Aufbau und Nutzung des Fachinformationssystems Geologie im Niedersächsischen Bodeninformationssystem NIBIS

Digital data from various scientific fields is stored in separate information systems („FIS geology“, „FIS pedology“, etc.) in the Lower Saxony Geo-Information System NIBIS so that it can be processed and interpreted; this is necessary to meet increasing demand for soil-relevant information for decision-making and planning purposes. The necessary work will be considerably accelerated and its quality improved by setting up and actually using such a tool. A detailed account is given of the Lower Saxony Geo-Information System NIBIS, in particular how the data base is set up and how the NIBIS is used in cases where concrete problems occured.

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).

Die Geologie der Mittelrät-Schichten von Velpke (nördlich Helmstedt)

Das Arbeitsgebiet liegt ca. 20 km N Helmstedt im Bereich des Meßtischblattes Oebisfelde, das durch die Zonengrenze in einen Ost- und einen Westteil getrennt ist. Auf der westlichen Seite liegt die Ortschaft Velpke an der Einmündung der Bundesstraße 2kk in die Bundesstraße 188. Das Gelände ist infolge pleistozäner Eisvorstöße fast eben; seine Höhenlage schwankt zwischen 55 und 95 m üNN. Zwischen Velpke im S und Danndorf im NW liegen mehrere ältere Sandsteinbrüche. Nach der Geologischen Übersichtskarte 1:100 000 (Blatt Braunschweig) stehen in der Umgebung von Oebisfelde Schichten des Oberen Keupers an (JÜNGST 1929). Ziel der Arbeit war es, in einem kleineren Gebiet die Schichten des Mittelräts durch Profilaufnahmen sowie tektonische und petrographische Untersuchungen zu gliedern und zu parallelisieren. Dieses Thema stellte mir mein hochverehrter Lehrer Herr Prof. Dr. K. RICHTER, dem ich für seine wohlwollende Förderung und manche wertvolle Anregung sehr dankbar bin. Er unterstützte mich durch Diskussionen und Geländebegehungen und ermöglichte mir die Durchführung der notwendigen Laboruntersuchungen im Institut für Geologie und Paläontologie der Technischen Universität Hannover.

Protokoll der Gewässerschau in Kassel am 19. April 2005

Bei der Begehung von Olebach, Losse und Alte Losse wurden der ökomorphologische Zustand von Sohle, Böschung, Linienführung, Verzahnung von Wasser und Land und der Ufergehölze sowie die Landnutzung notiert. Einleitungen von Abwässern und die Ablagerung von Abfällen auf Böschung und Ufer wurde protokolliert. Wassertemperatur und elektrische Leitfähigkeit wurden an mehreren Punkten gemessen. Die Leitfähigkeitswerte werden vor dem Hintergrund der Geologie der Einzugsgebiete interpretiert und zur chemischen Indikation von diffusen und punktförmigen Einleitungen genutzt. Es werden Maßnahmen zur Renaturierung, Maßnahmen gegen die Ablagerung von Gartenabfällen auf Ufer und Böschung, Maßnahmen gegen die ackerbauliche Nutzung und Bebauung im Gewässerrandstreifen vorgeschlagen.

Petrogenesis of Upper Paleozoic post-collisional peraluminous leucogranites, Sierra de Ancasti, northwest Argentina

The Santa Rosa and Sauce Guacho plutons are two post-collisional peraluminous Late Devonian to Early Carboniferous leucogranites that intruded the banded schists of the Ancasti Formation. The leucogranites are composed of microcline phenocrysts along with quartz, plagioclase, muscovite, biotite, ilmenite, tourmaline, apatite, monazite and zircon. Their geochemical composition is consistent with S-type granites and mineralogically they belong to MPG granites (muscovite-peraluminous granites). It is proposed that granite magma generation was related to shear zones that concentrated fluids in the metasedimentary crust during a collision or transcurrent tectonics. U-Pb analyses on monazite gave an age of 369.8 +/- 5.3 Ma, while Sm/Nd isotopic data yield epsilon(Nd(t)) values of -5.3 for Sauce Guacho and -5.7 for Santa Rosa indicating crustal provenance. Nd model ages between 1,544 and 1,571 Ma are within the range of magmatic rocks from the Lower Ordovician Famatinian Arc in the Central Sierras Pampeanas.

Diamondiferous deposits in the Jequitai area (Minas Gerais, Brazil): a consequence of neotectonic processes

Diamonds obtained from small scale mining near Jequitai and surrounding villages are extracted from Tertiary conglomerates and Quaternary gravels of the Rio Jequitai. Eocretaceous conglomerates, which are locally poorly diamondiferous, cover parts of the Serra da Agua Fria and Serra do Cabral. They are of no economic importance. Analyses of neotectonic, post-Miocene features support a transpressive regime that gave rise to N-S to N25° E transcurrent faults, and WNW normal faults. The main evidence for neotectonic processes are inclined Tertiary sediments, drainage captures, striated laterites of Miocene age, and tilting of blocks that form the Rio Jequitai graben. Diamonds in the Tertiary terraces derived from the Eocretaceous conglomerates, which were affected by neotectonic processes, followed by erosion and concentration during redeposition of sediments.

Heydrichia (?) poignantii, sp nov (Sporolithaceae, Sporolithales, Rhodophyta), a 100 million year old fossil coralline red alga from north-eastern Brazil, and a new Hauterivian record of Sporolithon from Switzerland

Fossil specimens of Heydrichia (?) poignantii, sp. nov. (Sporolithaceae, Sporolithales, Rhodophyta), representing the first confirmation of the genus in the fossil record, were discovered in thin sections of Albian limestones from the Riachuelo Formation, Sergipe Basin, and in thin sections of Albian -Cenomanian limestones from the Ponta do Mel Formation, Potiguar Basin in north-eastern Brazil. A detailed morphological-anatomical account of the species is provided, and its placement in Heydrichia is discussed in relation to current classification proposals. Comparisons with the four other known species of the genus, all non-fossil, show that H. poignantii is the only known species of Heydrichia in which thalli are encrusting to sparsely warty to horizontally layered with overlapping lamellate branches that commonly appear variously curved or arched, and in which thalli have sporangial complexes that become buried in the thallus. The evolutionary history of Heydrichia remains uncertain, but available data suggest that the genus may have diverged from the sporolithacean genus Sporolithon, known as early as Hauterivian times (c. 129.4-132.9 +/- 1 Ma) from Spain (and newly reported here from Switzerland), or it may have arisen from a graticulacean alga such as Graticula, dating from mid-Silurian times (c. 427-435 Ma). Current data also suggest that Heydrichia is more likely to have arrived in Brazil from Central Atlantic waters than from higher latitude South Atlantic waters. This implies that currently living species in southern Africa probably arose later from ancestors further equatorward in the South Atlantic, although confirming studies are needed. All non-fossil species of Heydrichia are known only from the southern hemisphere.

Shape fabric development during progressive deformation

Zusammenfassung:Das Ziel dieser Arbeit ist ein besseres Verständnis von der Art und Weise wie sich Formregelungsgefüge entwicklen. Auf dieser Basis wird der Nutzen von Formregelungsgefügen für die Geologie evaluiert. Untersuchungsmethoden sind Geländearbeit und -auswertung, numerische Simulationen und Analogexperimente. Untersuchungen an Formregelungsgefügen in Gesteinen zeigen, daß ein Formregelungsgefüge nur zu einem begrenzten Grad als Anzeiger für die Stärke der Verformung benutzt werden kann. Der angenommene Grund hierfür ist der Einfluß des Verhältnisses von ursprünglicher zu rekristallisierter Korngröße auf die Gefügeentwicklung und von der Art und Weise wie dynamische Rekristallisation ein Gefüge verändert. Um diese Beobachtung zu evaluieren, wurden verschiedene numerische Simulationen von dynamischer Rekristallisation durchgeführt. Ein neuer Deformationsapparat, mit dem generelle Fließregime modelliert werden können, wurde entwickelt. Die rheologischen Eigenschaften von Materialien, die für solche Experimente benutzt werden, wurden untersucht und diskutiert. Ergebnisse von Analogexperimenten zeigen, daß die Intensität eines Formregelungsgefüges positiv mit der Abnahme der 'kinematic vorticity number' und einem nicht-Newtonianischen, 'power law' Verhalten des Materixmaterials korreliert ist. Experimente, in denen die Formveränderung von viskosen Einschlüssen während der progressiven Verformung modelliert werden, zeigen, daß verschiedene Viskositätskontraste zwischen Matrix- und Einschlußmaterial in charakteristische Formgefüge resultieren.

Rezente Bodenbewegungspotenziale in Schleswig-Holstein (Deutschland)

Die Entwicklung des Nordwestdeutschen Beckens und seiner rezenten Topographie ist geprägt von einer Vielzahl endogener und exogener Prozesse: Tektonik, Vulkanismus, Diapirismus, Eisvorstöße, elsterzeitlichen Rinnen und die Ablagerung von quartären Sedimenten. Mit Hilfe der Quantifizierung von Bodenbewegungspotenzialen wurde für Schleswig-Holstein der Einfluß von Tiefenstrukturen (insbesondere Salzstrukturen und tektonische Störungen) auf die Entwicklung der rezenten Topographie in Schleswig-Holstein untersucht. Dabei wurden folgende Parameter berücksichtigt: (1) Salzstrukturen; (2) Tektonischen Störungen; (3) Oberflächennahe Störungen, die mit einer hohen Wahrscheinlichkeit an der Erdoberfläche ausstreichen; (4) Elsterzeitliche Rinnen (tiefer 100 m); (5) Historische Erdbeben; (6) In Satellitenbildszenen kartierte Lineamente (7) Korrelationskoeffizienten, die zwischen 7 stratigraphischen Horizonten des „Geotektonischen Atlas von NW-Deutschland“ berechnet wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass in Schleswig-Holstein großflächig rezente Bodenbewegungs-potenziale auftreten, die auf tektonische Störungen und Salzstrukturen zurückzuführen sind und sich hauptsächlich auf den Bereich des Glückstadt Grabens beschränken. In den 5 Gebieten Sterup, Tellingstedt Nord, Oldensworth Nord, Schwarzenbek und Plön treten die höchsten Bodenbewegungspotenziale auf. Sie dokumentieren rezente Prozesse in diesen Gebieten. In den Gebieten Sterup, Schwarzenbek und Plön sind aktive, an der Erdoberfläche ausstreichende Störungen lokalisiert, deren Auftreten auch durch kartierte Luft- und Satellitenbildlineare belegt wird. Im Gebiet Plön werden die ermittelten Bodenbewegungspotenziale durch eine, sich rezent vergrößernde Senke bei Kleinneudorf bestätigt. Unterhalb der Senke führen, begünstigt durch tektonische Störungen, Lösungsprozesse in tertiären Sedimenten zu Hohlraumbildungen, die das rezente Absacken der Senke verursachen. Für Bereiche höchsten Bodenbewegungspotenzials kann ein Einfluß von Tiefenstrukturen auf die Entwicklung der rezenten Topographie nachgewiesen werden. So beeinflussen oberflächennahe Störungen in dem Gebiet Plön die Entwicklung des Plöner Sees. Im Gebiet Schwarzenbek verursacht ein N-S orientiertes Störungsband ein Abknicken des Elbverlaufs. Weiterhin kann ein Einfluß der Entwicklung der rezenten Topographie durch eine Interaktion zwischen Eisauflast und Salzmobilität in den Gebieten Sterup und Oldensworth nachgewiesen werden. Demnach ist die Ablagerung quartärer Sedimente und somit der Grenzverlauf der Flußgebietseinheiten Eider und Schlei-Trave zwischen den Salzstrukturen Sterup und Meezen beeinflusst durch eine aktive Reaktion beider Salzstrukturen auf Eisauflast. Im Bereich Oldensworth zeigen geologische Schnitte von der Basis Oberkreide bis zur rezenten Topographie, dass die Salzmauern Oldensworth und Hennstedt die Ablagerung quartärer Sedimente aktiv beeinflussten. Weiterhin orientiert sich der Elbverlauf von Hamburg bis zur Mündung an den Randbereichen von Salzstrukturen, die bis in den oberflächennahen Bereich aufgestiegen sind.

Applications of remote sensing and geographic information systems in geomorphological studies: Safaga - El Quseir area, Red Sea coast, Egypt as an example

In den letzten drei Jahrzehnten sind Fernerkundung und GIS in den Geowissenschaften zunehmend wichtiger geworden, um die konventionellen Methoden von Datensammlung und zur Herstellung von Landkarten zu verbessern. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Anwendung von Fernerkundung und geographischen Informationssystemen (GIS) für geomorphologische Untersuchungen. Durch die Kombination beider Techniken ist es vor allem möglich geworden, geomorphologische Formen im Überblick und dennoch detailliert zu erfassen. Als Grundlagen werden in dieser Arbeit topographische und geologische Karten, Satellitenbilder und Klimadaten benutzt. Die Arbeit besteht aus 6 Kapiteln. Das erste Kapitel gibt einen allgemeinen Überblick über den Untersuchungsraum. Dieser umfasst folgende morphologische Einheiten, klimatischen Verhältnisse, insbesondere die Ariditätsindizes der Küsten- und Gebirgslandschaft sowie das Siedlungsmuster beschrieben. Kapitel 2 befasst sich mit der regionalen Geologie und Stratigraphie des Untersuchungsraumes. Es wird versucht, die Hauptformationen mit Hilfe von ETM-Satellitenbildern zu identifizieren. Angewandt werden hierzu folgende Methoden: Colour Band Composite, Image Rationing und die sog. überwachte Klassifikation. Kapitel 3 enthält eine Beschreibung der strukturell bedingten Oberflächenformen, um die Wechselwirkung zwischen Tektonik und geomorphologischen Prozessen aufzuklären. Es geht es um die vielfältigen Methoden, zum Beispiel das sog. Image Processing, um die im Gebirgskörper vorhandenen Lineamente einwandfrei zu deuten. Spezielle Filtermethoden werden angewandt, um die wichtigsten Lineamente zu kartieren. Kapitel 4 stellt den Versuch dar, mit Hilfe von aufbereiteten SRTM-Satellitenbildern eine automatisierte Erfassung des Gewässernetzes. Es wird ausführlich diskutiert, inwieweit bei diesen Arbeitsschritten die Qualität kleinmaßstäbiger SRTM-Satellitenbilder mit großmaßstäbigen topographischen Karten vergleichbar ist. Weiterhin werden hydrologische Parameter über eine qualitative und quantitative Analyse des Abflussregimes einzelner Wadis erfasst. Der Ursprung von Entwässerungssystemen wird auf der Basis geomorphologischer und geologischer Befunde interpretiert. Kapitel 5 befasst sich mit der Abschätzung der Gefahr episodischer Wadifluten. Die Wahrscheinlichkeit ihres jährlichen Auftretens bzw. des Auftretens starker Fluten im Abstand mehrerer Jahre wird in einer historischen Betrachtung bis 1921 zurückverfolgt. Die Bedeutung von Regentiefs, die sich über dem Roten Meer entwickeln, und die für eine Abflussbildung in Frage kommen, wird mit Hilfe der IDW-Methode (Inverse Distance Weighted) untersucht. Betrachtet werden außerdem weitere, regenbringende Wetterlagen mit Hilfe von Meteosat Infrarotbildern. Genauer betrachtet wird die Periode 1990-1997, in der kräftige, Wadifluten auslösende Regenfälle auftraten. Flutereignisse und Fluthöhe werden anhand von hydrographischen Daten (Pegelmessungen) ermittelt. Auch die Landnutzung und Siedlungsstruktur im Einzugsgebiet eines Wadis wird berücksichtigt. In Kapitel 6 geht es um die unterschiedlichen Küstenformen auf der Westseite des Roten Meeres zum Beispiel die Erosionsformen, Aufbauformen, untergetauchte Formen. Im abschließenden Teil geht es um die Stratigraphie und zeitliche Zuordnung von submarinen Terrassen auf Korallenriffen sowie den Vergleich mit anderen solcher Terrassen an der ägyptischen Rotmeerküste westlich und östlich der Sinai-Halbinsel.