Mineral counts from Geschiebemergel of various localities in northern Germany

In ganz Norddeutschland werden bei jeder tieferen Bohrung bis zu mehrere 100 m maechtige Schichten des Diluviums durchbohrt, die aus scheinbar voellig unregelmäßigen Folgen von Sand, Kies und Geschiebemergel bestehen. Diese Absätze lassen sich in den meisten Fällen mit den bisherigen Methoden nicht weiter untergliedern. Aus besonders günstigen Aufschlüssen und Profilen ist bekannt, daß mindestens drei Vereisungen während des Diluviums über das norddeutsche Flachland hinweggegangen sind. Wenn in den Bohrungen nicht zufällig sichere Interglazialschichten auftreten, was äußerst selten der Fall ist, so ist es also im allgemeinen nicht möglich, das erbohrte Diluvium auf die drei bekannten Vereisungen aufzuteilen. Es besteht für Tagesaufschlüsse im Diluvium durch die Geschiebezählmethode nach Milthers, Heesemann u. a. wenigstens eine Möglichkeit, stratigraphische Einordnungen vorzunehmen. Arbeitsmethoden und Ergebnisse der Geschiebezählmethode sollen hier jedoch nicht näher besprochen werden. Dreimanis 1936 gibt eine Methode an, um aus Bohrproben durch Zählungen der Mineralkörner der Grobsand- und Feinkiesfraktionen Anhaltspunkte für vergleichende stratigraphische Untersuchungen zu gewinnen.

Schwermineraltabelle

Die Altersbestimmung von Sedimentärgeschieben, die nicht durch ihren Fossilgehalt hinreichend gekennzeichnet sind, ist nur auf dem Wege eines petrographischen Vergleiches mit bekannten Geschieben oder dem anstehenden Vorkommen der betreffenden Gesteine möglich. In vielen Fällen Iäßt zwar schon das makroskopische Bild sichere Aussagen zu, wie z. B. ein fossilfreier roter Orthocerenkalk oder ein Juraoolith ohne Schwierigkeiten erkannt und damit auch richtig eingestuft werden können. Zuweilen ist dieser makroskopische Vergleich aber doch recht unsicher und Iäßt keine eindeutige Entscheidung zu. Hier können mikroskopische Methoden mit Aussicht auf Erfolg weiterhelfen. Im Laufe der letzten Jahrzehnte hat sich zur Kennzeichnung klastischer Sedimente die Untersuchung der spezifisch schweren Minerale in zunehmendem Maße bewährt, wobei einmal das Auftreten bestimmter Minerale in einzelnen Schichtgruppen, zum andern das relative Mengenverhältnis gleicher Minerale in verschiedenen Ablagerungen herangezogen wurde. Eine Übertragung dieser Methoden auf die Geschiebeforschung ist bisher noch nicht versucht worden, obwohl hier gerade ein dankbares Objekt vorliegt, da auch sehr geringe Mengen von Untersuchungssubstanz eine hinreichende Charakterisierung des Schwermineralbestandes gestatten, also auch kleine und kleinste Geschiebe der Untersuchung zugänglich sind.

Mineralogical compositions of sediment samples from the San Francisco Bay coastal system

The mineralogical compositions of 119 samples collected from throughout the San Francisco Bay coastal system, including bayfloor and seafloor, area beaches, cliff outcrops, and major drainages, were determined using X-ray diffraction (XRD). Comparison of the mineral concentrations and application of statistical cluster analysis of XRD spectra allowed for the determination of provenances and transport pathways. The use of XRD mineral identifications provides semi-quantitative compositions needed for comparisons of beach and offshore sands with potential cliff and river sources, but the innovative cluster analysis of XRD diffraction spectra provides a unique visualization of how groups of samples within the San Francisco Bay coastal system are related so that sand-sized sediment transport pathways can be inferred. The main vector for sediment transport as defined by the XRD analysis is from San Francisco Bay to the outer coast, where the sand then accumulates on the ebb tidal delta and also moves alongshore. This mineralogical link defines a critical pathway because large volumes of sediment have been removed from the Bay over the last century via channel dredging, aggregate mining, and borrow pit mining, with comparable volumes of erosion from the ebb tidal delta over the same period, in addition to high rates of shoreline retreat along the adjacent, open-coast beaches. Therefore, while previously only a temporal relationship was established, the transport pathway defined by mineralogical and geochemical tracers support the link between anthropogenic activities in the Bay and widespread erosion outside the Bay. The XRD results also establish the regional and local importance of sediment derived from cliff erosion, as well as both proximal and distal fluvial sources. This research is an important contribution to a broader provenance study aimed at identifying the driving forces for widespread geomorphic change in a heavily urbanized coastal-estuarine system.