Universität zu Köln

Zur Entstehung rhythmisch geschichteter Beckensedimente des Illergletschergebietes (Südwest Bayern)

Link, Arne (2004) Zur Entstehung rhythmisch geschichteter Beckensedimente des Illergletschergebietes (Südwest Bayern). PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    In einem klassischen Zungenbecken des süddeutschen Alpenvorlandes (Illergletschergebiet, Südwest Bayern) wurde die Verbreitung glazilimnischer Beckensedimente aufgenommen und unter Auswertung von Bohrungen und Aufschlüssen ein dreidimensionales Modell zur räumlichen Lagerung der Beckensedimente erstellt (Kap. 3). Mit Hilfe sedimentologischer, mineralogischer und geochemischer Untersuchungsmethoden konnten an acht Kernbohrungen und drei Aufschlüssen Informationen über Aufbau und Genese der glazi-limnischen Beckensedimente gewonnen werden (Kap. 4). Die Untersuchungen wurden durch Lumineszenz-datierungen (OSL Methoden) ergänzt, die eine chronologische Einstufung der Sedimente ermöglichen (Kap. 5). Mit der Analyse eines Digitalen Geländemodells (ArcView) konnte für den spät(hoch)glazialen Kemptener See ein geologisch-morphologisch plausibler Seespiegelstand simuliert werden (Kap. 6). Die untersuchten Beckensedimente sind nach den vorliegenden Untersuchungsergebnissen das Produkt vier verschieden alter Seebildungsphasen. Zwei präwürmzeitliche Beckenschluffserien sind im nördlichen Bereich des Kemptener Beckens im Luiblingstobel zu finden und durch einen Tillkomplex voneinander getrennt. Der hohe Kompaktionsgrad und die Anzahl der überlagernden Tillkomplexe lässt für die Sedimente der unteren limnischen Serie mindestens eine zweimalige, für die Sedimente der oberen limnischen Serie mindestens eine einmalige Überfahrung durch Gletschereis annehmen. Das präwürmzeitliche Alter wird durch die Ergebnisse von sechs OSL-Datierungen gestützt, die auf ein Mindestalter > 150 ka hinweisen. Glazilimnische Beckensedimente der nächstjüngeren Seebildungsphase sind am östlichen Rand des Kemptener Beckens in den Profilen Lauben (Lau), Hofen (Hof) und Gräbelesmühle (Grä) überliefert. Nach den Untersuchungen zur räumlichen Verbreitung (Kap. 3) konnten diese Sedimente nicht zweifelsfrei einem spät(hoch)glazialen Kemptener See zugeordnet werden. Insgesamt acht OSL-Datierungen (Profile Lau und Grä) weisen auf eine mittelwürmzeitliche Seebildungsphase im OIS 3 hin, in der klastische Rhythmite abgelagert wurden, die dem klassischen Warvenzyklus im Sinne von DE GEER (1912) folgen. Ihre Entstehung wird im Zusammenhang mit dem Zerfall eines mittelwürmzeitlichen Illergletschers gesehen. Anhand der Lage der untersuchten Profile im Gletscherbecken lässt sich eine Vorstoßweite eines mittelwürmzeitlichen Illergletschers ableiten, die mindestens 23 km in das Alpenvorland reichte. In einer ca. 10 km breiten Zone, die sich südlich der Äußeren Jungendmoränen anschließt, wird eine vom Würmhochstand (OIS 2) überfahrene Eisrandlage vermutet, die unter Berücksichtigung regionaler und überregionaler Klimaarchive dem OIS 4 zugeordnet wird. Beckensedimente der jüngsten limnischen Phase konnten im Kemptener Becken und im Seifener Becken untersucht werden. Aufgrund der oberflächennahen Lagerung dieser Beckenschluffe (Bohrungen Lamineten 1 bis 5, Vocken, Thanners), sowie der Position im Gletscherbecken (südlich der Jungendmoränen) lässt sich eine Eisüberfahrung und somit ein höheres Alter als Spät(hoch)glazial ausschließen. Das spät(hoch)glaziale Alter wird zudem durch drei OSL-Datierungen unterstützt. Die spät(hoch)glazialen Beckenschluffe des Kemptener Beckens lassen sich in drei lithologische Einheiten gliedern. Über einem Till-Komplex folgen mit Einheit 3 eisrandnah abgelagerte dropstoneführende Beckenschluffe, die auf eine beginnende glazilimnische Ablagerungsphase hinweisen. Die folgenden grauen Beckenschluffe der Einheit 2 sind das Resultat einer ereignisdominierten Sedimentation innerhalb eines instabilen Seebeckens, was eine zuverlässige Durchführung von Lagenzählungen verhindert. Vereinzelte klar definierte Lagenfolgen weisen auf hohe Mindestsedimentationsraten hin, die im Zentimeterbereich liegen. Mit dem Wechsel zur Einheit 1 kommt es zu einer sprunghaften Abnahme der Lagendicke und zur Ablagerung millimetergeschichteter klastischer Rhythmite, die zahlreiche Merkmale klastischer Warven aufweisen. Anhand von Lagenzählungen, die an zwei Kompositprofilen durchgeführt wurden, lässt sich für die Einheit 1 ein Bildungszeitraum von ca. 1000 Jahren nachweisen. Eine Gegenüberstellung dieser limnischen Sedimentfolge mit klastischen Profilabschnitten rezenter Voralpen-seen (Bodensee, Zürichsee), die sich im benachbarten Rhein-Linth Gletschergebiet befinden, weist auf eine vergleichbare lithologische Entwicklung hin. Besonders auffällig ist ein in allen drei Seen auftretender markanter lithologischer Wechsel zwischen zentimetergeschichteten Rhythmiten und millimetergeschichteten klastischen Warven. Es wird ein Zusammenhang mit einem klimatischen Rückschlag vermutet, der nach der INTIMATE Event-Stratigraphie (BJÖRCK et al. 1998) des GRIP-Kerns, mit dem Wechsel zwischen den Substadialen GS 2 b (19,5 bis 16,9 GRIP Jahre B.P.) und GS 2 a (16,9 bis 14,7 GRIP Jahre B.P.) dokumentiert ist.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    The distribution of glaciolacustrine sediments was mapped in the Kempten Basin, SW Bavaria, southern Alpine Foreland. A three-dimensional model of the basin sediments was developed by analysing core data and outcrops in the area (Chapter 3). Information about the structure and origin of the glaciolacustrine sediments was achieved using sedimentological, mineralogical and geochemical methods (Chapter 4). The investigations are supplemented by the results of luminescence dating (OSL methods), which provide a chronological frame for the investigated sediments (Chapter 5). Lake-level of Lake Kempten after the last glaciation of the Alpine Foreland is simulated using a digital three-dimensional elevation model (ArcView) (Chapter 6). According to the presented results, the investigated basin sediments are products of four different phases of lake formation. Two series of pre-Würmian silty lake deposits are found in the northern part of the Kempten Basin at Luiblingstobel and are separated by a till-complex. The high degree of compaction and the number of overlying till-complexes imply that the upper lacustrine series was at least once and lower lacustrine series was at least twice overridden by younger glaciations. The pre-Würmian age of the sediment is supported by six OSL-ages, indicating an age of > 150 ka. Glaciolacustrine sediments of the next younger phase of lake formation are preserved at the eastern margin of the Kempten basin at the sites of Lauben (Lau), Hofen (Hof) and Gräbelesmühle (Grä). According to the geographical extension it is not possible to securely attribute these sediments to a Lake Kemtpen that developed after the last glaciation of the Alpine Foreland. Eight OSL dates (sections Lau and Grä) indicate a Middle Würmian age of lake formation during oxygen isotope stage (OIS) 3. The deposits consist of clastic rhythmites, which follow classical varve cycles sensu DE GEER (1912). The formation of these sediments is interpreted to result from the decay of a Middle Würmian Iller glacier. The extent of this glaciation is reconstructed from the position of the investigated sites and it is assumed that the Iller glacier reached at least 23 km into the Alpine Foreland. A former ice margin is presumably located in an area 10 km south of the Last Glacial Maximum (LGM). This older end moraine belt is correlated with OIS 4 considering regional and global climate archives and was overridden by the Würmian maximum during OIS 2. Basin sediments of the youngest lake phase were investigated in the Kempten and Seifen basins. According to the near surface position of the laminated sediments (cores Lamineten 1 to 5, Vocken, Thanners) and the position of the basin within the extension of the last glaciation a pre-LGM age is excluded. This age is confirmed by the results of three OSL datings. The late Würmian lacustrine sediments of the Kempten basin can be subdivided into three lithological units. Above the till-complex follows unit 3, which consists of proglacial silts with dropstones that indicate an on-setting phase of glaciolacustrine deposition. The grey silts of unit 2 are the result of an event-dominated sedimentation within an instable lake basin, which makes it impossible to securely count the lamination. A few well-defined laminations imply a high minimum sedimentation rate of a few centimetres per year. A sudden decrease in lamination thickness is recorded with the on-set of unit 1 and the deposition of millimetre thick clastic rhythmites, which show several criteria of annually laminated sediments. According to the counting of laminations carried out on two sections a timeframe of about 1000 years is attributed to unit 1. Comparison of the glaciolacustrine sediments from the Kempten basin with sections from modern lakes of the Alpine Foreland (Lake Konstanz, Lake Zurich), located in the near Rhein-Linth glacier system, indicate a similar lithological development. In all three lakes, a prominent change in lithology occurs from centimetre-thick rhythmites to millimetre-thick annually laminated sediments. It is assumed that this change in sedimentation was caused by the climatic deterioration as recorded in the INTIMATE event-stratigraphy of the GRIP core documented by the change from substadial GS 2 b (19.5 to 16.9 GRIP yr B.P.) and GS 2 a (16.9 to 14.7 yr B.P.) (BJÖRCK et al. 1998).English
    Creators:
    CreatorsEmail
    Link, Arnearne.link@uni-koeln.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-12769
    Subjects: Earth sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Würm Eiszeit , Kempten , Bänderton , ImageJ , LumineszenzdatierungGerman
    German Alpine Foreland , deglaciation , varve , glaciolacustrine , x- radiographyEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Geologisches Institut
    Language: German
    Date: 2004
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 11 July 2004
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 21 Oct 2004 08:26:53
    Referee
    NameAcademic Title
    Boenigk, WolfgangProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1276

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