Im GR-Verfahren wird die natürliche, aus dem Isotop Kalium 40 und Isotopen der Uran- und Thorium-Reihen stammende Gammastrahlung des Gebirges gemessen. Da diese Isotope natürliche Bestandteile von Tonen sind, gestattet es das GR-Log Tone, tonige Schluffe und tonreiche Tills von tonfreien und -armen Sanden und Kiesen zu unterscheiden. Die Gamma-Messung, die weitgehend von der Verrohrung unabhängig ist (HÖLTING 1989), wurde in allen tieferen Bohrungen durchgeführt.
In den Logs der drei Bohrungen, die die Quartärbasis erreicht haben (D19, D22, D34), fallen die miozänen Glimmertone durch starke Gamma-Strahlung sehr deutlich auf. Dank der gegenüberden geoelektrischen Messungen erheblich besseren Auflösung, konnten auch geringmächtige feinkörnige Schichten erfaßt und Sedimentgrenzen, z.B. die Basis des I. Grundwasserleiters, festgelegt werden. Als problematisch erwies sich dabei die Unterscheidung zwischen feinkörnigen Tills und tonigen Schluffen, sowie zwischen grobkörnigen Tills und Feinsanden, die jeweils etwa den gleichen Gehalt an Tonmineralien aufweisen. In solchen Zweifellsfällen war die Sedimentansprache der Bohrproben ausschlaggebend.
Bei der ES-Messung wird über zwei an der Bohrlochsonde angeordnete Spannungselektroden ein konstant gehaltener Strom ins Gebirge geleitet (REPSOLD 1989). Das Signal, welches zwischen den Meßelektroden anfällt, ist dem spezifischen elektrischen Widerstand direkt proportional und wird auf einem Schreiber und einem Speichermodul registriert. Der gemessene Widerstand ist nur der scheinbare spezifische elektrische Widerstand des Gebirges, da während der Messung das Bohrloch mit dem Spülmittel gefüllt ist, dessen elektrischer Widerstand das Ergebnis beeinflußt. Es wird gleichzeitig mit zwei Elektrodenabständen gemessen. Die 16"-Normale Anordnung ermöglicht, relativ dünne Schichten (bis etwa 0,5 m Mächtigkeit, REPSOLD 1989) zu erfassen, ist aber stark durch die Spülung beeinflußt. Die 64"-Normale ist dagegen durch eine schlechtere Schichtenauflösung gekennzeichnet (bis etwa 2 m), kommt jedoch mit ihrem Meßwert dem wahren spezifischen Gesteinswiderstand näher.
Der elektrische Widerstand von Gesteinen ist von Porenvolumen und Wassergehalt maßgeblich bestimmt. Grobkörnige Sande und Kiese weisen höhere spezifische elektrische Widerstände auf als Tone, Schluffe und feinkörnige Tills. In der ungesättigten Zone erreicht der Widerstand sehr hohe Werte. Damit war es möglich sowohl die Lage der Sand- und Tonschichten als auch die Höhenlage des Grundwasserspiegels zu bestimmen. Dabei ermöglicht die 16"-Normale Anordnung in Verbindung mit dem GR-Log eine relativ genaue Festlegung von Schichtgrenzen.
Die Messung des elektrischen Widerstandes des Gesteins in fokussierter Anordnung (FEL) erfolgt mit nur einer Bohrlochelektrode. Der Stromfluß wird hier durch oberhalb und unterhalb angeordnete Zusatz-Elektroden zu einer schmalen horizontalen Scheibe fokussiert, wodurch die vertikale Auflösung und die seitliche Eindringstiefe gegenüber der 16"- und 64"-Normaleinordnung erheblich verbessert wird (SCHNEIDER 1988). Aufgrund des relativ kleinen Bohrlochdurchmessers konnten mit diesem Verfahren Schichten bis zu 25 cm Minimalmächtigkeit erfaßt werden, wobei sich die Anwendung des FEL-Logs vorteilhafter als des ES-Logs erwies.
Die SP-Messung bestimmt die natürliche Potentialdifferenz zwischen einer an der Erdoberfläche installierten und einer im Bohrloch bewegten Elektrode. Das gemessene elektrische Potential ist eine Funktion der Ionenkonzentration im Grundwasser und im Spülmittel sowie eine Funktion des Tongehaltes des Sediments. Mit Hilfe eines SP-Logs kann die Porenwassersalinität bestimmt werden. Der Ausschlag der Kurve nach links bedeutet bei im wesentlichen unveränderten Tongehalt des Sediments konventionell einen Anstieg des salzigen Wassers und das Auswandern nach rechts deutet auf süßeres Wasser hin. Die in dieser Untersuchung ermittelten SP-Kurven zeigten in allen Bohrungen das Vorkommen ausschließlich süßen Wassers.
In zwei Bohrungen (D18, D15) wurde zur Porositätsbestimmung die Gesteinsdichte (Dichte-Log) gemessen. Bei diesem Verfahren wird ein Gammastrahler, das Isotop Cäsium 137, in einer Sonde in das Bohrloch eingeführt. Gammastrahlen werden im umgebenden Gebirge gestreut und abhängig von dessen Dichte mehr oder weniger absorbiert. Der nicht absorbierte Teil der Strahlung gelangt zum Detektor und wird dort als Impulszählrate registriert. Diese kann durch Kalibrierung in die Gesamtdichte überführt und anschließend unter Berücksichtigung einiger Korrekturgrößen in die Porosität des Gesteins umgerechnet werden (REPSOLD 1989: S.27). Zusätzlich zu den o.g. Messungen wurde zu Korrekturzwecken bei der Auswertung in unverrohrten Bohrungen der Bohrlochdurchmesser bestimmt (Kaliber-Log).
An dieser Stelle muß betont werden, daß GR- und FL-Logs am meisten zur lithologischen Interpretation beitrugen. Bis auf die schon erwähnten Probleme bei der Differenzierung zwischen sandigen Till-Fazien und Sanden einerseits und tonigen Tills und tonigen Schluffen andererseits konnten Sedimenttypen in den meisten Fällen mit gutem Erfolg bestimmt werden.
Der in der Literatur als Synonym eines Tills häufig verwendete Term "Moräne" wird hier ausschließlich im morphologischen Sinne benutzt (vgl. FLINT 1971, HINZE et al. 1989) und bezieht sich auf eine aus Till bestehende flache bis kuppige Fläche. Auch dort, wo der Term mit einem Präfix vorkommt, d.h. "Grund-Moräne", "End- Moräne", "Kame-Moräne" und "Stauch-Moräne" ist eine Geländeform gemeint, wobei die drei letzteren nicht unbedingt aus Till bestehen müssen.
Da die Vielfalt der Ablagerungsprozesse, die zur Entstehung eines Tills führen können, bekannt ist, wurde hier auf deren detaillierte Darstellung weitgehend verzichtet. In der vorliegenden Arbeit wird eine genetische Till-Gliederung in Till-Fazies vorgenommen, die auf Empfehlungen der o.g. INQUA-Kommission beruht. Danach werden grundsätzlich zwei Fazies unterschieden: ein Setztill (engl. lodgement till) und ein Ablationstill (engl. ablation till) (siehe dazu DREIMANIS 1989).
Ein Setztill ist eine unsortierte Gletscherfracht, die durch das Druckschmelzen des Eises oder andere mechanische Prozesse von der Sohle eines aktiven Gletschers Korn für Korn auf den Untergrund aufgetragen wird. Die wichtigsten Merkmale des Setztills sind: (1) eine einheitliche Einregelung der langgestreckten Geschiebe parallel (selten senkrecht) zur Gletschervorstoßrichtung, (2) eine im allgemeinen massige Struktur, (3) eine Überkonsolidierung durch Eisauflast, (4) synsedimentäre glazidynamische Strukturen, (5) zahlreiche gekritzte Geschiebe und eine bimodale oder multimodale, durch subglaziale Abrasion geschaffene Korngrößenverteilung, (6) eine erosive Unterkante, (7) eine subhorizontale Klüftung. Der geomorphologische Ausdruck eines Setztills ist eine flachliegende, wenig reliefierte Grundmoräne, lokal mit glazidynamischen Geländeformen wie Drumlins oder langgestreckten Hohlformen (Flutes). Ein Setztill repräsentiert also die aktive, meistens transgressive Phase eines Eisvorstoßes und ist somit häufig als das älteste Sediment an der Unterkante einer glazialen Sequenz zu finden. Ein Ablationstill ist hingegen eine Gletscherfracht, die während der Stagnations- und Abschmelzphase vom Toteis freigesetzt und nach gravitativer Verlagerung auf dem Untergrund abgelagert wird. Dabei können zwei Subfazies unterschieden werden: ein Fließtill (engl. flow till) und ein Ausschmelztill (engl. melt-out till). Ein Fließtill entsteht durch gravitatives, vorwiegend subaerisches Abfließen und Abrutschen der Gletscherfracht an der Gletscherfront oder in Senken zwischen Toteisblöcken. Er ist gekennzeichnet durch: (1) eine relativ lockere Lagerung, (2) häufige Einschaltungen von unregelmäßigen Sand- und Kieslinsen, (3) im Vergleich zum Setztill gröbere Kornzusammensetzung, (4) keine systematische Einregelung der langgestreckten Geschiebe, (5) entlang der Eishänge durch Abrutschen entstandene Falten und Verwerfungen. Wenn das Abschmelzen des Eises so langsam abläuft, daß die Gletscherfracht nur allmählich vertikal absinkt und es nicht zum schlammartigen Abfließen des Materials von der Eisoberfläche herunter kommt, wird ein Ausschmelztill abgelagert. Seine charakteristischen Merkmale sind: (1) Erhaltung der ursprünglichen inglazialen Strukturen, (2) Einschaltungen unverfestigter, erosionsanfälliger Sedimente, (3) Zahlreiche ungekritzte und scharfkantige Geschiebe, (4) keine Überkonsolidierung, (5) dünne, subhorizontale Schichten aus Sand, die größere Partikel symmetrisch überlagern ("sand coatings"). Als Ablagerungen, die erst in einer späten Phase der Vergletscherung abgesetzt wurden, sind Ablationstills mit verschiedenen, intensiv ausgeprägten Geländeformen vergesellschaftet. Sie sind häufig in stark reliefierten, kuppigen Grundmoränen zu finden, bilden Teile von Kames, Kame-Moränen und Endmoränen und decken Gletscherspaltenfüllungen oder Oser ab. Im Arbeitsgebiet wurden häufig solche Stellen beobachtet, wo Ablationstills direkt auf Setztills liegen. Dort läßt sich das gesamte Ablagerungsgeschehen eines Eisvorstoßes mit Spuren der aktiven Vorstoßphase (Setztill) und einer späteren Rückschmelzphase (Ablationstill) gut rekonstruieren.
Obwohl die oben dargestellte Aufstellung der charakteristischen Merkmale verschiedener Tillfazien den Eindruck erwecken könnte, daß die Identifikation dieser Fazies im Gelände keine Schwierigkeiten bereiten dürfte, ist sie in Wirklichkeit sehr kompliziert oder gar unmöglich. Häufig kommen nicht klar definierbare Übergänge vor, bzw. die als diagnostisch geltenden Charakteristika fehlen. Dennoch sollte überall, wo es möglich ist, eine Faziesanalyse der Tills bei Bearbeitung der glazialgeologischen Probleme unternommen werden, um eine möglichstvollständige Dokumentation für die statigraphischen und paläogeomorphologischen Rekonstruktionen zu erhalten. Die Tatsache allein, daß eine Sequenz, die aus mehreren Tillschichten besteht, auf mehrfache Vergletscherung, oder auf einen Vorstoß mit verschiedenen Tillfazien zurückgeführt werden kann, spiegelt die Bedeutung dieses Problems wider.
 | Auswahl der Zugänge | Hinweise |
|---|---|
| zurück zum | |
| Inhaltsverzeichnis : Geologischer Untergrund | |
| weiterblättern zu : | |
| Stratigraphie | |