Der Mittelkeuper

Der Mittelkeuper

Die Sedimente des Mittelkeupers markieren eine limnisch-fluviatil geprägte Phase des Germanischen Beckens. In Südwestdeutschland sind nur im unteren Mittelkeuper einige kurze marine Ingressionsereignisse zu verzeichnen, während ansonsten unter zunächst semiaridem Klima Salztonebenen und evaporitische Becken und später, aufgrund von zunehmenden Niederschlägen und Sedimenteintrag zuerst von den nördlichen und dann auch südöstlichen Beckenrändern, fluviatile Sandsteine sowie fluviatile und lakustrine Tonsteine und Mergel die kennzeichnenden Elemente der Mittelkeuper-Schichtfolge sind. Mehrere, teilweise einige Millionen Jahre umfassende Schichtlücken führen einerseits zu einigen auffälligen Diskordanzen, sind aber auch stellenweise durch die langfristige Kontinuität bestimmter Fazies nur schwer auszumachen (STD, 2016).

»   Schichten der Grabfeld-Formation ("Gipskeuper") des Mittelkeupers

Verbreitung

Der untere Mittelkeuper schließt sich unmittelbar an den Unterkeuper an und bildet zusammen mit diesem das Auflager der Flächen hinter der Schichtstufe des Oberen Muschelkalks im südwestdeutschen Schichtstufenland. Die insgesamt wenig widerständigen Gesteine formen eine hügelige Landschaft; nördlich und östlich von Stuttgart verbreitert sich dieser Ausstrich stark. Die Sandsteine des mittleren und oberen Mittelkeupers bilden im Anschluss an diese Gäulandschaften eine weitere Schichtstufe, das sogenannte Keuperbergland (auch Keuperwaldberge) der Süddeutschen Schichtstufenlandschaft.

»   Das Keuperbergland bei Heilbronn

Klima, Paläogeographie und Faziesentwicklung

Das aride Klima hielt weiter an. Sedimentakkumulation im Becken und die Verengung der Burgundischen Pforte als Verbindung zur Tethys sorgten bereits im Verlauf des unteren Mittelkeupers in Süddeutschland (Grabfeld-Formation, "Gipskeuper") für zwar immer noch häufige, aber kürzer andauernde Meeresingressionen. Durch die fortgesetzte Abtragung der Höhenzüge des Vindelizisch-Böhmischen Massivs scheint das Germanische Triasbecken allerdings zunehmend von episodischen Monsunniederschlägen beeinflusst worden zu sein (GEYER & GWINNER, 2011: 128). In der Folge bildete sich am Rand des Vindelizisch-Böhmischen Massivs eine terrigene Alluvialfazies aus (Benk-Formation), während weiter östlich in einem streifenförmigen Gebiet in Verlängerung der Burgundischen Pforte während mariner Ingressionsphasen Dolomite und ansonsten vor allem Anhydrit ("Gipskeuper") durch die Evaporation alluvialer Zuflüsse zur Ablagerung kamen (GEYER & GWINNER, 2011: 124). In dazwischen liegenden Verlandungsperioden breiteten sich Salztonebenen aus.

»   Paläogeografie des Germanischen Beckens zur Zeit des späten Ladiniums (Grabfeld-Formation)
(nach GEYER & GWINNER, 2011, verändert)

Schließlich erreichte im mittleren Mittelkeuper (Stuttgart-Formation, "Schilfsandstein-Schichten") über das nördliche Becken ein von Skandinavien ausgehendes Flussdelta den süddeutschen Raum und überlagerte die bisherige randmarine Fazies. Ursächlich für diese Progradation waren verstärkte Niederschläge, die Skandinavien durch allmähliche nordwärtige Drift des Kontinents nun außerhalb der trockenen tropischen Randbreiten erhielt (GEYER & GWINNER, 2011: 128). Es kam zur Ablagerung von Ton- und Schluffserien, immer wieder auch zu Sandschüttungen. Sowohl die Feinklastika als auch die Sandsteine treten als Absätze auf Überflutungsebenen, aber auch als mächtige Füllungen erosiver Rinnen auf (GEYER & GWINNER, 2011: 192 ff.).

»   Paläogeografie des Germanischen Beckens zur Zeit des mittleren Karniums (Stuttgart-Formation)
(nach GEYER & GWINNER, 2011, verändert)

Anschließend breitete sich erneut eine von Salztonebenen und ephemeren Seen geprägte Landschaft aus, in der Tone und Mergel zur Ablagerung kamen. Vereinzelte Meeresvorstöße hinterließen im südlichen Beckenbereich Dolomitsteinbänke (Steigerwald-Formation, "Untere Bunte Mergel"), die von nennenswerten Anhydritschichten begleitet sein können. Überdeckt werden diese im nordöstlichen und nordwestlichen Süddeutschland von Sandsteinen (Hassberge-Formation, "Kieselsandstein") - mit ihnen tritt erstmals im Mittelkeuper das Vindelizisch-Böhmische Massiv als Liefergebiet klastischer Schüttungen in Erscheinung (GEYER & GWINNER, 2011: 199 f.). Zeitgleich entwickelt sich im übrigen Nordwesten die Randfazies der Mainhardt-Formation ("Mittlere und Obere Bunte Mergel"), die durch Tonsteine und Dolomitbänke charakterisiert ist und in einem Wechsel von limnischen und salinaren Verhältnissen entstand (GEYER & GWINNER, 2011: 200).

Zwischen den nachfolgenden Schichten liegt eine mehrere Millionen Jahre und bis zu 350 Meter vertikale Abtragung umfassende Diskordanz, die unter anderem so genannte Altkimmerische Diskordanzfläche (BEUTLER, 2005: 90). Nach dieser flächenhaften Erosionsphase erfolgte im oberen Mittelkeuper die Schüttung mächtiger alluvialer Ablagerungen vom Vindelizisch-Böhmischen Massiv in nordwestlicher und nördlicher Richtung. Die verstärkte Abtragung des Vindelizisch-Böhmischen Massivs ist Ausdruck von zunehmenden Niederschlägen in einem semiariden Klima (GEYER & GWINNER, 2011: 129). Im heutigen Süddeutschland entstanden dabei die von Tonsteinen und rinnenförmigen Sandsteinsträngen dominierten Sedimente der Löwenstein-Formation ("Stubensandstein-Schichten"). Sie gehen ganz im Süden in eine brackische Fazies von Tonsteinen und Dolomitsteinbänken mit nur noch geringer Sandführung über.

»   Paläogeografie des Germanischen Beckens zur Zeit des Noriums (Löwenstein-Formation)
(nach GEYER & GWINNER, 2011, verändert)

Das Aussetzen dieser alluvial dominierten Fazies und eine beckenweite erosive Phase (Diskordanz D5) leiten zum Oberkeuper über (STD, 2016).

Stratigrafie

»   Formationsgliederung des Mittelkeupers in Süddeutschland, mit Beckenrandfazies (rechts). Altersangaben in Mio. Jahren
(nach STD, 2002, STD, 2016 und GEYER & GWINNER, 2011, verändert)

• Schichtfolge und Fossilien: Der Mittelkeuper: Schichtfolge und Fossilien
  • Löwenstein-Formation
  • Mainhardt-Formation
  • Steigerwald-Formation
  • Stuttgart-Formation
  • Grabfeld-Formation

Lebewelt

Der Wandel von semiaridem zu subtropischem Klima und von randmarinem zu terrestrischem Milieu macht sich auch in der Lebewelt bemerkbar: Die Fauna des unteren Mittelkeupers mit Mollusken und marinen Vertebraten - Fische und Nothosaurier - entspricht noch der des marinen und brackischen Unterkeupers, wenngleich aufgrund erhöhter Salinität deutlich artenärmer. Pflanzenreste sind äußerst selten (GEYER & GWINNER, 2011: 191).

Auch in den Schilfsandstein-Schichten der Stuttgart-Formation ähnelt die Lebewelt mit der Dominanz des Schachtelhalms Equisetites arenaceus sowie Labyrinthodontiern dem fluviatil-deltaischen Unterkeuper, jedoch treten hier auch Phytosaurier und stark weiterentwickelte Placodontier (Henodus chelyops) hinzu. Bemerkenswert ist vor allem das erstmalige Auftreten von Farnen mit Sporangienwänden, die aus nur einer Zellschicht bestehen, wie dies bei "modernen" Farnen der Fall ist (KELBER & HANSCH, 1995: 89 ff.).

Unter sabkhaartigen Bedingungen, wie sie in der Steigerwald- und der Mainhardt-Formation herrschten, hielt nur eine äußerst spärliche Fauna aus, die sich räumlich und zeitlich im Bereich der Lehrbergbänke der Steigerwald-Formation konzentriert, als zeitweilige Frischwasserzutritte in das Salztonbecken eine brackisch-limnische Fauna mit Muscheln, Schnecken und Ostrakoden sowie Fischen (Süßwasserhaie, Strahlenflosser, Lungenfische und Quastenflosser) ermöglichten (SEEGIS, 1997).

Im fluviatilen Regime des Stubensandsteins dominieren Koniferen die Flora. Fische (z. B. Semionotus bergeri), Stegocephalier und Phytosaurier gehören zu den häufigen Faunenelementen, die sandigen Ebenen zwischen den Flussläufen wurden von Rauisuchiern, Aëtosauriern und den Landschildkröten Proganochelys und Proterochersis bewohnt. Nicht nur gehören diese Landschildkröten zu den erdgeschichtlich ältesten Vertretern ihrer Gruppe, auch die ältesten Dinosaurierbelege mit Prosauropoden wie Plateosaurus und dem nahe verwandten Sellosaurus sowie Theropoden (Procompsognathus und Halticosaurus) sind bemerkenswert für diese Zeit.

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