Quarzkonkretionen an der Grenze Grabfeld-/Stuttgart-Formation im württembergischen Keuper, Trias

Abstract

Im oberen Bühlertal zwischen den Orten Bühlerzell und Bühlertann (Baden-Württemberg, Kreis Schwäbisch Hall) treten im Grenzbereich der Grabfeld- (Gipskeuper) und der Stuttgart-Formation (Schilfsandstein i. w. S.) zusammen mit permineralisierten Treibhölzern Quarzkonkretionen in sehr großer Zahl auf. Sie haben einen sehr unterschiedlichen Habitus und zeigen je nach Art eine Tracht von besonders interessanten Quarzkristallvarietäten, wie Eisenkiesel, Quarzdoppelender, Sternquarzrosetten, Sphärolithe und Achate.

Beschrieben wird zunächst ein Tonhorizont an der Basis der Stuttgart-Formation (Schilfsandstein), aus dessen oberster Schicht die Quarzkonkretionen in situ ergraben oder als Ackerlesefunde geborgen werden konnten. Weiter dokumentiert werden die vielfältigen Formen der Quarzkonkretionen und Arten verschiedener Quarzkristallvarietäten.

Für eine ausführliche Dokumentation wurde Typ 1 (Kap. 3) ausgewählt, ein Typ mit auffälliger Kristallbildung im Inneren und einem ockerbraunen Belag auf der Oberfläche, in dem „stäbchenförmige Strukturen“ auftreten. Dieser Typ liefert eine Reihe von Hinweisen, die für die Entstehung der Konkretionen von Bedeutung sind.

Anhand von Belegen aus dem sedimentären Kleinzyklus, Tonhorizont mit Quarzkonkretionen und Schilfsandsteinbasiskonglomerat wird versucht, die Existenz eines Altarmrestsees zu verifizieren. Es gilt als sicher belegt, dass bei einer Überflutung dieses Altarmgewässers zahlreiche Treibhölzer zusammen mit Equisetites-Stammfragmenten eingebettet wurden. Für die Einkieselungen der Treibhölzer und die Entstehung der Quarzkonkretionen mit den besonderen Kristallbildungen ist eine hohe Konzentration an gelöster Kieselsäure (H4SiO4) erforderlich. Als spezielle Kieselsäurelieferanten im Porenwasser mit hohem pH-Wert sind Tonmineralien, sich auflösende Glimmerkristalle und möglicherweise sich zersetzender Bioopal aus Equisetites-Uferpflanzengewächsen anzunehmen. Möglicherweise hat sich über dem wasserundurchlässigen Tonhorizont bei sinkendem pH-Wert im Grundwasser eine „Kieselsäurefalle“, d. h. eine hohe Konzentration gelöster Kieselsäure (H4SiO4) gebildet. Nach und nach wurden dann die eingeschwemmten Treibhölzer eingekieselt und syngenetisch auch der Kalk durch Kieselsäure aus den anstehenden Calcitkonkretionen verdrängt und auf diese Weise zu Quarzkonkretionen vom Typ 1–13 umgebildet.

Beschrieben werden auch ockerbraune Beläge auf den Quarzkonkretionen vom Typ 1, bestehend aus Eisenoxidverbindungen mit eingeschlossenen „stäbchenförmigen Strukturen“. Oxidische Eisenverbindungen haben auch schon in den eingebetteten Treibhölzern zum Erhalt filigraner, biogener Strukturen geführt und die auffallende Farbigkeit der Schilfsandsteinkieselhölzer verursacht. Möglicherweise liegt sogar ein komplexes, mikrobielles und anorganisches Zusammenwirken vor. Möglicherweise ist, während eines kurzeitiges Ereignisses in der Keuperzeit, ein kaum nachvollziehbarer Chemismus abgelaufen, der in der Endphase durch Kieselsäure fixiert wurde.