. E. A (1987): Determination of the helium-4 content of nearsurface atmospheric air within the continental United States. J. Geophys. Res. 92 B12; 12.557-12.556 (Washington).

KRÖLL, R. (2001): Zur Stratigraphie, Fazies und Tektonik des Unterdevon zwischen der Untermosel und Boppard (Moselmulde, Rheinisches Schiefergebirge).- Diss. Univ. Bonn, 261 S.; Bonn.

LEHMANN, H. (1959): Stratigrahpie und Tektonik im Mittelrheingebiet zwischen Braubach und Kestert.- Notizbl. Hess. L.-Amt Bodenforsch., 87: 268-292; Wiesbaden.

MEYER, W. & STETS, J. (1996): Das Rheintal zwischen Bonn und Bingen.- Sammlung geologischer Führer 89, 386 S., Stuttgart (Gebr. Bornträger).
SCHIRMER, T. & QUIRING, H. (1933): Erläuterung zur Geologischen karte von Preußen, Blatt Koblenz Nr. 3270.- 53S., Berlin.

SOLLE, G. (1942): Die Kondel-Gruppe (Oberkoblenz) im Südlichen Rheinischen Schiefergebirge. I-III.- Abh. Senck. Naruforsch. Ges. 461: 1-92; Frankfurt/Main.

>>Poster zu diesem Thema<<