7. Tongrube Kärlich: Tertiär des Neuwieder Beckens, Sedimentologie und Tektonik

Wo: B9 Richtung Koblenz oder Bonn, Abfahrt Mühlheim-Kärlich, nach der Abfahrt in Richtung Kärlich auf der K65 (Weißenthurmer Straße). Dann die nächste rechts über die Weißenthurmerstraße in die Ortschaft Kärlich. Dann links in die Clemensstraße und sofort wieder rechts in die Burgstraße. Von dort später rechts in die Kettiger Straße, dann links in Richtung Sportplatz in die Holzstraße, die in die Blütenstraße und den Oberster Kettiger Weg übergeht. Am Sportplatz stehen ausreichend Parkplätze zur Verfügung. Von dort führt ein Weg (ausgeschildert) zur Tongrube. Am Nordrand der Grube befindet sich der Informationsstand und Sammelpunkt.
Achtung: bei nassem Wetter unbedingt Gummistiefel mitbringen! Tongrube!

Geokoordinaten: 50°23'14.90'' N, 7°28'11.09'' E

Betreuer:    Prof. Dr. Jean Thein, S.-O. Franz, F. Körner, N. Kuhlmann, D. Gürer


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Die Kärlicher Tongrube (Carl Heinrich- Grube, Abb. 1) liegt am SW-Rand des Neuwieder Becken auf dem Kärlicher Berg, auf einer Hochfläche zwischen Nette und Mosel. In dieser Tongrube werden seit mehr als 130 Jahren Tone durch die Kärlicher Ton- und Schamottewerke (KTS) abgebaut. Aufgrund ihrer unterschiedlichen mineralischen und chemischen Zusammensetzung werden sie zu einer breiten Palette von Produkten, u. a. feuerfeste Schamottesteine, Fliesen und Dachziegel verarbeitet, aber z. B. auch zur Abdichtung von Deponien verwendet. Des Weiteren ist sie bekannt für die in ihr aufgeschlossenen 30 Millionen Jahre erdgeschichtlicher Entwicklung, vom Alttertiär über die Ablagerungen des quartärzeitlichen Flusssystems von Rhein und Mosel bis hin zu den jüngsten Tuffen des Laacher See Ausbruches.

Tongrube Kärlich
Abb. 1: Blick auf die Nordwand der Kärlicher Tongrube. Zu sehen sind im unteren Bereich
der G-Ton, darüberliegend der Grünton und der Blauton (markant dunkle gefärbte Schicht).
Dann folgen der Trachytuff und die Tone und Sande des sogenannten Knubbs, die die tertiäre
Schichtenfolge abschließen. Darauf liegen quartäre Schichten (Kiese, Sande, Tuffe, Löss). Die
Schichten des Knubbs und des Quartärs werden in etwa in der Mitte des Bildes von einer
Störung durchzogen

 

Die tertiären Schichten, die als laminierte, eisenreiche Tone an der Basis (G-Ton) und mächtige, pflanzenführende Tone im oberen Bereich (Blauton) ausgebildet sind, wurden in Seen oder brackischen Lagunen abgelagert. Die feinschichtigen, beigebraunen Basistone wurden wohl unter Sauerstofffreien, anoxischen Verhältnissen im tieferen Wasser sedimentiert. Eisen ist in Form von fein verteilten kleinen Sideritkügelchen (Eisenkarbonat) enthalten, die am Top angereichert und z. T. in Goethit (Eisenhydroxid) umgewandelt sind. Fossilfunde in ihnen belegen, dass der G-Ton teilweise im Brackwasser abgelagert wurde. Es gab also einen kurzfristigen Vorstoß des Meeres (aus der Nordsee, über den Oberrheingraben oder aus dem Pariser Becken) in den Senkungsbereich des Neuwieder Beckens. Ein zwischen den G-Ton und den Blauton eingeschalteter geringmächtiger Grüner Ton besteht zu großen Teilen aus montmorillonitischen, quellfähigen Tonen. Der mehrere m mächtige Blauton ist der wertvollste Ton in der Grube. Durch seinen großen Anteil an Kaolinit und den damit hohen Aluminiumgehalt können aus ihm feuerfeste Keramiken und Schamottesteine hergestellt werden. Trachyttuffe mit unbekanntem Ausbruchszentrum, die z. T. sehr reich an Sanidinkristallen sind, überdecken die abbauwürdigen Tonablagerungen. Siltige und sandstreifige unsaubere Tone (Knubb), in die auch Flussrinnen eingeschnitten sind, beenden die tertiäre Schichtenfolge in der Grube. Nach Fossilfunden und der radiometrischen Datierung des Trachyttuffes, gehören die Schichten in das Oligozän (Alttertiär). Die Tonminerale, überwiegend Kaolinit und Montmorillonit, stammen aus der intensiven Verwitterung der devonischen Gesteine des Rheinischen Schiefergebirges während des jüngeren Mesozoikums und im frühen Känozoikum. Während dieser Zeit herrschte im Schiefergebirge ein warmes subtropisches Klima, in dem die Minerale chemisch verändert wurden. Die neu gebildeten Tonminerale wurden dann anschließend in Senken und Seen zusammengeschwemmt und bilden die heutigen Lagerstätten.

 

Die über 30 m mächtigen Deckschichten aus dem Quartär spiegeln beispielhaft den Wechsel von Kalt- und Warmperioden der heutigen Eiszeit wider. An der Basis sind z. T. sehr grobkörnige von Rhein und Mosel abgelagerte Schotter entwickelt, die sich oft in die liegenden Tertiärschichten einschneiden. Sie gehören der Hauptterrasse an und haben ein Alter zwischen etwa 800.000 und 700.000 Jahren. In den darüber folgenden Lössen mit gelegentlichen Bodenhorizonten sind mehrfach Tuffe aus unterschiedlichen Ausbruchszentren der Osteifel eingeschaltet. Diese erlauben es, die pleistozäne Abfolge mithilfe radiometrischer Alterbestimmung zu datieren. Die vulkanogenen Horizonte können einzelnen großen Eruptionsereignissen zugeordnet werden. So lassen sich die Tuffe der ca. 600.000 Jahre alten Riedener Eruptionsphase und die des Wehrer Kessels eindeutig zuordnen. Als Zeuge der letzten großen Eruption vor 13.000 Jahren bedeckt der Bimstuff des Laacher See Vulkans die Region in unterschiedlicher Mächtigkeit. In morphologischen Senken und Tälern kann er mehrere m Mächtigkeit erreichen. Einige basaltische Tuffe sind dagegen keinem bekannten Eruptionszentrum zuzuordnen. Besonders auffällig ist der sogenannte Kärlicher Brockentuff! In großer Mächtigkeit liegt er in den Lössen, enthält dicke Basaltbomben und bis 0,5 m große Auswürflinge der liegenden Tertiärtone, die z. T durch die Hitze gebrannt („gefrittet“) sind. Er ist das Ergebnis einer kurzen, heftigen Eruption vor mehr als 200.000 Jahren, die durch den Kontakt zwischen Magma und dem Grundwasser passierte („phreatomagmatische Eruption“). Obwohl der Ausbruchspunkt nicht weit entfernt sein kann, konnte er bisher nicht sicher identifiziert werden. 

 

Sowohl die tertiären Sedimente als auch die quartärzeitlichen Ablagerungen haben wichtige Fossilien und menschliche Artefakte geliefert. Die Rekonstruktion der Paläoumwelt und des Paläoklimas im Tertiär ebenso wie die stratigraphische Einordnung ist sowohl über Pflanzenfossilien wie auch über Mollusken und Säugerreste gelungen. In den älteren Schichten des Quartärs sind neben tierischen und pflanzlichen Fossilien Reste einer altsteinzeitlichen Besiedlung entdeckt worden. Oberflächennah wurden jüngst Scherben römischer Keramik gefunden.

 

Das Neuwieder Becken ist eine tektonische Depression, in der es seit dem Beginn des Eozäns vor ca. 55 Ma Jahren bis heute zu starken Absenkungen von bis zu 300 m gekommen ist. In der Kärlicher Tongrube sind alle Schichten, sogar die jüngsten durch tektonische Störungen verstellt, die die Schichtenfolge um z. T. mehr als 10 m versetzen. Daher gilt die Region auch heute noch als ein aktives Erdbebengebiet. Ob Rutschmassen, in denen Bimstuffe des Laacher See Ausbruches in den Blauton eingewickelt sind, ebenfalls auf tektonische Ereignisse zurückzuführen sind, ist noch unklar.

 

Weiterführende Literatur:
 
Boenigk, W. & Frechen, M. (2001): Zur Geologie der Kärlich Hauptwand.- Mainzer geowiss. Mitt. 30, 123-194.
 
Heizmann. E.P.J. & Mörs, Th. (1994): Neue Wirbeltierfunde aus dem Oberoligozän der Tongrube Kärlich und ihre Bedeutung für die Tertiär-Stratigraphie des Neuwieder Beckens (Rheinland-Pfalz, Deutschland).- N. Jb. Geol. Paläont. Abh. 192, 17-36.
 
Koenigswald, W. von (1989): Tertiär und Pleistozän im Siebengebirge und Neuwieder Becken (Rott und Kärlich).- Exkursionsführer 59. Jahrestagung Paläontol. Ges. Bonn.
 
Van den Bogaard, C., van den Bogaard, P. & Schmincke, H.-U. (1989): Quartärgeologisch-tephrostratigraphische Neuaufnahme und Interpretation des Pleistozänprofils von Kärlich.- Eiszeitalter und Gegenwart, 39, 62-86.