ALBERT

Description: Schille sind charakteristische Fossillagerstätten in der Rheinischen Fazies des Schiefergebirges. Sie enthalten in der Regel disartikulierte Reste von verschiedenen Invertebratengruppen wie zum Beispiel: Brachiopoden, Crinoiden, Muscheln und Trilobiten, wobei die Brachiopoden oft die dominierende Tiergruppe darstellen. In einem Profil aus der Laubach-Formation (Ober-Ems) der Moselmulde wurden insgesamt sieben Schille mit Hilfe von taphonomischen Kriterien untersucht. Die taphonomischen Merkmale bestätigen eine Entstehung als Sturmflutablagerung. An der Oberfläche eines Schilles waren als Besonderheit doppelklappige Paraspirifer sp. überliefert. Aufgrund von Rezentvergleichen wird angenommen, dass die doppelklappigen Brachiopoden in situ überliefert wurden und der Schill als Anwachssubstrat dieser Tiere und somit als Lebensraum diente. Das weitgehende Fehlen von in situ überlieferten Brachiopoden wird auf die erodierende Kraft der Stürme zurückgeführt.

Description: Abstract: Shell beds are characteristic fossil deposits in the Rhenish facies of the Rhenish Massif. They contain disarticulated remains of invertebrate hardparts like: brachiopods, crinoids, mussels and trilobites. Brachiopods are mostly the dominant group. In a section of the Laubach formation (Upper Emsian) of the Mosel syncline seven shell beds were investigated with the aid of taphonomic criteria. The taphonomic signatures confirm an origin as a tempestite. On the top of one shell bed articulate Paraspirifersp. were found as a speciality. Based on comparisons with recent brachiopods it is suggested that the articulated brachiopods were preserved in situ and the shell bed yielded an attachment Substrate and is therefore regarded as a habitat of these animals. The extensively lack of articulated brachiopods in the Rhenish facies is refered to the erosional power of storms.

Description: research

Description: Die im Mainzer und Hanauer Becken informell als Untere Hydrobien- Schichten bezeichnete Einheit wird als Wiesbaden-Formation neu definiert. Als Typus- Profil wird das 22 m mächtige Profil im Steinbruch Kalkofen bei Wiesbaden festgelegt. Die Wiesbaden-Formation überlagert die Rüssingen-Formation (bisher Inflata-Schichten) und wird ihrerseits von den Oberen Hydrobien-Schichten überlagert. Die Untergrenze der Wiesbaden-Formation ist durch das erste häufige Vorkommen der Foraminifere Lippsina de.rn.ensgegeben. Die Obergrenze liegt an der Basis einer marin-brackischen Schichtfolge, die Foraminiferen, Nannoplankton und erstmals Gafeiws-Otolithen führt. Die Wiesbaden-Formation ist lithofaziell in drei Abschnitte unterteilbar. Der untere brackische Abschnitt ist etwa 23 m mächtig. Der mittlere lakustrine Abschnitt enthält Braunkohle-Lagen und umfasst im Hanauer Becken 20 bis 23 m während er im Mainzer Becken stark kondensiert ist (maximal 7 m). Der obere Abschnitt wurde von uns als Auftauchfazies bezeichnet und erreicht bis zu 24 m. Unterer und mittlerer Abschnitt der Wiesbaden-Formation können biostratigraphisch in die mittlere Aquitan- Stufe (Säuger-Einheit MN 2a) gestellt werden. Der obere Abschnitt könnte die Zeitspanne der oberen Aquitan- und der unteren Burdigal-Stufe umfassen, doch fehlen bislang gesicherte Datierungen.

Description: Abstract: The Hydrobia Beds, an informal unit in the Mainz Basin and Hanau Basin, are newly defined as the Wiesbaden-Formation. We choose a 22 m thick section in the quarry Kalkofen near Wiesbaden as the type profile. The Wiesbaden-Formation overlies the Rüssingen-Formation (previous Inf fota-Schichten) and itself is overlaid by the Upper Hydrobia Beds. The lower boundary of the Wiesbaden-Formation is defined by the first abundant occurrence of the foraminifer Lippsina demens. The upper boundary is drawn at the basis of a marine-brackish sequence yielding foraminifers, nannoplankton and, for the first time (FAD), otoliths of the fish genus Gobius. The Wiesbaden-Formation can be divided on basis of lithofacies in three parts. The lower brackish part is around 23 m thick. The middle, lacustrine part contains lignite layers and comprises 20—23m in the Hanau Basin, but is strongly Condensed in the Mainz Basin (maximally 7 m). The upper part is named as the "emerging facies" and may be up to 24 m thick. The lower and middle part of the Wiesbaden-Formation are dated biostratigraphically as middle Aquitanian (mammal unitMN 2a). The upper part may span the time interval from the upper Aquitanian to the lower Burdigalien, but precisely dated fossils are still missing.

Description: research

Description: Eine neue Brachiopodenart Alatiformia janseni n. sp. (Cyrtospiriferidae) aus der Kieselgallenschiefer-Formation (TK 25 Blatt Koblenz, Rheinisches Schiefergebirge, Moselmulde, Ober-Ems) wird beschrieben und mit ähnlichen Arten der Gattung verglichen.

Description: Abstract: A new brachiopod species Alatiformia janseni nov. sp. from the Kieselgallenschiefer formation (Rheinisches Schiefergebirge, Mosel syncline, Lower Devonian, Upper Emsian) is described and compared with similar species of the genus.

Description: research

Description: Fossile Faunen aus dem tiefsten Oberems (Emsquarzit)werden mit vielen Neufunden beschrieben. In der Diskussion der Faunen-Wende zwischen Unter- und Oberems erweist sich der Brachiopode Adolfia pruemiensis (Drevermann) als bedeutende Leitform für das tiefe Oberems. Für die heute vorliegende räumliche Verteilung der Biofazies werden einerseits paläogeographische Fakten, andererseits großräumige tektonische Prozesse als Ursache angenommen. Der paläontologische Teil der Arbeit umfasst Bemerkungen und Untersuchungen der Trilobita Digonus intermedius (Vietor), Trimerus crassicauda (Sandberger), der Bivalvia Stappersella lodanensis (Frech), Leptodesma (Peraptera) lodanensis (Frech), Myalina (Myalina) circularis (Frech), Myalina (Myalina) peltata n. sp., Rhenanomya tumida (A. Fuchs) und der Brachiopoden-Art Euryspirifer robustiformis Mittmeyer.

Description: Abstract: Biostratigraphic fossil research in the Koblenz-area (Lower Devonian, lower part of Upper Emsian, Emsquartzite) is summarized in this report. In this region belonging to the Rhenish Massiv thick layers of quartzites were deposited in the beginning of the Upper Emsian substage. Only few fossil horizons with rieh fauna proving normal marine shallow water conditions could be investigated. It can be presumed, thaf the visible distribution of fossil horizons depends on paleogeographic facts. In the youngest Upper Emsian sand was deposited into the Mosel-trough, probably delivered by the Siegen-swell. Numerous outcrops show dominating thick quartzitic layers resulting on changing sedimentary conditions. Heavy storms eroding older Sediments, washed out all faunal assemblages. Other faunal elements may have been suffocated by sand masses when the storms were slacking. So it can be believed, that optimal living conditions for the Emsquartzite-fauna were reduced only to few locations. The second part of this report contains investigations and remarks about the trilobite species Digonus iniermedius (Vietor) and Trimerus crassicauda(Sandberger 1849), the Bivalvia species Stappersella lodanensis (Frech), Leptodesma (Peraptera) lodanensis (Frech), Myalina (Myalina) circularis(Frech), Myalina (Myalina) peltata n. sp., Rhenanomya tumida (A. Fuchs)and the brachiopod species Euryspirifer robustiformis Mittmeyer. The brachiopod species Adolfia pruemiensis (Drevermann) must be added to other valid index fossils of the lower part of the Upper Emsian substage.

Description: research

Description: In Südostalaska wird eine relative Meeresspiegelabsenkung von bis zu 4 cm/ a beobachtet. Da dieses Gebiet während der letzten Kaltperiode durch das Kordillerische Eisschild bedeckt war und noch heute von Vergletscherung geprägt ist, liegt die Vermutung nahe, daß die Meeresspiegeländerungen zumindest teilweise durch isostatische Ausgleichsvorgänge hervorgerufen werden. Um diese Hypothese zu prüfen, werden für dieses Gebiet eislastinduzierte Vertikalbewegungen und Geoidänderungen mit Hilfe viskoelastischer Erdmodelle berechnet. Insbesondere werden sechs siebenschichtige Erdmodelle verwendet, die unterschiedliche Viskostitätsprofile berücksichtigen und die Bandbreite der plausiblen Lithosphärenmächtigkeiten abdecken. Das globale Lastmodell ICE-3G wird erweitert und das regionale Lastmodell AL-1 entwickelt, welches die rezente Vergletscherung Südostalaskas berücksichtigt. Weiterhin werden die Ozeane als Last einbezogen. Ein Vergleich der berechneten mit den beobachteten Meeresspiegeländerungen zeigt, daß die Beobachtungen nur zu einen geringen Anteil von wenigen Millimetern pro Jahr durch Isostasie erklärt werden können.

Description: Aus der Typusregion des Emsium (Rheinisches Schiefergebirge, Oberems, Lahnstein-Unterstufe, TK25, BI. 5611 Koblenz, Typuslokalität Hohenrhein-Schichten) sind folgende Sporenarten der Gattung Emphanisporites nachgewiesen worden: Emphanisporites annulatus, E. foveolatus, E. rotatus, E. cf. pseudoerraticus, E. cf. schultzii.

Description: Abstract: Spores of the genus Emphanisporites are described from the type area of the Emsian (Rheinisches Schiefergebirge, Upper Emsian, Lahnstein-substage, type locality of the Hohenrhein-formation). The following species have been discovered: Emphanisporites annulatus, E. foveolatus, E. rotatus, E. cf. pseudo erraticus, E. cf. schultzii.

Description: research

Description: Im Mainzer Becken ist in der Sandgrube Fürfeld eine 9m mächtige mittel- bis oberpleistozäne Abfolge aufgeschlossen, die sich aus fluviahlen Sedimenten, Lössen und Lößderivaten sowie zwei zwischengeschalteten Tephren zusammensetzt. Die IRSL-und TL-Alter des karbonatreichen Lösses unterhalb des ersten zwischengeschalteten Bf-Restes einer Parabraunerde liegen je nach Methode zwischen 500 und 300 ka. Ob es sich bei diesem Löß um elsterzeitliche bzw. viertletztglaziale Ablagerungen handelt, kann mithilfe der erhobenen Daten nicht zweifelsfrei entschieden werden. Die vorliegenden Datierungen unterstützen die Annahme, dass die beiden Tephren der Riedener Eruptionsphase des Osteifel-Vulkanfeldes zuzuordnen sind. Aufgrund ihrer regionalen Bedeutung wird die T2-Tephra als „Fürfelder Tuff" bezeichnet. Oberhalb einer Diskordanz folgen Lösse und Schwemmlösse, die nach den Lumineszenz-Datierungen in die jüngere Saale-Kaltzeit zu stellen sind. Zum Hangenden hin ist eine Verbräunung zwischengeschaltet, die wiederum von Schwemmlössen überlagert wird. Die IRSL-und TL-Alter dieser Schwemmlösse deuten auf ein unterweichselzeitliches Ablagerungsalter. Die jüngsten Lösse und eine weitere zwischengeschaltete Verbräunung sind aufgrund der Lumineszenz-Altersbestimmungen in das Oberweichsel zu stellen.

Description: Abstract: In the Mainz basin at the sandpit at Fürfeld,a 9 m thick sequence of Middle to Upper Pleistocene fluvial sediments, loess and loess derivatives and two tephras are exposed. The carbonate-rich loess from below the intercalated Bt horizon of a brown forest soil yielded IRSLand TL age estimates ranging from 500 to 300 ka. Although the chronological data is in agreement with the geological age estimates, the reliability of very old IRSLand TL age estimates is under discussion. However, the luminescence age estimates and the preliminary geochemical data assume that the two mafic volcanic ashes belong to the Rieden erupfion phase of the East Eifel volcanic field, which was active from 450 to about 350 ka. Owing to the regional importance of tephra T2 as a marker horizon, it is defined as "Fürfelder Tuff" ("Fürfeld Tephra"). The truncated Bt horizon is covered by loess and reworked loess, designated to represent penultimate glacial loess. A brown horizon is exposed on top of these Sediments and covered by reworked loess. The latter one yielded IRSLand TL age estimates indicating an early last glacial deposition age. The uppermost loess horizons and the intercalated brown horizon are assumed to represent part of the last Pleniglacial.

Description: research

Description: Die im Norddeutschen Becken vorkommenden hochsalinaren, heißen Tiefenwässer besitzen ein beträchtliches Wärmepotential, das bisher in Neustadt-Glewe, Neubrandenburg und Waren zur Energiegewinnung genutzt wird. Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand zum einen darin, die Herkunft und die Genese dieser Solen und der in ihnen gelösten Stoffe zu rekonstruieren. Ein zweiter Schwerpunkt bestand in der Ermittlung geochemischer Parameter, die für einen problemlosen Langzeitbetrieb geothermischer Anlagen und somit für deren Wirtschaftlichkeit von Bedeutung sind. Die untersuchten Solen stammten aus Aquiferen, die durch fünf Bohrungen (Neubrandenburg, Waren, Rheinsberg, Neustadt-Glewe, Hamburg-Allermöhe) in Tiefen von 1250 bis 3250 m (54 bis l28°C) erschlossen wurden. Alle untersuchten Na-Cl-Solen wurden aus Sandsteinaquiferen des Keuper (Contorta!Postera-Schichten) gefördert, für die mit zunehmender Tiefe steigende TDS-Gehalte (134 bis 224 g/1) charakteristisch sind. Die Zusammensetzung der gelösten Feststoffe blieb über einen Zeitraum von 3 Jahren konstant. Die Br/CJ-Verhältnisse der Solen sind kleiner als in eingedampftem Meerwasser. Dies und 811B-Werte von +23.8 %o bis +36.3 %o indizieren die Herkunft des Salzgehaltes durch Auflösung/Laugung von Salzen. Das Gas-Wasser-Volumenverhältnis in Proben geothermisch genutzter Solen liegt bei max. 1:10. Die Gasphase wird von C02, N2 und CH4 dominiert, wobei der Gehalt an C02 und CH4 mit der Tiefe zunimmt. Als Spurengase treten He, Ar, H2 und weitere Kohlenwasserstoffe auf (jeweils 〈1 Vol.-%). Die Gasphase des Thermalwassers Neustadt-Giewe zeigte über einen Zeitraum von 2 Jahren keine Änderung in ihrer Zusammensetzung. Periodische Schwankungen in sehr kleinen Konzentrationsbereichen während einer mehrtägigen Gasmeßkampagne korrelieren mit den Erdgezeiten. Die N2-Ar-He-Verhältnisse zeigen, daß es sich um tiefzirkulierende Oberflächenwässer handelt. Untermauert wird diese Interpretation durch die sehr niedrigen 3HefHe-Verhältnisse (R!Ra:S;O.Ol), die keine Mantelheliumkomponente anzeigen, sowie die gegenüber Luft (295.5) leicht erhöhten 40 Ar/36 Ar-Verhältnisse von bis zu 367.5. He-Akkumulationsalter als scheinbare Verweildauer der Solen von 20 bis 50 Ma wurden berechnet. Das Tiefenwasser von NeustadtGiewe besaß gegenüber den anderen Lokationen erhöhte Kohlenwasserstoffgehalte. Die 813C1,2,3- Werte weisen auf thermogenetische Kohlenwasserstoffe und auf ein marines Ausgangsmaterial mit einer Reife, die einer Vitrinitreflektion von etwa 1.2 % entspricht, hin. Die Herkunft aus Corgreichen Zechstein-Sedimenten ist wahrscheinlich, organisches Material des wesentlich tiefer liegenden Karbons scheidet als Quelle aus. Die 8180- und öD-Werte der Wässer zeigen an, daß meteorisches Wasser bei der Genese eine bedeutende Rolle gespielt hat. Die ermittelte isatopische Zusammensetzung der meteorischen Komponente weicht von heutigen Niederschlagswässern ab und weist einen letztmaligen Kontakt mit der Atmosphäre zu einer Zeit deutlich wärmeren Klimas als das heutige nach. Die in einem Thermalwasser vorhandenen Gase können die technologische Eignung der Sole und den Betrieb einer geothermischen Anlage maßgeblich beinflussen (Scaling, Auftreten brennbarer Gase, Entlösung von Gasen). Bei Vorhandensein Corg-reicher Sedimente nimmt die Wahrscheinlichkeit des Auftretens brennbarer Gase in Wässern aus größerer Tiefe, die durch ihre höhere Temperatur wirtschaftlicher sind, zu. Um die Entgasung eines Tiefenwassers innerhalb einer Anlage zu verhindem und somit Scaling und unkontrolliertes Entgasen zu minimieren, wurde anhand Literaturdaten exemplarisch für den Thermalwasserkreislauf der Anlage Neustadt-Giewe (Sole mit den höchsten Gasgehalten) ein Mindestanlagendruck berechnet. Danach sind etwa 2 bar ausreichend, um ein Entgasen der Sole zu verhindern; Strömungseffekte erfordern jedoch eine Erhöhung des Anlagendrucks auf etwa 4 bar. Die zeitliche Konstanz in der Zusammensetzung der gelösten Feststoffe und der Gasphase über einen Zeitraum von 2 bzw. 3 Jahren zeugt von einer relativ großen räumlichen Homogenität der Aquifere, wodurch der Betrieb der Anlagen durch Änderungen in der chemischen Zusammensetzung der Solen kaum gefährdet zu sein scheint. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit haben gezeigt, daß sowohl bei der hydrodynamischen Vorerkundung als auch während des Betriebes eines geothermischen Heizwerkes die genaue Kenntnis der Gasmengen und der Gaszusammensetzung von entscheidender Bedeutung ist.

Description: Deep seated hydrothermal brines in the North German Basin have a considerable heat potential, which is currently used for geothermal energy recovery in Neustadt-Glewe, Neubrandenburg and Waren. One aim of this study was to reconstruct the origin of these brines and their dissolved substances. Another goalwas to determine geochemical parameters which are critically influence the long-term operation, and hence the econornic viability of geothermal plants. The brines come from aquifers which have been accessed by 5 boreholes (Neubrandenburg, Waren, Rheinsberg, Neustadt-Glewe, Hamburg-Allermöhe) in depths from 1250 to 3250 m (54 to 128 °C). All investigated Na-Cl-brines were produced from sandstone aquifers of the Keuper (Contorta!Postera layers). Typically, TDS-values (134 to 224 g/1) increase with depth. The compositions of the dissolved solids were constant during 3 years. The Br/Cl ratios of the brines are lower than evaporated sea water. This, and 811B-values of +23.8 %o up to +36.3 %o indicate dissolution/leaching of salt as the origin of the salt content. The gas-water volume ratio of samples from brines used for geothermal energy recovery are less than around 1:10. The gas phase is dorninated by C02, N2 and C~ with higher C02- and C~ contents with increasing depths. He, Ar, H2 and other hydrocarbons exist as traces ( 〈1 vol.% each). The gas phase of the thermal water from Neustadt-Giewe showed no changes in its composition during 2 years. Small · periodical variations in the concentrations obtained from gas monitaring over several days correlate with the earth tides. The N2-Ar-He ratios show that the waters are deep-circulating meteoric waters. This interpretation is supported by very low 3HefHe ratios (R!Ra:S;O.Ol), which show no mantle helium, and 40 ArP6 Ar ratios up to 367.5, which are slightly enhanced compared to air (295.5). He accumulation ages, taken as the apparent residence time of the brines, were calculated to be 20 to 50 Ma. Compared to the other locations the formation water from Neustadt-Giewe contained enhanced hydrocarbon contents. The 813C1,2,3 values point to thermogenic hydrocarbons and to a marine source rock with a maturity corresponding to about 1.2 % vitrinite reflectivity. An origin from Corg-rich Zechstein sediments seems probable, organic material from significantly deeper-seated Carboniferous formations can be ruled out. The 8180 and ÖD values of the waters confirm that meteoric water played an important role in the brine genesis. The determined isotopic composition of the meteoric component deviates from recent precipitation and indicates a last contact with the atmosphere at a time when climate conditions were significantly warmer than today. Gases dissolved in thermal waters can significantly affect both the technological suitability of a brine and the operation of a geothermal heat plant (scaling, degassing, occurence of flammable gases). If Corg-rich sedimentary rocks occur, the probability of the occurence of flammable gases increases in waters from larger depths, which are more economic due to their higher temperature. The pressure needed to prevent degassing inside a plant and thus to rninirnize scaling and uncontrolled degassing was calculated for the example of the thermal water cycle at Neustadt-Giewe (brine with the highest gas content). About 2 bars are sufficient to prevent degassing; however, flow effects require increasing the pressure up to about 4 bars. The constant composition of both the dissolved solids and gases over a period of 2 to 3 years is a sign of a relatively large spatial uniformity of the aquifers. Therefore the continuous operation of the plants seems unlikely to be endangered by a change in the chernical composition of the brines. The results of this study have shown that during the hydrodynarnic reconnaissance as weil as during the operation of a geothermal heat plant, precise knowlegde of the gas concentration is of essential importance.

Description: Im Herbst 1998 sind in einer Zusammenarbeit zwischen dem GFZ Potsdam und der Universität Frankfurt a. Main nahe der Ortschaft Rittste ig (Böhmerwald, Bayern) magnetotellurische Messungen und erdmagnetische Tiefensondierungen mit SPAM Mk III-Datenloggern im Frequenzbereich zwischen maximal lk H z und 0.001H z durchgeführt worden. Im Folgenden werden die Ergebnisse von zwölf Stationen vorgestellt . Mit 2D Modellrechnungen soll überprüft werden, inwieweit existierende Eigenpo~entialmodelle durch die Magnetotellurik bestätig t und erweitert werden können.