in und

Maingebietes oder Frankreichs oder der Iberischen Halbinsel als „periglazial" zu b e ­ zeichnen, wo sie doch ganz schlicht eiszeitlich, d. h. glazial sind. J. S C H Ä F E R allerdings ist der unverständlichen Meinung, die Bildung dieser Schotterterrassen falle „nach der bisher üblichen Auffassung sowieso ins Interglazial" und nur die diluviale Terrassen­ bildung im Alpenlande sei vornehmlich in die (Früh-) Glazialzeiten zu stellen. Einer solchen falschen Vorstellung gegenüber ist jedoch immer wieder zu betonen, daß die pleistozänen Kaltzeiten das Primäre waren, mit weltweiten Wirkungen, zu denen in kalten Klimaten die Aufschotterungen in den Tälern und auch die Vereisungen g e ­ hörten. Es ist daher heute nicht mehr möglich, alle diese Erscheinungen allein aus der Enge alpiner oder perialpiner Schau betrachten zu wollen — wobei noch hinzuzu­ fügen wäre, daß am südlichen Alpenrande weitgehend die gleichen Auffassungen b e ­ stehen, wie wir sie vertreten (vergl. S. V E N Z O : Revisione del Glaciale nella Bassa Val Cavallina. Atti della Societä Italiana di Scienze Naturali 88 1949). Auf weiteres einzugehen, verbietet der Platzmangel. R. Grahmann, 14. 2. 51

Plio-Pleistozängrenze und Günzeiszeit

in Nordwestdeutschland

V o n D a n i e l W i r t z u n d H e n n i n g 111 i e s in H a m b u r g . Mit 1 A b b . I N H A L T :

Einleitung.

Sedimente und Sedimentationsbedingungen (ILLIES) Glimmerton

Limonitsandstein Feinsand Kaolinsand

Einflüsse einer alten Landoberfläche.

Die Altersstellung der Schichtglieder des Morsumkliffs ( W I R T Z ) Bisherige Deutungen

Neue Deutung.

Plio-Pleistozängrenze und Günzeiszeit. Literaturverzeichnis.

E i n l e i t u n g

Das Profil v o m M o r s u m k l i f f auf S y l t ist das e i n z i g e in N o r d w e s t d e u t s c h l a n d , das e i n e v o l l s t ä n d i g e Schichtenfolge z w i s c h e n d e m G l i m m e r t o n u n d der M i n d e l -( = Elster) M o r ä n e aufgeschlossen zeigt. D i e G l i e d e r dieser F o l g e w u r d e n b i s h e r in das P l i o z ä n gestellt. D i e R e v i s i o n der F a u n a des S y l t e r Lirnonitsandsteins ( W I R T Z 1949) e r g a b , daß ein beträchtlicher T e i l des S y l t e r Profils, in Ü b e r e i n ­ s t i m m u n g m i t der F e s t l e g u n g der P l i o - P l e i s t o z ä n g r e n z e zu L o n d o n 1948, d e m ältesten P l e i s t o z ä n (Günz) zuzurechnen sei.

D i e V e r f a s s e r h a b e n es d a h e r u n t e r n o m m e n , dieses Profil e i n e r detaillierten s e d i m e n t p e t r o g r a p h i s c h e n u n d stratigraphischen U n t e r s u c h u n g zu u n t e r z i e h e n u n d d a m i t ein Standardprofil für die F e s t l e g u n g d e r P l i o - P l e i s t o z ä n g r e n z e in N o r d w e s t d e u t s c h l a n d zu g e b e n .

S e d i m e n t e u n d S e d i m e n t a t i o n s b e d i n g u n g e n ( V o n H. I l l i e s )

G l i m m e r t o n . A l s Tiefstes des Profils am M o r s u m k l i f f ( A b b . 1) tritt d u n k ­ ler G l i m m e r t o n mit reicher K a l k s c h a l e r f a u n a auf. D e r T o n w e i c h t n u r g e r i n g ­ fügig v o n der üblichen G l i m m e r t o n f a z i e s ab, w i e sie k e n n z e i c h n e n d ist für das

74 Daniel Wirtz und Henning Ulies

Abb. 1: Profil des Morsumkliff unterhalb des Gasthofes Nösse/Sylt. Länge 300 m. a=Glimmerton, b=sandiger Glimmerton, c = Basiskonglomerat, d = Limonitsandstein, e = Feinsand, f = Kaolinsand. Die Schrägstellung sowie die Verwerfung im Ostteil des

Profils sind durch glaziale Stauchung hervorgerufen.

gesamte jüngste Tertiär im östlichen N o r d s e e b e c k e n : einzelne Schill-Lagen las­ sen bereits den Einfluß schwacher G r u n d s t r ö m u n g e n erkennen, und in den o b e r ­ sten Partien treten M e r g e l k o n k r e t i o n e n auf. D i e obersten 10 M e t e r sind stark feinsandig u n d fossilfrei. D i e Nordsee der G l i m m e r t o n z e i t m i t ihren ausschließ­ lich feinklastischen Sedimenten bezeichnet ein stark ausgeglichenes Relief in den skandinavischen Liefergebieten.

L i m o n i t s a n d s t e i n . Mit scharfer Grenze w i r d die tertiäre Schichtfolge v o m Limonitsandstein überlagert, der stellenweise mit e i n e m Basiskonglomerat, bestehend aus gerollten Molluskensteinkernen u n d g r o b e n Quarzgeröllen, ein­ setzt. Die Mächtigkeit des Limonitsandsteins beträgt 20 Meter. Petrographisch ist es ein fein- bis mittelkörniger Quarzsand mit limonitischem Bindemittel. In regelmäßigen A b s t ä n d e n v o n ca. 1 Meter tritt lagenweise Sideritsandstein auf. Die in Steinkernerhaltung b e w a h r t e n M o l l u s k e n sind vielfach pflasterartig an­ gereichert. Fisch- u n d Knochenreste v o n Meeressäugern bilden stellenweise eine A r t B o n e b e d u n d gaben zu verbreiteter V i v i a n i t b i l d u n g A n l a ß ( W E T Z E L 1937). Das Gestein ist größtenteils v o n b o g i g e r Kreuzschichtung mit Schichtneigungen bis zu 20° durchsetzt. Die Sedimentation fand d e m z u f o l g e in stark b e w e g t e m Flachwasser statt. Nach H E C K (1944) bildete das M e e r damals eine den N o r d ­ westen SchleswigHolsteins umfassende Einbuchtung. D i e vollständige V e r -erzung des Sediments läßt starke Eisenlösung auf d e m benachbarten Festland vermuten, w i e sie im k ü h l - h u m i d e n Bereich g e g e n w ä r t i g im G e f o l g e flächen-hafter V e r m o o r u n g auftritt.

Etwa 15 Meter über der Basis des Limonitsandsteins tritt ein zweiter G e r ö l l ­ horizont auf. Unter den G e r o l l e n ü b e r w i e g e n bis 5 c m große, stark abgerollte Milchquarze. D a n e b e n treten an dieser Stelle z u m ersten Mal die w e n i g g e ­ rundeten bis kantigen verkieselten Silurkalke zusammen mit frischen Granit-und Feldspattrümmern auf ( G R I P P 1922). D i e G e r ö l l f ü h r u n g ist petrographisch die gleiche w i e sie später i m K a o l i n s a n d auftritt. Es fehlt dagegen die K o r r o s i o n der Feldspäte in den feldspatführenden Gesteinen. D i e Gerolle weisen darauf hin, d a ß die Kaolinsandflüsse an der Schüttung des Limonitsandsteins bereits maßgeblich beteiligt waren. Stratigraphisch bedeutet das, daß w ä h r e n d d e r B i l d u n g des Limonitsandsteins weiter im Binnenland bereits fluviatile A u f ­ schotterung nach A r t des Kaolinsandes herrschte (vergl. hierüber die Unter­ suchungen v o n B E R G E R 1941 in Ostdeutschland).

F e i n s a n d . Durch A b n a h m e des Eisengehaltes leitet der Limonitsandstein allmählich zu der rund 35 m mächtigen Feinsandserie über. Es sind deutlich geschichtete fossilfreie Feinsande mit einzelnen tonigen L a g e n und gelegentlich schwach angedeuteter Schrägschichtung. Ihre Zwischenstellung zwischen fluviatil beeinflußten Litoralsedimenten und echten Flußschottern läßt deltaischen U r ­ sprung vermuten. In Delten g r ö ß e r e r S t r ö m e mit g e r i n g e m Gefälle k o m m e n häufig derartige S e d i m e n t e zum A b s a t z .

K a o l i n s a n d . A m M o r s u m k l i f f ist nur ein 5 m mächtiger Rest v o r d e r glazialen A b s c h e r u n g b e w a h r t geblieben. A n zahlreichen anderen Stellen der

Insel tritt der Kaolinsand dagegen ungestört an die Oberfläche u n d zeigt in B o h r u n g e n Mächtigkeiten zwischen 20 und 30 Metern. Das Sediment hat seinen N a m e n nach d e m Auftreten zahlreicher k o r r o d i e r t e r und w e i ß g e b l e i c h t e r F e l d ­ spattrümmer, die stellenweise zu K a o l i n zersetzt sind. D i e tiefsten Partien sind kreuzgeschichtet, darüber ü b e r w i e g t r e g e l m ä ß i g e Diagonalschichtung. Vielfach sind G e r ö l l b ä n k e und Tonflasern eingeschaltet. Meist sind es mittel- bis g r o b ­ k ö r n i g e Sande mit seifenartig angereicherten Erzen, insbesondere Magnetit und Ilmenit. D i e an sieben Aufschlüssen angestellte A n a l y s e der Schrägschichtung (ILLIES 1949) läßt b e i nördlicher bis nordwestlicher Fließrichtung den Einfluß eines breiten Stromsystems mit g e r i n g e m Gefälle, sehr reicher Geschiebefüh-rung und mittleren bis g r o ß e n Fließgeschwindigkeiten erkennen. B e m e r k e n s w e r t ist die 30 M e t e r erreichende flächenhafte A u f s c h o t t e r u n g , die sich i m gesamten V e r b r e i t u n g s g e b i e t des Kaolinsandes größtenteils o h n e n e n n e n s w e r t e v o r h e r g e h e n d e Taleinschneidung vollzog. Ein g r o ß e r Teil des norddeutschen Flachlandes v o n Ostdeutschland bis nach Ostfriesland und Südjütland w u r d e v o n dieser Aufschotterung betroffen, v o n der heute infolge der glazialen A u s ­ r ä u m u n g nur noch Reste v o r h a n d e n sind. D i e B e w ä l t i g u n g derart erheblicher Schottermassen setzt ein wasserreiches S t r o m s y s t e m mit starkem Gefälle im Einzugsgebiet und sehr g e r i n g e m Gefälle im Unterlauf voraus. D i e kräftige Heraushebung Skandinaviens g e g e n ü b e r d e m relativ stabilen norddeutschen Tiefland, dessen Relief zu dieser Zeit durch den m e h r o d e r m i n d e r e b e n e n e i n ­ stigen tertiären M e e r e s b o d e n bestimmt w u r d e , ermöglichte bei gleichzeitiger starker Z u n a h m e der Niederschlagsmenge eine flächenhafte V e r l a g e r u n g der auf den skandinavischen Rumpfflächen angereicherten Restschotter nach Süden. W i e die an verschiedenen Stellen angestellten Schotter analysen ( S T O L L E Y 1900, H U C K E 1928) zeigen, folgten die Flüsse der Ostseesenke u n d durchflössen das norddeutsche Flachland in westlicher Richtung zur Nordsee, w o sie breite Delten aufbauten und dadurch die Nordseeküste w o h l wesentlich v o r die heutige K ü ­

stenlinie v o r v e r l e g t e n .

Die an den einzelnen G e r ö l l h o r i z o n t e n des Sylter Profils v o r g e n o m m e n e S c h o t t e r a n a l y s e umreißt das Einzugsgebiet des Flußsystems. W i e im Limonitsandstein läßt sich auch im Kaolinsand eine scharfe Z w e i t e i l u n g des G e ­ röllbestandes in deutlich gerundete Quarze und w e n i g bis nicht gerundete Nicht-quarze v o r n e h m e n . U m den Gegensatz zahlenmäßig ausdrücken zu können, w u r d e in den einzelnen G e r ö l l h o r i z o n t e n für j e d e Geröllklasse der durchschnitt­ liche R u n d u n g s g r a d als Mittel v o n j e 50 Messungen ermittelt. D e r R u n d u n g s ­ grad ist ausgedrückt als Quotient des V o l u m e n s einer K u g e l mit dem Querschnitt gleich der Fläche des größten Hauptschnittes des Gerölls u n d des tatsächlichen G e r ö l l v o l u m e n s . D e r W e r t beträgt für ein k u g e l f ö r m i g abgerolltes G e r ö l l 1 u n d steigt mit a b n e h m e n d e r R u n d u n g . Die Messungen erfolgten an Gerollen zwischen

14 und 34 m m Durchmesser.

Es w u r d e n die folgenden W e r t e ermittelt:

Die Q u a r z e sind typische G a n g q u a r z e (Milchquarze), w i e sie insbesondere für das kaledonische Skandinavien charakteristisch sind. Pegmatitquarze fehlen so gut w i e vollständig. D i e G e r o l l e besitzen eine eiförmige bis zylindrische (flu-viatile) Abrollungsgestalt u n d erreichen i m höheren K a o l i n s a n d 16 c m G r ö ß e . Im Basiskonglomerat hat nachträgliche B r a n d u n g s a b r o l l u n g stattgefunden

(stärk-Quarze Nichtquarze Kaolinsand Limonitsandstein Basiskonglomerat 1,73 1,75 1,54 3,04 2,29 fehlen

7 6 Daniel Wirtz und Henning Illies

ste G e r ö l l r u n d u n g ) . Das zahlreiche Auftreten solcher Quarze in Flußschottern, die ihren W e g durch die baltische Senke g e n o m m e n haben, läßt in S k a n d i n a v i e n ein d e m heutigen v e r w a n d t e s Flußsystem v e r m u t e n . Das Z u r ü c k t r e t e n f e n n o -skandischen Kristallin-Materials in den Schottern ist w o h l damit zu erklären, daß diese Gesteine damals noch nicht der Flußerosion unterlagen, da sie v o n d e r Sedimentdecke vollständig überlagert w a r e n .

D i e N i c h t q u a r z e des Limonitsandsteins u n d Kaolinsands sind g r ö ß t e n ­ teils silifizierte Silurkalke. Ihre Oberfläche ist löcherig u n d kantig, vielfach auch zellig bis schlackig beschaffen. Im feineren Material verschärft sich noch der Gegensatz zwischen g e r u n d e t e m u n d nicht g e r u n d e t e m Material durch das H i n ­ zutreten zahlreicher gebleichter Feldspattrümmer, die in scharfen Bruchstücken bis zu 2 0 % des Sediments ausmachen. D a auch die Härte dieser K o m p o n e n t e n g e r i n g e r ist als die der Quarze, glaubte m a n die fehlende A b r o l l u n g n u r dadurch erklären zu können, daß die G e r o l l e den r u n d 1000 k m langen T r a n s p o r t w e g durch eine Eisschollendrift überbrückt hatten ( S T O L L E Y 1900, K O C H 1927, H U C K E 1928). Tatsächlich bezeichnet aber die zellig-^schlackige Oberfläche m a n ­ cher Silizifikate unvollständig verkieselte K a l k e , aus d e n e n der K a l k sekundär herausgelöst w u r d e . D e r S a n d an der F l u ß s o h l e tat e i n weiteres, i n d e m er d e r wechselnd starken V e r k i e s e l u n g folgend ein neues Relief modellierte. D i e Eckig­ keit der F e l d s p a t - T r ü m m e r ist dagegen lediglich durch die Spaltbarkeit bedingt. W ä h r e n d also bei den Quarzen der Sandschliff an der Flußsohle r u n d e Flächen erzeugte, b e w i r k t e er bei den Nichtquarzen das Gegenteil: eine A b n a h m e der A b r o l l u n g mit z u n e h m e n d e m T r a n s p o r t w e g .

I m m e r h i n v e r d i e n t zweierlei festgehalten zu w e r d e n : 1. D i e Transportenergie in d e m gefällsarmen Unterlauf reichte aus, u m v o n Z e i t zu Z e i t bis zu 15 c m g r o ß e G e r o l l e zu b e f ö r d e r n . 2. 15 c m g r o ß e Gerolle, r u n d 1000 k m v o m Einzugs­ g e b i e t entfernt, b e d e u t e n u n t e r Berücksichtigung des A b r o l l u n g s v o r g a n g e s e n o r m g r o ß e A n f a n g s g e r ö l l e u n d entsprechend h o h e F l i e ß g e s c h w i n d i g k e i t e n i m Oberlauf. Es m u ß daher w e i t e r mit der Möglichkeit gerechnet w e r d e n , daß i m skandinavischen Einzugsgebiet e i n Teil des T r a n s p o r t w e g e s durch Gletscher­ schub o d e r Eisschollendrift überbrückt w u r d e .

W ä h r e n d i m feineren Material der Nichtquarz-Anteil 2 0 % erreicht, machen die g r ö ß e r e n Gesteinsgerölle auf die G e s a m t - G e r ö l l f ü h r u n g nicht m e h r als z w e i Prozent aus. N e b e n ganz vereinzelten Graniten, P o r p h y r e n , M e t a m o r p h i t e n u n d präkambrischen Sandsteinen sind es größtenteils verkieselte kambrosilurische K a l k e . A n H a n d i h r e r reichen Fossilführung gelang es, sie auf e i n ausgedehntes H e i m a t g e b i e t zwischen Estland u n d Mittelschweden zurückzuführen ( S T O L L E Y 1900, 1929 u n d H U C K E 1928). Im h ö h e r e n K a o l i n s a n d treten vielfach verkieselte W u r z e l b ö d e n v o m Habitus d e r B r a u n k o h l e n q u a r z i t e hinzu ( S T O L L E Y 1900, H U C K E 1928).

D i e K a l k e sind ausnahmslos silifiziert. Selbst aus 15 c m g r o ß e n Silurblöcken ist aller K a l k durch Kieselsäure verdrängt. Die V e r k i e s e l u n g der G e r o l l e ist größtenteils im Heimatgebiet erfolgt. D i e s b e w e i s e n Gelstrukturen u n d D i f f u -sionsringe, die in keinerlei Richtungsbeziehung zur heutigen Gerölloberfläche stehen. M a n darf w o h l mit T H I E L E (1941) annehmen, d a ß die V e r k i e s e l u n g b e ­ reits alttertiären A l t e r s u n d als V e r w i t t e r u n g s e r s c h e i n u n g auf der skandina­ vischen Landoberfläche erfolgt ist.

E i n f l ü s s e e i n e r a l t e n L a n d O b e r f l ä c h e . W ä h r e n d im G e r ö l l ­ horizont des Limonitsandsteins völlig frische Feldspattrümmer auftreten und auch i m tieferen K a o l i n s a n d noch unzersetztes Feldspatmaterial v o r k o m m t , sind im höheren K a o l i n s a n d alle Feldspäte w e i ß gebleicht u n d g e w ö h n l i c h so stark

korrodiert, daß sie bei einfacher B e r ü h r u n g zerfallen. A u c h g r ö ß e r e Kristallin-g e r ö l l e sind vielfach v ö l l i Kristallin-g zermürbt, also in einen Z u s t a n d versetzt, in d e m sie nicht der geringsten mechanischen Beanspruchung durch einen Flußtransport m e h r standhalten. Es hat d e m z u f o l g e noch nach der A b l a g e r u n g des K a o l i n ­ sandes eine starke K o r r o s i o n des Mineralbestandes stattgefunden ( K O C H 1927, H U C K E 1928, R I C H T E R 1935). D i e Z u n a h m e des Zersetzungsgrades z u m Han­ genden hin läßt erkennen, daß es sich u m einen V e r w i t t e r u n g s v o r g a n g g e h a n ­ delt hat, der v o n der Kaolinsand-Oberfläche ausgegangen ist. D i e s e A n n a h m e w i r d durch neuerliche Untersuchungen v o n W E Y L (1949) bestätigt. Ein S c h w e r -mineral-Profil aus d e m K a o l i n s a n d v o n Lieth b e i Elmshorn zeigte eine stark nach o b e n z u n e h m e n d e K o r r o s i o n . In Z u s a m m e n h a n g m i t diesem P r o z e ß dürfte die sekundäre rindenhafte Einkieselung mancher K a o l i n s a n d - G e r ö l l e zu er­ klären sein.

Eine starke K o r r o s i o n der Feldspäte im V e r e i n mit einer vollständigen H e r ­ auslösung der E i s e n v e r b i n d u n g e n findet d o r t statt, w o zirkulierende humussaure Wässer längere Zeit auf ein Gestein e i n w i r k e n können, o h n e neutralisiert zu w e r d e n . M a n kann annehmen, daß auf den kalkfreien Flußschottern b e i F l u ß -v e r l a g e r u n g e n eine flächenhafte V e r m o o r u n g Platz griff, in d e r e n G e f o l g e die Verwitterungserscheinungen eintraten. Zahlreiche Torf- u n d Braunkohlenflöz-chen, die an vielen Stellen i m K a o l i n s a n d e r b o h r t w u r d e n , bestätigen diese Er­ klärung. D i e Erscheinung weist auf das gleiche kühle und u n g e w ö h n l i c h n i e d e r ­ schlagsreiche K l i m a , w e l c h e s bereits zur D e u t u n g der V e r e r z u n g des L i m o n i t ­ sandsteins u n d zur Erklärung der flächenhaften Schüttung der K a o l i n s a n d e an­ g e n o m m e n w e r d e n m u ß t e .

Hiermit ist der altpleistozäne Sedimentationszyklus im Sylter G e b i e t a b g e ­ schlossen. D e r K a o l i n s a n d w i r d g e w ö h n l i c h v o n e i n e r älteren M i n d e l - ( = E l s t e r - ) M o r ä n e u n d einer j ü n g e r e n R i ß - ( = Saale-) M o r ä n e überlagert. D i e einzelnen ausgeschiedenen Stadien der S e d i m e n t b i l d u n g im Sylter R a u m sind zunächst w e n i g e r stratigraphisch o d e r klimatisch als durch den örtlichen m o r p h o l o g i s c h e n W a n d e l zu verstehen. D e n n o c h läßt sich u n g e z w u n g e n ein K u l m i n a t i o n s p u n k t des pluvialen K l i m a z y k l u s erkennen, der i m Sylter „ C r a g " - P r o f i l i m höheren K a o l i n s a n d steckt. D o r t erreichten 15 c m große, aus Mittelskandinavien s t a m ­ m e n d e G e r o l l e das G e b i e t der heutigen Nordseeküste, eine Transportenergie, die w ä h r e n d der gesamten langen Abtragungsgeschichte des skandinavischen R u m p f g e b i r g e s sonst niemals erreicht w u r d e . O b es w ä h r e n d dieser Z e i t in S k a n d i n a v i e n zu ersten V e r e i s u n g s A n s ä t z e n kam, o b d i e e r w ä h n t e n B r a u n -kohlenflözchen w ä h r e n d j e n e r Pluvialzeit o d e r in einem ersten „Interglazial" entstanden, geht aus den sedimentpetrographischen B e f u n d e n nicht h e r v o r .

D i e A l t e r s S t e l l u n g d e r S c h i c h t g l i e d e r d e s M o r s u m - K l i f f s (Von D . W i r t z )

B i s h e r i g e D e u t u n g e n . D i e Altersstellung der beiden fossilführenden Horizonte des M o r s u m k l i f f s ist schon frühzeitig erörtert w o r d e n . C. S E M P E R (1856) erkannte als erster, daß die Fauna des Limonitsandsteins m i t der des e n g ­ lischen Crags nahe v e r w a n d t sei, w ä h r e n d die des Glimmeirtons m e h r m i o z ä n e Z ü g e besitze. In der Folgezeit geriet allerdings diese Erkenntnis w i e d e r in V e r ­ gessenheit, und G l i m m e r t o n und Limonitsandstein w u r d e n zusammen d e m O b e r ­ miozän zugerechnet.

Erst G R I P P (1922) griff die Frage w i e d e r auf. Er untersuchte die Fauna des Limonitsandsteins gesondert, unterstrich ihre B e z i e h u n g zur Crag-Fauna und

78 Daniel Wirtz und Henning Illies

stellte sie ins Unterpliozän. D e n G l i m m e r t o n stellte G R I P P auf G r u n d eines dort gefundenen Z a h n e s v o n Hipparion gracile ins P o n t . Er schließt sich d a ­ bei der französischen Ansicht an, daß das P o n t noch ins höchste O b e r m i o z ä n gehöre. D e r Limonitsandstein ist seiner M e i n u n g nach e t w a s älter als die e n g ­ lische Lenham-Stufe.

S T A E S C H E (1930) befaßte sich i m einzelnen mit d e m Sylter G l i m m e r t o n . A n H a n d einer faunistischen A n a l y s e horizontiert e n t n o m m e n e r P r o b e n zeigte er, daß der Sylter G l i m m e r t o n das jüngste Glied des nordwestdeutschen G l i m ­ mertons sei u n d daß auch innerhalb des Sylter Schichtstoßes noch eine fort­ schreitende V e r a r m u n g der miozänen A n r e i c h e r u n g borealer u n d pliozäner Molluskenarten v o r sich ging.

T H I E L E (1941) diskutierte noch einmal die Altersfrage des Sylter Tertiärs, ohne neue Gesichtspunkte v o r z u b r i n g e n . Sein Versuch, auf G r u n d lithologischer A r g u m e n t e die GRIPP'sche G l i e d e r u n g anzufechten, erscheint w e n i g überzeugend. Für den Kaolinsand g a b es natürlich keinerlei Möglichkeit einer p a l ä o n t o ­ logischen A l t e r s b e s t i m m u n g . D a er jedoch ohne irgendeine Zäsur aus der Fein­ sandstufe im H a n g e n d e n des marinen Limonitsandsteins hervorgeht, sah ihn G R I P P als fluviatiles O b e r p l i o z ä n an und alle späteren A u t o r e n (W. W E T Z E L , H E C K und T H I E L E ) sind i h m darin gefolgt.

S o w a r das Sylter Profil bisher f o l g e n d e r m a ß e n altersmäßig eingestuft: Kaolinsand „ O b e r p l i o z ä n "

Limonitsandstein „Unterpliozän" ( = Schichtlücke unterhalb der L e n h a m -Stufe b z w . des Diestian)

G l i m m e r t e n „ P o n t " ( = o b e r m i o z ä n e r mariner Horizont, der im belgisch - niederländischen Becken nicht m e h r entwickelt ist).

N e u e D e u t u n g . D i e Kenntnis der anglobelgischniederländischen C r a g -B i l d u n g e n ist nun in n e u e r e r Z e i t erheblich verbessert w o r d e n . Gleichzeitig tauchte die Frage auf, w o in dieser Schichtfolge die G r e n z e zwischen Pliozän und Pleistozän zu ziehen sei. Dabei vollzog sich eine Verschiebung der Auffassungen über die Stratigraphie des „ P l i o z ä n " . Crag-Horizonte, die noch zur Zeit der GRIPP'schen Veröffentlichung als Oberpliozän galten, w u r d e n nun als A l t -Pleistozän angesehen. Anläßlich des Internationalen G e o l o g e n - K o n g r e s s e s 1948 zu L o n d o n w u r d e eine K o m m i s s i o n für die Plio-Pleistozängrenze eingesetzt. Sie entschied sich einmütig dafür, die marine italienische F o l g e als „ T y p e n - S c h i c h t ­ f o l g e " zu betrachten u n d die pleistozäne Untergrenze an die Basis der Calabri-schen Stufe zu v e r l e g e n . Sie erklärte, daß weiterhin in erster L i n i e marine Schichtfolgen für d i e A u f f i n d u n g der Plio-Pleistozängrenze benutzt w e r d e n sollten.

Für die C r a g - B i l d u n g e n der N o r d s e e w u r d e z w a r keine endgültige G r e n z ­ ziehung herbeigeführt, doch dominiert die Anschauung, daß zumindest die j ü n ­ gere Hälfte des R e d Crag bereits dem ältesten Pleistozän angehöre. Neuere, z. T. noch unveröffentlichte Untersuchungen über die Foraminiferenfaunen des b e l ­ gisch-niederländischen Crag u n d die B r y o z o e n des anglo-belgischen Crag, v o n denen m i r die Herren Dr. V A N V O O R T H U Y S E N u n d D R s . R. L A G A A I J (Leiden) freundlichst Kenntnis gaben, verstärken die Wahrscheinlichkeit, daß die p l i o -pleistozäne G r e n z e z w a r nicht an der Basis des R e d Crag aber doch in dessen tieferem Teil d. h. ü b e r der W a l t o n - S t u f e zu ziehen sei — w e n n m a n den E m p ­ fehlungen der genannten K o m m i s s i o n für die Plio-Pleistozängrenze folgen will.

W I R T Z (1949) hatte nun die Fauna des Limonitsandsteins v o n Sylt einer Revision unterzogen und dabei gefunden, daß ihre B e z i e h u n g e n zum englischen

Crag doch enger seien, als G R I P P es a n g e n o m m e n hatte. A u f G r u n d der Fauna w u r d e der Limonitsandstein mit d e m W a l t o n i a n des englischen Crag parallelisiert. Für die Einzelheiten der B e w e i s f ü h r u n g sei auf die genannte A r ­ beit verwiesen.

Durch diese Parallelisierung läßt sich die Schichtfolge des M o r s u m - K l i f f s v o n Sylt zumindest an e i n e r Stelle in das stratigraphische Schema v o n E n g l a n d H o l l a n d B e l g i e n einhängen. D i e W a l t o n S t u f e und die gleich alte P o e d e r l i a n -Stufe v o n B e l g i e n - H o l l a n d zeigen in ihrer Fauna alle A n z e i c h e n des Ü b e r g a n g s ; g l e i c h w o h l m u ß m a n sie noch d e m höchsten O b e r p l i o z ä n zurechnen. D i e gleiche F o l g e r u n g gilt nun auch für den Limonitsandstein, der also stratigraphisch den tiefsten R e d Crag und das höchste Oberpliozän im östlichen N o r d s e e b e c k e n vertritt.

Die Frage des A l t e r s des Sylter G l i m m e r t o n s m u ß bis z u m A b s c h l u ß laufen­ der A r b e i t e n noch offen gelassen w e r d e n . W i e auch i m m e r sie b e a n t w o r t e t w e r ­ den m a g : es läßt sich nicht leugnen, daß zwischen G l i m m e r t o n und L i m o n i t ­ sandstein ein Aufarbeitungshorizont liegt, der vielleicht mit einer Schichtlücke zusammenfällt. A u ß e r d e m sind die höchsten 10 m des G l i m m e r t o n s fossilleer. So k ö n n e n w i r über die paläogeographische u n d stratigraphische B e d e u t u n g jenes Zeitraumes zwischen den letzten Fossilbänken des G l i m m e r t o n s und den Küstensedimenten des Limonitsandsteins nichts Sicheres aussagen.

W e n n m a n also v o n einer Datierung der tiefsten Teile des M o r s u m - K l i f f s zunächst absieht, s o ergibt sich, daß die Plio-Pleistozängrenze unmittelbar i m H a n g e n d e n des marinen Limonitsandsteins zu ziehen ist, w e n n man stratigra-phischen Prinzipien folgt. W ü r d e man den Charakter d e r S e d i m e n t e zur Richt­ schnur der G l i e d e r u n g machen, so müßte man den Limonitsandstein w o h l b e -ieits z u m Pleistozän stellen. Die G l i m m e r t o n - S e d i m e n t a t i o n läßt darauf schlie­ ßen, daß in einer langen Zeit e p i r o g e n e r R u h e u n d m o r p h o l o g i s c h e r A u s g e ­ glichenheit nur w e n i g grobklastischer Detritus ins M e e r geführt w u r d e . Das entspricht unseren V o r s t e l l u n g e n v o n der Zeit der m i o p l i o z ä n e n P e n e p l a n i -sierung. D e r Wechsel am Ende dieser Phase erscheint in den Sedimenten der N o r d s e e zunächst langsam, später aber mit ruckartiger Schärfe abgebildet. B e ­ reits im obersten fossilführenden G l i m m e r t o n finden sich Schill-Lagen, die reich an g r o b e n Quairzkörnern sind. Dann folgen die feinsandigen o b e r s t e n 10 m fossil­ leeren G l i m m e r „ t o n s " . U n d dann, nach einer Unterbrechung v o n unbekannter D a u e r b e g i n n t mit d e m Limonitsandstein ein n e u e r Sedimentations-Zyklus, klimatisch und m o r p h o l o g i s c h bedingt, der in den höheren K a o l i n s a n d e n k u l ­ miniert und sich als ganzes schroff v o n dem älteren Z y k l u s abhebt. Er b e g i n n t mit d e m Auftauchen v o n g r ö b e r e n Fluß-Sanden und Schotter-Bestandteilen in Küstensedimenten des obersten Pliozäns. D a n n greift eine mächtige Schüttung v o n Delta-Sanden auf unser G e b i e t ü b e r und macht schließlich reiner F l u ß - A u f ­ schotterung Platz.

D e r B e g i n n dieses Z y k l u s konnte stratigraphisch mit der Basis des e n g l i ­ schen R e d Crag parallelisiert w e r d e n . Besteht die Ansicht v o n d e m A b l a u f der Entwicklung i m Sylter Profil zu Recht u n d trifft die Altersdatierung seiner Basis zu, dann m u ß ein ähnlicher sedimentärer und klimatischer A b l a u f auch in den gleichalten Serien Englands u n d B e l g i e n - H o l l a n d s zu finden sein. D a s ist tat­ sächlich der Fall. D e r m i t d e m älteren R e d Crag (Waltonian-Poederlien) b e g i n ­ n e n d e Z y k l u s führt ü b e r den j ü n g e r e n R e d Crag (Amstelien) z u m Icenian, das den H ö h e p u n k t des feuchtkühlen K l i m a s w i e auch der Schuttzufuhr bezeichnet. Gleichzeitig v e r a r m e n die marinen Faunen progressiv, und auch die w e n i g e n bisher bekannt g e w o r d e n e n B r a u n k o h l e n weisen auf ein recht kühles K l i m a

80 Daniel Wirtz und Henning Illies

( T H I E R G A R T 1942, S T O C K M A N S 1943). Das Sylter Profil ist o b e r h a l b des L i ­ monitsandsteins fossilfrei, doch läßt der V e r g l e i c h mit d e m englischen und b e l ­ gisch-holländischen Profil den Schluß zu, daß der j ü n g e r e R e d Crag u n d das Icenian in den Feinsanden u n d dem K a o l i n s a n d enthalten sind. D a s M a x i m u m der fluviatilen Aktivität i m h ö h e r e n K a o l i n s a n d dürfte mit d e m H ö h e p u n k t der K l i m a d e p r e s s i o n i m Icenian (englische A u t o r e n zitiert b e i Z E U N E R 1945, S C H R E U D E R 1944, T A V E R N I E R 1943, ten D A M R E I N H O L D 1941, V A N V O O R -T H U Y S E N 1950) zusammenfallen. Eine A l t e r s b e s t i m m u n g des S y l t e r Z y k l u s i m Einzelnen ist natürlich unmöglich, doch ist sein B e g i n n durch die Basis, seine K u l m i n a t i o n durch den o b e r e n K a o l i n s a n d angezeigt.

P l i o - P l e i s t o z ä n g r e n z e u n d G ü n z e i s z e i t

Die erste der v i e r alpinen Eiszeiten, die Günzeiszeit, hat ein stark e n t w i c k e l ­ tes Gegenstück n u r in der nordamerikanischen N e b r a s k a n - V e r e i s u n g gehabt. A u s anderen Erdteilen sind die Z e u g n i s s e spärlich u n d unsicher. Sicher ist da­ gegen, daß die Günzeiszeit weithin den Charakter einer pluvialen, kühlen P e r i o d e hatte. D i e Untergrenze des Pleistozäns k a n n d a h e r auch nicht durch glaziale B i l d u n g e n definiert w e r d e n . D i e K o m m i s s i o n des Internationalen G e o l o g e n k o n ­ gresses L o n d o n 1948 für die Plio-Pleistozängrenze hat d a h e r einmütig festge­ stellt, daß die Untergrenze des Pleistozäns dorthin zu v e r l e g e n sei, w o in der italienischen N e o g e n f o l g e die ersten Anzeichen e i n e r Klimaverschlechterung zu erkennen seien. Das sei an der Untergrenze des Calabrien/Villafranchian der Fall. W e n d e t m a n diese Entscheidung „ i n o r d e r to eliminate existing ambiguities" auf den englischen Crag an, s o m u ß d i e Plio-Pleistozängrenze mindestens bis unter den N e w b o u r n i a n Crag h i n a b g e z o g e n w e r d e n .

H. L. M O V I U S (1949) hat alles v e r f ü g b a r e Material zusammengestellt, aus d e m die klimatisch^sedimentär-morphologische W e n d e der Plio-Pleistozängrenze auf d e r ganzen Erde ersichtlich w i r d . Es w i r d dabei verständlich, daß außerhalb der w e n i g e n i m ältesten Pleistozän vergletscherten G e b i e t e U m w e l t u n d L e b e n vielfach noch ein G e p r ä g e trugen, w i e m a n es bisher w o h l oft als „ o b e r p l i o z ä n " bezeichnete. Solche „ o b e r p l i o z ä n e n " A b l a g e r u n g e n w e r d e n dann v o n „eiszeit­ lichen" überlagert: dazwischen klafft ein scheinbarer Hiatus, der sich leicht ü b e r ­ brücken läßt, w e n n m a n bedenkt, daß das Pleistozän nicht m i t der „Eiszeit" ident ist. D i e K l ä r u n g der diesbezüglichen B e g r i f f e durch die Beschlüsse des L o n d o n e r K o n g r e s s e s ist deshalb sehr zu b e g r ü ß e n : die F o r d e r u n g , „that the p l i o p l e i s t o -cene b o u n d a r y should b e based on changes in m a r i n e faunas" eröffnet die M ö g ­ lichkeit, bisher als pliozän betrachtete H o r i z o n t e d e m Pleistozän einzugliedern und damit die „praeglazialen" Lücken zu schließen.

I m Einklang mit diesem Prinzip kann m a n durchaus den Limonitsandstein v o n Sylt als Grenzschicht zwischen P l i o - und Pleistozän betrachten. Er leitet den Sedimentationszyklus ein, für dessen Schichtglieder die Bezeichnung „ C r a g v o n S y l t " vorgeschlagen w u r d e ( W I R T Z 1949). Es soll dadurch die A l t e r s b e ­ ziehung zu den so ähnlichen u n d gleichaltrigen fluviatilen, deltaischen und m a ­ rinen B i l d u n g e n Ostenglands, Belgiens, der N i e d e r l a n d e und Islands zum A u s ­ druck gebracht w e r d e n .

D a ß die entsprechenden I c e n i a n - A b l a g e r u n g e n Englands u n d der N i e d e r ­ lande i m G r o ß e n gesehen der Günzeiszeit angehören, ist seit längerer Zeit er­ wiesen. Erwiesen ist auch, daß das K l i m a dieser Z e i t zumindest kühl u n d feucht war. Dafür, daß es glazial im Sinne des späteren Pleistozäns g e w e s e n sei, s p r e ­ chen allerdings keine Anhaltspunkte. Z u glazigenen B i l d u n g e n der alpinen G ü n z veredsung gibt es v o n der N o r d s e e her keine Beziehungen. D i e allgemeine K l i m a

-depression scheint nun, w i e im V o r s t e h e n d e n gezeigt, auch in Skandinavien i m höchsten Falle zu örtlichen Vergletscherungen b e s o n d e r s stark steigender G e birgsteile geführt zu haben, die allerdings das A u s m a ß der alpinen G ü n z v e r -eisung nicht erreichten. U m s o stärker w a r die Entwässerung der v o m Atlantik her auf dieses steigende L a n d n i e d e r g e h e n d e n Niederschlagsmengen. Unter d e r ­ artigen Verhältnissen sind die Cragschichten v o n S y l t entstanden. Sie vermitteln uns einen Eindruck v o n d e m Geschehen im skandinavischen R a u m , v o n d e m auch im w e i t e r e n U m k r e i s K l i m a und Sedimentbildung der übrigen Nordseeküsten, beeinflußt waren.

Z E U N E R (1945) glaubt, die v o n den A n h ä n g e r n der Strahlungsgliederung an­ g e n o m m e n e Z w e i t e i l u n g der alpinen G ü n z v e r e i s u n g auch in England w i e d e r z u ­ e r k e n n e n und z w a r in einer kalten Phase des j ü n g e r e n R e d Crag u n d einer zweiten i m h ö h e r e n Icenian. A u c h Z O N N E V E L D (1947) möchte eine solche Z w e i ­ teilung für das Icenian des P e e l - G e b i e t e s annehmen, w o b e i er die Tegelenstufe in das sogenannte Günz-Interstadial verlegt. Es ist nun v o r allem fraglich, o b sich eine Z w e i t e i l u n g der alpinen G ü n z durch Befunde i m Gelände bestätigen läßt. D i e Sylter A b f o l g e günzeiszeitlicher S e d i m e n t e läßt keinen Schluß auf eine derartige Z w e i t e i l u n g zu, es sei denn, man w ü r d e die G e r ö l l h o r i z o n t e i m h ö h e ­ ren Limonitsandstein und i m höchsten K a o l i n s a n d u n d i h r Fehlen in den F e i n -sanden in solcher W e i s e interpretieren. A b e r der Sylter Crag ist ja i m W e s e n t ­ lichen e i n P r o d u k t v o n G e b i r g s h e b u n g u n d Flußtätigkeit, i m Unterlauf. W ü r d e es da ü b e r h a u p t möglich sein, eine „Interstadialzeit" zu e r k e n n e n ?

A u f eine w e i t e r e Schwierigkeit m a g hier noch h i n g e w i e s e n w e r d e n : die F r a g e der sogenannten „ D o n a u - V e r e i s u n g " B. E B E R L ' s . Verf. hatte Gelegenheit, auf einer E x k u r s i o n anläßlich der M ü n c h e n e r T a g u n g der Deutschen Q u a r t ä r v e r ­ einigung 1950 die wichtigsten Aufschlüsse zu besichtigen, die seinerzeit E B E R L seiner A r b e i t z u g r u n d e g e l e g t hatte. Es w a r w o h l die v o r w i e g e n d e Auffassung der Teilnehmer, daß das B e w e i s m a t e r i a l j e n e r A b l a g e r u n g e n soweit sie tatsächlich glazigener Entstehung sind, nicht für eine A b t r e n n u n g v o m G ü n z - K o m p l e x aus­ reicht. M a n g e w i n n t d e n Eindruck, daß der glazialen A k k u m u l a t i o n der G ü n z -eiszeitlichen Gletscher eine Vorbereitungszeit mit periglazialer Sedimentation v o r a n g i n g , die w e i t g e h e n d mit d e m zusammenfällt, w a s bisher als „ D o n a u - V e r ­ eisung" betrachtet w u r d e . W e n n dies richtig ist, d a n n stimmt es auch mit d e m B e f u n d v o n Sylt überein, nach d e m die K u l m i n a t i o n des pluvialen K l i m a s am E n d e des altpleistozänen Sedimentationszyklus liegt, ebenso w i e die kühlste Phase des englischen Icenian den A u s g a n g j e n e r P e r i o d e bildete. M a n darf also zusammenfassend sagen: Z w i s c h e n der paläontologisch definierten P l i o - P l e i s t o ­ zängrenze und dem H ö h e p u n k t der Günz-Eiszeit liegt eine Übergangszeit, die wahrscheinlich mit den alpinen „ D o n a u - V o r s t ö ß e n " zu parallelisieren ist.

Es läßt sich auch noch nicht sicher sagen, w i e lange P l u v i a l k l i m a u n d A u f ­ schotterung noch bis ins Günz-Mindelinterglazial hinein angedauert haben, ein Interglazial, das sich w e i t e r westlich ( C r o m e r Forest Beds) sehr deutlich v o n d e r v o r h e r g e g a n g e n e n Kaltzeit abhebt. D i e v o n I L L I E S beschriebenen Befunde las­ sen z w a r eine zwischeneiszeitliche Landoberfläche über d e m Crag erkennen, doch fehlen A b l a g e r u n g e n , die m a n ihr zuordnen könnte — v o n g e r i n g e n A u s n a h m e n abgesehen — in Nordwestdeutschland vorläufig ganz. S o könnte man denken, daß die Aufschotterung noch einen T e i l des Interglazials umfaßt hat. Fortschrei­ tende G e b i r g s h e b u n g u n d e r n e u t e Klimaverschlechterung führten dann rasch zu den glazialen Verhältnissen der Mindeleiszeit über, deren Moränenreste i m S y l t e r Profil den K a o l i n s a n d scharf schneiden.

H2 Daniel Wirtz und Henning Illies

Die nachfolgende Gliederungstabelle faßt den g e g e n w ä r t i g e n Stand d e r K e n n t ­ nis v o n den A l t e r s b e z i e h u n g e n d e r Schichtglieder ü b e r und unter d e r P l i o -Pleistozängrenze i m Nordseebecken zusammen.

S t u f e n E n g l a n d * l g i e n - N i e d e r l a n d e S y l t A l p e n

tieferes Alt­ pleistozän

Cromer Forest Bed

Marines Tigtian Jcenian Kaolin­ sand (fluviatil) Günz- Vereisungs-komplex einschl. Donauphasen y tieferes Alt­ pleistozän Weybourne Crag j § Chillesford Crag > c Norwich Crag J Jü, Marines Tigtian Jcenian Kaolin­ sand (fluviatil) Günz- Vereisungs-komplex einschl. Donauphasen y tieferes Alt­ pleistozän Butleyan | E g e r e r ) Red Newbournian 1 r _ ) (.rag Amstelian Praetiglian (marin) {terrestr.) Feinsand (ästuarin) Günz- Vereisungs-komplex einschl. Donauphasen y Ober­ pliozän „ . alt. Red. W a l t o n i a n : _ Crag Boytonian 1 Coraliine Gedgravian J Crag Poederlian Reuverian (terrestr.) Scaldisian Limonit­ sandstein Ober­ pliozän „ . alt. Red. W a l t o n i a n : _ Crag Boytonian 1 Coraliine Gedgravian J Crag Poederlian Reuverian (terrestr.) Scaldisian ? Glimmer­ ton von Sylt. Unter­ pliozän

Lenhamian Zone der Jsocardia cor> , ) ob. \ Diest.

? Glimmer­ ton von

Sylt. Unter­

pliozän Zone der Ditrupa \ . _ 1 unt.

Zone d. Terebratula 1 . ( Dtest. perrorata | ? Glimmer­ ton von Sylt. Obermiozän Sarmat ? Glimmer­ ton von Sylt. L i t e r a t u r v e r z e i c h n i s

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Nachtrag während der Drucklegung

Seit Abschluß des Manuskriptes im Frühjahr 1949 haben P. T H O M S O N (N. Jb. Min., Abt. B., 1945—48, S. 367—369 und Geol. Jahrb., 65, S. 126), G. K R E M P (Geol. Jahrb., 64, S. 511) und P. W O L D S T E D T (Z. dtsch. Geol. Ges. 100, S. 394, 1951) auf pollenana­ lytische Untersuchungen im Sylter Kaolinsand Bezug genommen. Alle diese Bemer­ kungen gründen sich indessen, was Sylt betrifft, auf Pollenanalysen T H I E R G A R T ' S (1940) von Saprohumolithbänkchen im Kaolinsand des Roten Kliffs. Seine Untersu­ chungen ließen eine altpleistozäne Flora mit wenigen tertiären Relikten erkennen. Im Gegensatz zu W O L D S T E D T m u ß deshalb betont werden, daß kein grundsätzlicher Widerspruch zwischen der pollenanalytischen und der unsrigen Auffassung vom Alter des Sylter Kaolinsandes besteht, wenn man die Einstufung des Sylter Limonitsand­ steins ins höchste Oberpliozän zugrunde legt.

Untersuchungen an nordwestdeutschen

Interglazialen

V o n P. W o l d s t e d t , U. R e i n und W . S e i l e . Mit 4 A b b . 1. V o r k o m m e n und L a g e r u n g (P. W O L D S T E D T )

B e i m e i n e n l a n g j ä h r i g e n geologischen A u f n a h m e n in N o r d w e s t d e u t s c h l a n d e r h o b sich i m m e r w i e d e r die Frage der G l i e d e r u n g des d o r t i g e n Pleistozäns u n d i n s b e s o n d e r e die F r a g e d e r E i n o r d n u n g d e r Interglaziale. Ü b e r das A l t e r d e r v e r s c h i e d e n e n I n t e r g l a z i a l b i l d u n g e n N o r d w e s t d e u t s c h l a n d s ist auch früher schon viel diskutiert w o r d e n . Ich e r i n n e r e an d i e lebhaften E r ö r t e r u n g e n ü b e r das A l t e r der L a u e n b u r g e r T o r f v o r k o m m e n . Eine erste pollenanalytische U n t e r