Konglomerat am Drachenfels EarthCache

Der Drachenfels ist ein Berg im Kreis Bad Dürkheim mit einer Höhe von knapp 571 m über NN. Charakteristisch für diesen Gipfel ist das exponierte Gipfelplateau von fast 13 ha Fläche aus Buntsandstein, das tolle Ausblicke auf den umliegenden Pfälzerwald bietet.

Der Gipfel ist die höchste Erhebung nördlich der Linie Hochspeyer/Speyerbach. Es ist seit 1972 als Naturschutzgebiet ausgewiesen und nur zu Fuß erreichbar.

Der höchste Punkt des Berges befindet sich am so genannten Westfels. [1]

Geologie

Geographisch werden Pfälzer Wald und die am Rande des Oberrheingrabens gelegene Haardt unterschieden. Der Pfälzer Wald besteht wesentlich aus Unterem und Mittlerem Buntsandstein; die Schichten fallen wie im gesamten linksrheinischen Mesozoikum, dem Erdmittelalter vor ca. 252 - 60 Mio Jahren, insgesamt schwach nach Westen ein. Weiter westlich folgt der Muschelkalk, der im Bereich Pirmasens beginnt. Der in der Pfalz etwa 400 m mächtige Buntsandstein mit seinem nährstoffarmen Boden begünstigt eine große zusammenhängende Waldbedeckung. Entstanden ist der Sandstein im ausgehenden Perm (vor 256–251 Millionen Jahren) und zu Beginn der Trias (vor 251–243 Millionen Jahren) unter vorwiegend wüstenhaften Bedingungen. Die Buntsandsteinschichtung beginnt unten mit dem „Annweiler Sandstein“, der heute zum so genannten Zechstein zählt. Darauf folgen das Ecksche Konglomerat, Trifels-, Rehberg- und Karlstal-Schichten. Durch Verwitterung der Sandsteinschichten sind spektakuläre Gesteinsformationen wie z.B. der Teufelstisch entstanden. Im folgenden Bild sind die Schichten schematisch dargestellt: [7]

Fanglomerat und Unterlage der Sandsteinschichten

Im Steinbruch von Albersweiler, der oft als Beispiel der Schichtungen des Grundgebirges heran gezogen wird, sieht man den Aufbau des Grundgebirges des Pfälzer Waldes. Auf diesem Grundgebirge liegt eine Schicht aus rosavioletten Sedimenten. Dieses Trümmergestein besteht aus Steinen unterschiedlicher Größe und Art. Sie sind teilweise nur schwach gerundet und schwach verkittet. Sie stellen den Schutt dar, der bei der Abtragung des Variskischen Gebirges in der Zeit des Rotliegenden (unterste Sandsteinschichtung) entstand. Das Variskische Gebirge bildete sich im Zeitalter von 370 - 320 Millionen Jahren im Bereich des heutigen Europas und wurde durch geologische Vorgänge abgetragen. Tropische Starkregen transportierten den Verwitterungsschutt ins Vorland des Gebirges und lagerten ihn dort als mächtige Schuttfächer ab. Diese 150 m mächtigen Sedimente bezeichnet man deshalb als Fanglomerat (von englisch ‚fan‘ = Fächer). Ihr schwacher Rundungs- und Sortierungsgrad und ihre nach Westen einfallende Schichtung zeigen an, dass sie einst den Schuttfächer einer Gebirgskette bildeten, die sich im Gebiet des heutigen Rheingrabens befand. Das Fanglomerat des jüngeren Rotliegenden liegt unregelmäßig auf der Abtragungsfläche des Grundgebirges. Sie stellt die erste Sedimentfolge auf dem Gebirgsrumpf dar und wird nach oben von weiteren Sedimenten des Deckgesteins überlagert. (8)

Gesteinsstücke vom Typ Fanglomerat (8)

Gesteine des Deckgebirges

Die im Bereich von Landau abgelagerte Schichtenfolge des Deckgebirges hat insgesamt eine Mächtigkeit von mindestens 1300 m. In der Abfolge der Sedimentation waren die Fanglomerate und Arkosensandsteine (Sandsteine mit einem hohen Gehalt an Feldspat) des Rotliegenden die ersten Gesteine. Im Zechstein erreichte ein erster Meeresvorstoß den Bereich des heutigen Pfälzerwaldes. Dies führte nur zu geringen Ablagerungen. Es folgten wieder Sandsteine und schließlich im Erdmittelalter im ersten Abschnitt (Trias) folgten die mächtigen Sandsteinschichten in der dort vorherrschenden Wüste. (8)

Sandstein:

Typisch sind feinkörnige und grobkörnige bis konglomeratische Sedimentabfolgen von unterschiedlicher Festigkeit, Dichte und Färbung. Es kommen stark verfestigte, kieselig gebundene mittel- und grobkörnige Sandsteine vor, zum Beispiel in den Trifels-Schichten des Unteren Buntsandsteins; aber auch feinkörnige Sandsteine mit toniger Bindung sind verbreitet. Man unterscheidet Felszonen mit einheitlicher Gesteinsstruktur (Trifels-Schichten) und solche mit heterogener Gesteinsstruktur; ein Beispiel für den heterogenen Fall sind die Rehberg-Schichten im Unteren Buntsandstein, in denen die Sedimentstrukturen auf engem Raum wechseln.

Vor etwa 48 Millionen Jahren begann der Oberrheingraben einzubrechen, dadurch wurden diese Gesteinsformationen tektonisch umgelagert; sie wurden ungleichmäßig gehoben, in Teilschollen zerbrochen, der Buntsandstein wurde freigelegt und schräggestellt.

Seine heutige Gestalt erhielt das Buntsandsteinpaket gegen Ende der Erdneuzeit (vor 5–0,01 Millionen Jahren). Es entwickelte sich ein komplexes Relief, mit tief eingeschnittenen Kerbtälern, vielfältigen Bergformen und nährstoffarmen Böden, auf denen dichte Wälder stehen. (8)

Die Gesteinseinheit Buntsandstein im Pfälzer Wald wird in drei Schichten unterteilt:

Unterer Buntsandstein

Er repräsentiert das typische Gestein des Pfälzerwaldes und überdeckt mit einer Mächtigkeit von 280 bis 380 Metern weite Teile des Mittelgebirges. Die Sandsteine enthalten viel Quarz und wenig Feldspat und Glimmer, so dass sie zu sandigen, nährstoffarmen Böden verwittern, die bis heute landwirtschaftlich kaum genutzt werden. Insgesamt unterscheidet man drei Teilschichten (Trifels-, Rehberg- und Schlossberg-Schichten), in denen verschiedene Felszonen von unterschiedlicher Mächtigkeit zusammengefasst sind. [2]

Mittlerer Buntsandstein

Auch hier können unterschiedliche Felszonen mit einer Mächtigkeit von etwa 80 bis 100 Metern identifiziert werden. Auffallend sind vor allem die Karlstalschichten, die häufig als verkieselte Felsblöcke an die Oberfläche treten, sowie die sich anschließende obere Felszone und Hauptkonglomerat, die ebenfalls aus verkieselten Grobsandsteinen und Geröll bestehen. Abgeschlossen wird diese Formation von der „violetten Grenzschicht“, die sich hauptsächlich aus glimmerreichen Feinsedimenten zusammensetzt. [2]

Oberer Buntsandstein

Zwischenschichten und Voltziensandstein (benannt nach den darin gefunden Versteinerungen) bilden gemeinsam den oberen Buntsandstein mit einer Mächtigkeit von etwa hundert Metern. Im Unterschied zum unteren und mittleren Buntsandstein enthalten diese Schichten mehr Glimmer, Karbonate und Tonmineralien und verwittern deshalb zu nährstoffreicheren Böden, die auf Rodungsinseln im westlichen Pfälzerwald (Holzland) landwirtschaftlich genutzt werden. [2] 

Sandstein am Drachenfels

Am Drachenfels trifft man auf unterschiedliche Varianten von Buntsandstein, der hier unter anderem auch Kieselgeschiebe enthält.

Konglomerat

Im Bereich Neustadt enthält der Sandstein viele Kieselgeschiebe mit feinkörnigem Sandstein als Bindemittel. Der konglomerathaltige Sandstein im Haardtgebirge, der an den Gipfeln anzutreffen ist, überlagert den feinen Sandstein in den niedrigeren Schichten.[3]

Als Konglomerat (lateinisch conglomerare „zusammenballen“) bezeichnet man in der Geologie ein grobkörniges, klastisches Sedimentgestein, das aus mindestens 50 % gerundeten Komponenten (Kies oder Geröll) besteht, welche durch eine feinkörnige Matrix verkittet sind. Diese mitgeführten und zerkleinerten Gerölle sind entstehungsgeschichtlich eng mit dem Sandstein verwandt und mit ihm häufig vergesellschaftet, wie hier am Drachenfels zu sehen.

Konglomerate entstehen entweder aus Ablagerungen von Flüssen hoher Transportleistung oder sie bilden sich an Erosionsküsten (Strandkonglomerate). Nach der Verfestigung dieser Gerölle unter verhältnismäßig niedrigen Drücken und Temperaturen entstehen Konglomerate. Die Einzelkörner der Konglomerate können aus allen möglichen Gesteinsarten bestehen, die im Herkunftsgebiet vorhanden sind, angereichert haben sich aber vor allem widerstandsfähige Gesteine (z. B. Quarzite). Die Korngröße übersteigt 2 mm; Einzelkörner sind in einem feineren, ausgehärteten Bindemittel (meist Quarz oder Calcit) eingebettet. [4]

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Wenn Ihr nun Lust bekommen habt auf einen kleine Tour zu diesem besonderen Ort, so schnürt Eure Wanderstiefel und beantwortet vor Ort die folgenden Fragen:

S1: nahe Westfels

N49° 25.557 E008° 02.806

Hier seht ihr einen großen Steinbrocken. Beschreibt dessen Struktur. Könnt Ihr Kiesel im Gestein erkennen? Welche Größe und Farbe haben sie? Handelt es sich hier um Konglomerat oder eher um Fanglomerat? Begründet Eure Antwort. An einer Stelle ist der Stein etwas abgebrochen. Welche Farbe hat das Gestein im unverwitterten Zustand?

S2: „Messstation“

N49° 25.495 E008° 02.908

Sucht hier den Fels aus dem Foto:

Wie hoch ist der rot markierte Abschnitt?

S3: Südfels

N49° 25.285 E008° 03.145

Betrachtet euch hier die am höchsten liegenden Schichten. Was fällt euch auf verglichen mit dem Stein nahe des Westfelsens an S1? Beschreibe Farbe und Struktur des Gesteins.

Könnt Ihr Kiesel erkennen? Welche Größe haben sie.

Geht weiter zum Betonklotz (ehemaliger Fahnenmast). Welche Zahl ist dort eingeritzt?

S4: Durchblickkammer

Unter S3 findet ihr über ein paar Stufen die Durchblickkammer. Macht dort ein Foto von euch oder eurem GPS.

Englisch:

The Drachenfels ("Dragon Rock") is a hill in the northern part of the Palatine Forest in the German state of Rhineland-Palatinate) on the forest estate of the county town of Bad Dürkheim. At 570.8 m above sea level (NHN), it is the highest point of the Palatine Forest north of the Hochspeyerbach - Speyerbach line. The Drachenfels area has been designated as a nature reserve.

The summit plateau, made of Bunter sandstone and about 13 hectares in area, which, from the Rhine Plain is clearly higher than the hills in front of it, has its highest point in the northeast. It was made a nature reserve in 1972.[5]

Geology

Sandstone

The Buntsandstein (German for coloured or colourful sandstone) or Bunter sandstone is a lithostratigraphic and allostratigraphic unit (a sequence of rock strata) in the subsurface of large parts of west and central Europe. The Buntsandstein predominantly consists of sandstone layers of the Lower Triassic series and is one of three characteristic Triassic units, together with the Muschelkalk and Keuper that form the Germanic Trias Supergroup.

The Buntsandstein is similar in age, facies and lithology with the Bunter of the British Isles. It is normally lying on top of the Permian Zechstein and below the Muschelkalk. In the past the name Buntsandstein was in Europe also used in a chronostratigraphic sense, as a subdivision of the Triassic system. Among reasons to abandon this use was the discovery that its base lies actually in the latest Permian. [6]

The rock unit of bunter sandstone is divided into three strata in the Palatinate Forest:

Lower Bunter

The Lower Bunter is the typical rock of the Palatine Forest and covers large areas of the low mountain range to a depth of 280 to 380 metres. The sandstones contain much quartz and little feldspar and mica, so that they weather into sandy soils, poor in nutrients that are scarcely used for agricultural purposes. In all there are three subdivisions - the Trifels, Rehberg and Schlossberg beds - in which several rock zones of differing thickness are combined.

Middle Bunter

In the Middle Bunter, too, various rock zones with thicknesses of about 80 to 100 metres may be identified. The most striking are the Karlstal beds, which mainly occur at the surface as silicified blocks of rock, and the upper rock zone and the primary conglomerate, which also consist of silicifie coarse sandstones and scree. At the top of this formation is the "violet boundary layer" (violette Grenzschicht), which mainly consists of fine, mica-rich sediments.

Upper Bunter

Intermediate beds and Voltzien sandstone together form the Upper Bunter with a thickness of about a hundred metres. Unlike the Lower and Middle Bunter beds, these strata contain more mica, carbonates and clay minerals and thus weather down to soils rich in nutrients, that are used for agriculture in island clearings in the western Palatine Forest (the Holzland).

Sandstone at the Drachenfels

The Drachenfels is part of the Middle Bunter.

Conglomerate (geology)

Conglomerate is a coarse-grained clastic sedimentary rock that is composed of a substantial fraction of rounded to subangular gravel-size clasts, e.g., granules, pebbles, cobbles, and boulders, larger than 2 mm (0.079 in) in diameter. Conglomerates form by the consolidation and lithification of gravel. Conglomerates typically contain finer grained sediment, e.g., either sand, silt, clay or combination of them, called matrix by geologists, filling their interstices and are often cemented by calcium carbonate, iron oxide, silica, or hardened clay.

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Take a little hiking tour to the Drachenfels and answer the following questions to log this geocache:

S1: near the „Westfels“ (western part)

N49° 25.557 E008° 02.806

Here you see a huge boulder. Describe its structure. Can you find grains between the sandstone? Describe size and colour of the grains. There is a broken part in the boulder where the stone is not whittered yet. Which coulour has the stone?

S2: „Messstation“

N49° 25.495 E008° 02.908

Find the stone in the photo and measure the thickness of the stone layer:

How long ist the layer marked by the red arrow?

S3: Südfels

N49° 25.285 E008° 03.145

Take a closer look to the upper stone layers here. Not those close to the edge! Describe what you see. Texture and composition. Do you find grains here? Which size do they have?

Find this stone. Which number is written in the conctrete?

S4: Durchblickkammer

Underneath stage 3 you find some steps that lead you to a cave, the „Durchblickkammer“. Take a picture there and add it to your log.

Quellen:

[1] = https://en.wikipedia.org/wiki/Drachenfels_(Central_Palatinate_Forest)

[2] = https://de.wikipedia.org/wiki/Geologie_des_Pfälzerwaldes

[3] = Geognostische Umrisse der Rheinländer von Carl von Oeynhausen; 1825 

[4] = https://de.wikipedia.org/wiki/Konglomerat_(Gestein)

[5] = https://en.wikipedia.org/wiki/Drachenfels_(Central_Palatinate_Forest)

[6] = https://en.wikipedia.org/wiki/Buntsandstein 

[7] = „Die Geologie Deutschlands- 48 Landschaften im Portrait“ Von Peter Rothe, 2005, Wissenschaftliche Buchgesellschaft Darmstadt (Seite 137-139)

(8) = „Haardt, Weinstraße und Queichtal: Ein Geo-Führer“ von Michael Geiger (Hrsg.), 2008, Bad Dürkheim, Sonderausgabe POLLICHIA

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