Geologie und Hydrogeologie im Raum Bad Pyrmont unter besonderer Berücksichtigung des Quellensystems

The hydrodynamics and hydrochemistry of salt and fresh water from solid rock aquifer systems in the Pyrmont area are described and interpreted on the basis of recent investigations including geoelectrics, isotope hydrology, soil air analysis. Theories on the source of the springs in this area are developed, which explain the different compositions of the springs and make it possible to protect them. Data from new and re-interpretated drill holes, borehole logs and outcrops suggest a revision of the geological structure of the Pyrmont dome. Bad Pyrmont is situated on a wide dome of Triassic rocks in the southern part of the Lower Saxony uplands. Inversion of the relief has caused the development of an erosional basin surrounded by prominent ridges. Deep faults developed at the crest of the dome as this part of the structure was subjected to the strongest tectonic stress. Subrosion of the Zechstein salts in the western part of the dome has caused the main salt bed to wedge out below the western part of the dome along a N-S striking structure; this structure is refered to as the „Salzhang“ (salt slope). West of the „Salzhang“, where subrosion has removed the salt bed that prevents gas rising from below, carbon dioxide of deep volcanic origin can now rise to the surface. Hydraulic cross sections illustrate the presence of extensive and deep-seated groundwater flow within the entire Pyrmont dome. While groundwater flow is directed vertically downwards in the ridges surrounding the dome, centripetal horizontal flow predominates the intermediate area. In the central part of the dome, groundwater rises to join the River Emmer, which is the main receiving water course in the central part of the eroded basin. The depth of the saltwater/freshwater interface is determinated by the weight of the superimposed freshwater body. Hydrochemical cross sections show the shape and position of the interface and document a certain degree of hydrochemical zonation of the gently mineralized fresh water. Genetic relationships between the two main water types and the hydrochemical zones of the freshwater body are discussed. The knowledge of the hydrogeological relationship in the Bad Pyrmont aquifer systems permits a spatially narrow coexistence of wells withdrawing groundwater for different purposes (medicinal, mineral, drinking and industrial water).

Petrographie und Genese der Sandsteine des Unter- und Mittelräts im nördl. Harzvorland

Die Rätsandsteine des nördlichen Harzvorlandes wurden petro- graphisch untersucht und beschrieben. Ihr Mineralbestand ist durch das Vorherrschen stabiler Minerale (Quarz bzw. stabile Schwerminerale) geprägt. Dieser kompositioneilen Reife entsprechen das Fehlen generell sehr grober Sedimente und die gute Sortierung fast aller Sandsteine. Das lokale Auftreten von "instabilen" Schwermineralen (hauptsächlich Granat, Staurolith, seltener Disthen, "Epidot" u.a.) sowie schwankende Feldspatgehalte erforderten gezielte Untersuchungen zum Verhalten der Komponenten während Transport und Diagenese: Danach ist die heutige Mineralverteilung nicht auf Anlieferung aus verschiedenen nahegelegenen Liefergebieten (Harz, Flechtinger Höhenzug) zurückzuführen. Das Material ist vielmehr durch Transportsonderung und durch unterschiedlich starke diagenetische Mineralauflösung differenziert worden. Die Diagenese ist im Unterrätsandstein unter alkalischen Porenwasserbedingungen abgelaufen. Dadurch blieben auch instabile Schwerminerale erhalten. Die Diagenese des Mittel- rätsandsteins war im Anfangsstadium dagegen mindestens lokal durch extrem saure Bedingungen gekennzeichnet. Hier wurden die Schwerminerale außer Zirkon, Turmalin, Rutil sowie z.T. Feldspat angegriffen oder aufgelöst. Quarz und Kaolinit bildeten sich neu. In Gebieten mit hydraulischer Verbindung zwischen den Sandsteinkörpern kam es zur Überlagerung beider Diageneseabläufe. Die frühdiagenetischen Vorgänge spiegeln die Sedimentationsbedingungen wider: Nach der Entwicklung eines ersten unterrätischen Flußsystems am Nordostrand des Gebietes (Allertal-Schüttung) mit zugehörigen Deltasedimenten (Schüttung nach Nordwesten) dringen Arme eines neuen Systems in zunächst schmalen Strängen nach Westen bzw. Nordwesten vor. Sie hinterlassen im Südteil des Gebiets den Unterrätsandstein der Fallstein-Schüttung, der sich im Überflutungsbereich der Flüsse mit Sedimenten der flachmarinen (hyperhaiinen) Steinmergelkeuper-Fazies verzahnt. Durch Meeresspiegelanstieg bildet sich im Westteil des Untersuchungsgebiets ein Becken mit marinen Ablagerungsbedingungen (Mittelrät) aus. Das alte Flußsystem wird zugleich nach Osten abgedrängt. Im Süden bleibt das Gebiet Halberstadt/Fallstein Zentrum eines Deltavorbaus (Fallstein-Schüttung), der jedoch schnell an Bedeutung verliert. Statt dessen breitet sich vom Raum Helmstedt ausgehend eine neue Deltaschüttung (Lappwald- Schüttung) bis über die Weser hinaus nach Westen aus. Besonders im Lappwald-Delta kommt es zu einer reichen Faziesdifferenzierung in den Sedimenten des Deltadachs. Die in beiden Regionen entstehenden Moorablagerungen verursachen die Versauerung des Porenwassers, das die Frühdiagenese beeinflußt. Weiterer Meeresspiegelanstieg beendet die deltaische Sedimentation auch im Bereich der Lappwald-Schüttung. Die paläogeographische Entwicklung des nördlichen Harzvorlands ist einsinnig verlaufen. Die Sedimente des nördlichen Harzvorlands enthalten keine Hinweise auf zeitweilige Regression größeren Ausmaßes. Die Verlagerung der Sedimentationsintensitat von der Fallstein-Schüttung auf die Lappwald-Schüttung entspricht vielmehr einer großräumigen Entwicklung, in deren Verlauf sich die Deltabildung zwischen Franken und Nord- Dänemark von Süden nach Norden verlagert.