Zielstellung

Die im Randbereich des quartären Verbreitungsgebietes des skandinavischen Inlandeises auftretenden Eisstauseesedimente (Bändertone, Bänderschluffe) stellen die einzige Möglichkeit dar, das Geschehen am unmittelbaren Rand des skandinavischen Inlandeises zur Zeit seiner Maximalausdehnung zu rekonstruieren. Dabei geben die auf periglazialer, fluviatiler Unterlage gelegenen und die Basis der Grundmoränen bildenden rhythmisch geschichteten glazilimnischen Sedimente einerseits Informationen über die Prozesse während der Aufbau- und Vorstoßphasen des Inlandeises im Zeitraum des Übergang vom Anaglazial zum Hochglazial. Andererseits spiegeln die auf dem Top der Grundmoränen gelegenen glazilimnischen Sedimente das Geschehen während der Abschmelzphasen des Inlandeises im Zeitraum vom Ende des Hochglazial zum Spätglazial wider. Im Rahmen des Vorhabens werden sedimentologische (Mikrotexturen, Korngröße) und geochemisch-mineralogische Befunde (Stabile Isotope, Mineralbestand) sowie Ergebnisse der Warvenkorrelation dieser in unterschiedlicher geologischer und stratigraphischer Position innerhalb der Großtagebaue Mitteldeutschlands weitflächig aufgeschlossenen glazilimnischen Rhythmite gegeben. Am Beispiel des ältesten quartären Eisstauseesedimentes der Region, des elsterglazialen Dehlitz-Leipziger Bändertons, werden Aussagen zur Natur der rhythmischen Schichtung und zur räumlichen und zeitlichen Entwicklung der Eisstauseen möglich.
 

Abb.1:Deformationsstrukturen des Elster-I-glazialen Dehlitz-Leipziger Bändertones im Tagebau Espenhain

Ergebnisse

Sedimentologische, mikromorphologische, granulometrische, mineralogische und geochemische (stabile Isotope) Befunde sprechen für eine saisonale Natur (Warvennatur) der rhythmischen Schichtung des elster-I-glazialen Stauseesedimentes vom Typ Dehlitz-Leipziger Bänderton.

Abb.3: Detailausschnitt des Dehlitz- Leipziger  Bändertones im Tagebau Witznitz

Abb.2: Aufbau der tonigen "Winterlagen" und der schluffigen "Sommer- lagen" des Dehlitz- Leipziger Bändertones im mikroskopischen Bild Tagebau Schleenhain, 16fache Vergrößerung, II Nicols

Eine regionale Konnektierung der Lagen des Dehlitz-Leipziger Bändertons ist über eine Nord-Süd-Strecke von mindestens 50 Kilometern innerhalb der Leipziger Tieflandsbucht zwischen den Ortschaften Delitzsch - Leipzig - Altenburg/Zeitz möglich. Diese regionale Konnektierung der Lagen dokumentiert eine `kaskadenartige`, daß heißt zeitlich aufeinanderfolgende Stausee-Entwicklung zwischen Talhöhen von ca. +85 mNN und ca. +210 mNN.

Mindestens sechs Stadien der elster-I-glazialen Stausee-Entwicklung (Füllungsstadien) sind innerhalb der Leipziger Tieflandsbucht im Vorfeld des herannahenden Inlandeises auszugliedern. Für die einzelnen Stadien sind dabei Abschätzungen zum Gletscherstand, zur Stauseetiefe und Stauseelänge möglich.

Die Ergebnisse der regionalen Lagenkonnektierung belegen eine fazielle Differenzierung des Stauseebeckens während der einzelnen Stadien der Stausee-Entwicklung. Zu unterscheiden sind dabei eine nördliche (inlandeisnahe), eine südliche (flußnahe), sowie eine beckenzentrale distale Bändertonfazies.

Innerhalb der Bändertonprofile, die den wenige Jahrzehnte umfassenden Zeitraum zwischen dem Beginn des Aufstauprozesses und der Überfahrung der Stauseesedimente durch das Inlandeis dokumentieren, lassen sich verschiedene Phasen der Stausee-Entwicklung aushalten. Diese unterscheiden sich signifikant bezüglich der Dynamik des Sedimenteintrages, der Suspensionsdichte im Wasserkörper und im Auftreten/Fehlen von Stagnationsverhältnissen im Glazialsee, die eine syngenetische Karbonatbildung unter anoxischen Bedingungen zulassen.
 

Abb.4: Modell der Faziesentwicklung im Stauseebecken beim Vorstoß des Inlandeises
 
 
 

Die mittleren Vorstoßgeschwindigkeiten im Randbereich des elster-I-glazialen Inlandeises, basierend auf den Ergebnissen der regionalen Lagenkonnektierung des Dehlitz-Leipziger Bändertons, können mit 600 m pro Jahr bis 900 m pro Jahr (Mittelwert aller Daten: 766 m pro Jahr) abgeschätzt werden.

Die Glazialstausee-Entwicklung im Vorfeld des elster-I-glazialen Inlandeises findet unter typisch glazialklimatischen Bedingungen statt. Im regionalen/lokalen Umfeld des elster-I-glazialen Inlandeises herrschen kaltaride Bedingungen vor. Die Existenz sehr kalter, langer Winterperioden und kurzer kühler Sommerperioden, daß heißt geringer saisonaler Unterschiede, wird durch die Ergebnisse der Detailuntersuchungen am Dehlitz-Leipziger Bänderton belegt.

Die Isotopenwerte der Karbonatfraktion (d 13C, d 18O) rhythmisch geschichteter Eisstauseesedimente (Bändertone) werden einerseits durch den klastischen Karbonateintrag und andererseits durch im Wasserkörper und/oder Bodensediment des Glazialsees stattfindende Karbonatneubildungen kontrolliert. Die klastische Sedimentzufuhr über Schmelzwässer führt zum Eintrag mariner Karbonate moränaler Abstammung in den Stausee. Auf die Isotopensignatur der Karbonatfraktion der "Sommer- und Winterlagen" besitzt diese einen weitgehend einheitlichen Einfluß. Eine Karbonatneubildung findet mit unterschiedlicher Intensität sowohl während der Sommerperioden als auch während der Winterperioden statt. Dabei kennzeichnet die Isotopenzusammensetzung dieser Karbonate die spezifischen saisonalen Bedingungen im Glazialsee.

Während der Winterperiode stattfindende Eisbildungsprozesse im Glazialsee (d 18O) und bevorzugt während der Sommerperiode ablaufende Prozesse der bakteriell-induzierten Oxidation organischer Substanz im Sediment (d 13C) spiegeln sich in der Isotopenzusammensetzung des neugebildeten Karbonats wider. Sie sind letztendlich verantwortlich für eine isotopische Differenzierung der Karbonatfraktion zwischen den "Sommer- und Winterlagen".

Aufgrund dieser Prozesse können Isotopenuntersuchungen an Karbonaten als zusätzliches Kriterium für die saisonale Natur (Warvennatur) rhythmisch geschichteter Glazialseeablagerungen herangezogen werden.
 
 
 
 

Abb.5: Isoliniendarstellung der mittleren Karbonatgehalte der "Sommerlagen" des Dehlitz-Leipziger Vorstoßbändertones im elsterglazialen Stauseebecken der Leipziger Tieflandsbucht

Die Ergebnisse dieser Arbeiten sind ausführlich publiziert in der monographischen Arbeit:

F. W. Junge (1998): Die Bändertone Mitteldeutschlands und angrenzender Gebiete - Ein regionaler Beitrag zur quartären Stausee-Entwicklung im Randbereich des elsterglazialen skandinavischen Inlandeises.- Altenbg. nat. wiss. Forsch. 9, Mauritianum Altenburg: 210 S. (mit 58 Abbildungen, 40 Bildern, 31 Tabellen; mit 1 Beiheft).