Eine bemerkenswerte Bio- und Lithofazies an der Basis des Unter-Hauterivium Nordwestdeutschlands

Im östlichen Teil des Niedersächsischen Beckens ist das Trans gressionskonglomerat des Unter-Hauterivium-Meeres ("Hilskon- glomerat") in Küsten- und Schwellennähe durch einen hohen, meist organogenen Karbonatgehalt (Biosparit), Biomikrit, Kalk und Mergelstein) sowie Brauneisengeröll- und Quarzsandführung gekennzeichnet. Gleichzeitig weisen diese Basisschichten des Unter-Hauterivium hier einen außergewöhnlichen Fauneninhalt auf ("Sonderfazies”), der im küstenferneren Bereich des östlichen wie auch im Gesamtbereich des mittleren und westlichen Niedersächsischen Beckens bisher nicht beobachtet werden konnte ("Normalfazies"). In der Mikrofauna erscheinen, z.T. im Faunenbild dominierend, Foraminiferen mediterraner Herkunft (Trocholina, Meandrospira Cyclammina u.a.). Auch die Megafauna der "Sonderfazies" ist durch Warm- und Flachwasserformen (Kalkschwämme, Korallen, Bryozoen, Serpuliden, Seelilien) charakterisiert. Da auch in der östlichen Fortsetzung des Norddeutsch-Polnischen Unterkreide-Meeres (Brandenburg, Mecklenburg) u.a. eben falls die Foraminiferen-Gattungen Trocholina und Cyclammina sowie Bryozoen und Seelilien beobachtet werden konnten und im Hauterivium lediglich über die südpolnische Meeresstraße eine Verbindung zum mediterranen Meeresraum bestand, müssen warme Meeresströmungen aus südöstlicher Richtung als Ursache für den Karbonatreichtum der Sedimente und deren Besiedelung durch benthische "Warmwasserformen" angenommen werden. Auch die Ammoniten-Gattung Endemoceras ist nach Untersuchungen von THIERMANN (1963) auf diesem Wege in das Niedersächsische Becken eingewandert. Da die Unterkreide-Transgression mit Konglomerat- und Aufarbeitungshorizonten in einigen küsten- und schwellennahen Bereichen des nordwestdeutschen Unterkreide-Meeres bereits im höheren Valanginium oder aber erst im höheren Unter-Hauteri- vium (z.B. Fallsteingebiet) bzw. tiefem Ober-Hauterivium (z.B. Westerberg b. Alfeld) erfolgte, ist das sog. "Hilskon- glomerat" i.w.S. nicht als synchrone Bildung anzusehen. Allerdings konnten der spezifische petrographische Charakter sowie die typische Fauaenvergesellschaftung der "Sonderfazies" bisher nur im Basiskonglomerat des Unter-Hauterivium und nur im östlichen Teil des Niedersächsischen Beckens beobachtet werden. Daraus ließe sich ableiten, daß nur für einen (im geologischen Maßstab!) enger begrenzten Zeitraum (tieferes Unter- Hauterivium) die zur Entstehung der "Sonderfazies" notwendigen hydrologischen und klimatischen Voraussetzungen gegeben waren. So nimmt der Karbonatgehalt der Sedimente bis zum Unter-Aptium deutlich ab; nur im höheren Ober-Hauterivium steigen die Karbonatgehalte wieder stärker an, um dann im Barremium und Unter- Aptium die im Durchschnitt geringsten Werte der borealen Unterkreide NW-Deutschlands zu erreichen. Erst im Ober-Aptium steigen die Karbonatgehalte wieder an, sinken im Unter-Albium deutlich ab und nehmen vom Mittel-Albium bis Cenomanium kontinuierlich zu. Parallel zum abnehmenden Karbonatgehalt der Sedimente verschwinden bereits im Hauterivium Korallen, Kalkschwämme und Bryozoen, im höchsten Ober-Hauterivium auch die Crinoiden. Erst im höheren Unter-Albium erscheinen wieder Crinoiden im Faunenbild der Bodentier-Vergesellschaftungen. Daraus läßt sich eine deutliche Temperaturabnahme - zumindest im Bodenwasserbereich - infolge fehlender warmer Meeres-Strömungen, verbunden mit einer Zunahme der Wassertiefe im Beckenbereich vom Unter-Barremium bis Unter-Aptium, ableiten. Nach beträchtlicher regionaler Ausweitung der Meeresräume während des Albium kennzeichnen abseits der Küsten- und Schwellenbereiche erstmalig pelagische Faziesverhältnisse das lithologische und faunistische Bild der höheren Unterkreide NW-Deutschlands.

Ontogenie und Phylogenie der Belemnitenart Hibolites jaculoides SWINNERTON, 1937, aus dem Hauterivium (Unterkreide) von NW-Deutschland (Sarstedt) und NE England (Speeton)

The belemnite species Hibolites jaculoides Swinnerton, 1937 is redefined on the basis of a bed by bed collection of 2100 rostrums from the Upper Hauterivian (Cretaceous deposits of NW Germany and Yorkshire, England. According to the variate-statistical evaluation of the data gathered, definite phylotic changes are disdernible within the species. All characters measured indicate a definite tendency towards reduction in size. Large-sized, club-shaped specimens are typical for the stratigraphically older beds, delicate and slender-built forms dominate in the upper Upper Hauterivian. Comparison of the material from England and Germany yielded that three of the varieties described by Swinnerton are limited mainly to the lower Upper Hauterivian of England.

Beziehungen zwischen Mineralbestand, Gefüge und technologischen Eigenschaften der Niedersächsischen "Wealden" - Sandsteine (Unterkreide)

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Sandsteine des niedersächsischen "Wealden" (tiefe Unterkreide) auf ihre petrographische Zusammensetzung und ihre technologischen Eigenschaften untersucht und miteinander verglichen. Die Gesteinsproben entstammen den sog. "Werksteinbänken" (Hauptsandstein) aus Teilgebieten im mittleren Niedersachsen, und zwar: den Bückebergen den Rehburger Bergen, dem Süntel, dem Osterwald, dem Nesselberg (a + b) sowie dem Deister (a + b). Weitere Proben wurden zu Vergleichszwecken aus der Fassade des Hauptgebäudes der Universität Hannover entnommen. Die technologischen Untersuchungen umfaßten die Bestimmung allgemeiner physikalischer Parameter wie: Roh- und Reindichte, Gesamtporosität, Wasseraufnahme bei Atmosphärendruck sowie bei einem Druck von 150 bar und die Bestimmung des Sättigungswertes. Öle mechanische Festigkeit wurde mit Hilfe von Druck- und Spaltzugfestigkeitsversuchen ermittelt. Mögliche Einflüsse der physikalischen Verwitterung auf die verschiedenen Gesteinstypen wurden durch Frost-Tau-Wechsel- und Kristallisationsversuche simuliert. Die Bestimmung der petrographischen Zusammensetzung erfolgte makroskopisch im Aufschluß und an Handstücken, mikroskopisch an Dünnschliffen. Die Dünnschliffuntersuchungen lieferten Daten zum quantitativen Mineralbestand und zur Korngrößenverteilung sowie Angaben zum Gefüge der Sandsteine. Aus dem Vergleich zwischen Druck- bzw. Spaltzugfestigkeitswerten und lithologischer Ausbildung lassen- sich folgende Schlüsse ziehen: Die Druck- und Spaltzugfestigkeit der untersuchten Wealden-Sandsteine hängt wesentlich ab vom Festigkeitsverhalten der am Gesteinsaufbau beteiligten Minerale. Sandsteine, die einen größeren Anteil an Quarz aufweisen besitzen eine höhere Druckfestigkeit als Gesteine die weniger Quarz enthalten. Der Vergleich petrographischer mit technischen Daten zeigt dagegen, daß bei gleicher petrographischer Zusammensetzung die Festigkeit der Wealden-Sandsteine vor allem vom Gesteinsgefüge bestimmt wird: Intensive Kornverzahnungen, verursacht durch weitergewachsene Quarzkörner und unmittelbare Kornkontakte bewirken höhere Bindungskräfte zwischen den Mineralkomponenten. Die intensiven Kornverzahnungen erklären auch die günstigen Eigenschaften bei der Druck- und Spaltzugfestigkeit sowie die guten Ergebnisse bei den Frost-Tau-Wechsel- und Kristallisationsversuchen. Weiter werden bei zunehmender Kornverzahnung die physikalischen Parameter (z. B. Rohdichte, Wasseraufnahme, Gesamtporosität und Sättigungswert) positiv beeinflußt: Mittelbare Kornbindung und mäßig verzahnte Körner führen dagegen zu schlechteren Festigkeitseigenschaften und damit zu ungünstigeren Werten bei den physikalischen Parametern. Druck- und Spaltzugverhalten der Wealden-Sandsteine wird durch deren Korngröße nur andeutungsweise beeinflußt. Sandsteine mit geringeren Korngrößen zeigen gegenüber gröberkörnigen bei sonst gleicher Mineralzusammensetzung und identischer Anordnung der Komponenten oft geringfügig höhere Festigkeitswerte. Die petrographischen Eigenschaften (Gehalt an Mineralen höherer Festigkeit, Art des Bindemittels, Verwitterungsgrad der einzelnen Minerale, Gefüge und räumliche Anordnung - z.B. Verzahnung und Verfilzung der Minerale, Korngröße) gestatten somit gewisse Rückschlüsse auf die Verwendbarkeit der "Wealden"-Sandsteine als Werkstein. Innerhalb der Werksteinbänke lassen sich verschiedene Sandsteintypen unterscheiden, die unterschiedliche technologische Eigenschaften aufweisen. Die ermittelten Werte der Druck- und Spaltzugfestigkait sowie die Ergebnisse der Frost-Tau-Wechsel- und Kristallisationsversuche sind in auffälliger Weise mit den physikalischen Parametern korellierbar. Gesteine mit hoher Roh-, und Reindichte und niedrigen Werten, der Gesamtporosität, Wasseraufnahme und des Sättigungsgrades lieferten bessere Werte bei den Frost-Tau-Wechsel- und Kristallisations-Versuchen als Gesteine mit niedriger Roh- und Reindichte, sowie hohen Werten der Gesamtporosität, Wasseraufnahme und dem Sättigungsgrad. Erstgenannte weisen außerdem gute Druck- und Spaltzugfestigkeit auf. Für die Frage nach der Verwendbarkeit bestimmter Wealden-Sandsteine für technische Zwecke könnten diese Befunde von großer Bedeutung sein. Die angeführten, einfach zu ermittelnden physikalischen Parameter, (Bestimmung von Rohdichte, Gesamtporosität, Wasseraufnahme, Sättigungsgrad usw.,) bieten Sich als geeignete Hilfsgrößen bei der Bewertung von mechanischen Eigenschaften der untersuchten Gesteine an. Sie sind gegenüber der Festigkeitsversuchen billiger und einfacher ermittelbar und sollten somit in Kombination mit gesteinsmikroskopischen Untersuchungen angewendet werden, wenn es um die Beurteilung der Verwendbarkeit von Wealden-Sandsteinen geht. Gemessen an den in der [DIN 52100 festgelegten Grenzwerten für Sandsteine erfüllen die untersuchten Wealden-Sandsteine, mit Ausnahme des Gesteinstyps 5, die Eignungsbedingungen für bautechnische Zwecke.