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Institut für
Geowissenschaften
Bearbeitungsstand: 28.12.2020, V. 2
Forschungsprojekt FluviMag: Fluviatiler Transport von Magneto-Mineralen
Michael Pirrung
mit GIS-Geländemodellen von Jörn Engelhardt
Institut für Geowissenschaften, Friedrich-Schiller-Universität Jena,
Burgweg 11, D-07749 Jena, E-Mail: michael.pirrung@uni-jena.de
5.9. Trias-Landschaft – Fränkische Saale
In Mainfranken fließt die Fränkische Saale ganz überwiegend durch triassische Gesteine,
paläozoische Gesteine fehlen im Einzugsgebiet, eine stellenweise vorhandene Lößbedeckung
ist geringmächtig und nur wenige rechtsseitige Zuflüsse entwässern das tertiäre Vulkanfeld der
Rhön (HENNINGSEN, D. 1981). Lokale anthropogene Einflüsse könnten im Einzugsgebiet der
Fränkischen Saale an der magnetischen Suzeptibilität erkennbar sein, da die triassischen
Gesteine überwiegend aus Quarz, Feldspat und Calcit, diamagnetische Minerale, bestehen.
Schwerindustrie fehlt im Einzugsgebiet der Fränkischen Saale, so dass anthropogene Einflüsse
vorwiegend auf Siedlungsabfällen und landwirtschaftlicher Nutzung beruhen dürften.
5.9.1. Einzugsgebiet der Fränkischen Saale und Geologie um Bad Kissingen
5.9.2 Magnetische Suszeptibilität von Liefergesteinen
5.9.3. Magnetische Suszeptibilität von fluviatilen Gesamtgesteinsproben
5.9.4. Zitierte Literatur
5.9.1. Einzugsgebiet der Fränkischen Saale und Geologie um Bad Kissingen
Das Einzugsgebiet der Fränkischen Saale umfaßt den südlichen Teil der Rhön und Teile
Mainfrankens, siehe Abb. 5.9-1. Die Fränkische Saale entspringt bei Strom-km 140 E´ Bad
Königshofen im Grabfeld. Bei Gemünden, bei Strom-km 0, mündet die Fränkische Saale in den
Main bei dessen Strom-km 211, = Distanz zur Mündung in den Rhein bei Mainz, bis zu seiner
Quelle sind es von Gemünden noch 315.6 km. Warum die Stromkilometrierung von
Fränkischer Saale und Main jeweils bei der Mündung beginnt, beim Rhein dagegen
stromabwärts zunimmt, erschließt sich jedenfalls nicht aus Sicht der physischen Geografie. Die
Tatsache, dass entlang der Fränkischen Saale die Kilometrierung auf Schildern nur an einer
Seite mit Sicht auf den Fluß beschriftet ist, also vom Boot oder der gegenüberliegenden Seite
aus nicht sichtbar, erwies sich als hinderlich im Gelände.
Als Oberlauf der Fränkischen Saale wird in Anlehnung an
https://de.wikipedia.org/wiki/Fr%C3%A4nkische_Saale das Flußsystem stromauf der
Mündung der Streu, einige km stromauf Neustadt an der Saale nahe des Ortes Heustreu etwa
bei Strom-km 38.45, als Unterlauf das Stromsystem unterhalb von Bad Kissingen, etwa ab
Stromkm 83, bis zur Mündung in den Main bei Gemünden bezeichnet. Dabei ist die Wahl der
2
Grenze zwischen Mittel- und Unterlauf nicht durch einen bedeutenden Zufluß gekennzeichnet,
sondern durch das Passieren der linksseitigen Schichtstufe des Unteren Muschelkalks
(FREUDENBERGER, W. & UNGER, H. 1994), etwa im Bereich des Scheinberges südlich Bad
Kissingen. Sinnvoller bezogen auf die Geologie der Liefergesteine erscheint die hier
verwendete Abgrenzung vom Mittellauf zum Unterlauf der Fränkischen Saale bei der Mündung
der Aschach bei Aschach stromab Bad Bocklet etwa bei Strom-km 72.06, da in diesem
Flußabschnitt mehrere Zuflüsse aus Nordwesten basaltoides Liefermaterial aus der Rhön
eintragen und pleistozäne Terrassensedimente basaltoides Material führen (HOFMANN, U.
2005b). Folgt man dieser Unterteilung, dann ist im Bereich des Mittellaufes der Fränkischen
Saale die Hangneigung wesentlich durch den relativ verwitterungsresistenten Mittleren
Buntsandstein geprägt.
Die Mündungen der wichtigsten, bis auf die Lauer rechtsseits gelegenen, Zuflüsse in die
Fränkische Saale sind stromabwärts aufgelistet: Milz zwischen Bad Königshofen im Grabfeld
und Heustreu, Streu bei Heustreu, Brend bei Neustadt an der Saale, Lauer bei Niederlauer,
Schondra zwischen Hammelburg und Gemünden, sowie unmittelbar vor der Mündung der
Fränkischen Saale in den Main der Sinn bei Gemünden.
Paläozoische Gesteine der südlichen Bereiche des Frankenwaldes und des Thüringer Waldes
haben keinen Anteil am Einzugsgebiet, sie werden von der Werra bzw. dem Main entwässert.
Die Fränkische Saale entspringt in Gesteinen des Keupers und ist insgesamt vor allem durch
triassische Liefergesteine geprägt. Das tertiäre Vulkanfeld der Rhön entwässert nach Süden
durch die Zuflüsse Brend, Streu und Sinn. Bis auf drei Proben liegen alle übrigen bisher
verfügbaren Proben dieser Studie stromab der Mündung des Brend in die Fränkische Saale. Der
Sinn hat nur auf eine in dieser Studie genommene Proben Einfluß.
Geologische Karten, die das Einzugsgebiet der Fränkischen Saale abdecken, sind: im Maßstab
1 : 500 000 die Geologische Karte von Bayern (BAUBERGER, W., BERGER, K., DOBEN, K.,
EMMERT, U., GANSS, O., GROTTENTHALER, W., HÄUßLER, H., HAUNSCHILD, H., VON HORSTIG,
G., JERZ, H., MEYER, R., MIELKE, H., OTT, W.-D., SCHMIDT-KALER, H., SCHWARZMEIER, J.,
SCHWERD, K., STETTNER, G., STREIT, R., UNGER, H.J., WEINELT, W., HÜTTNER, R.,
WOLNICZAK, K. & MÄRTEL, A. 1981); im Maßstab 1 : 200 000 Blatt 5518 Fulda (MOTZKA-
NÖRING, R. & ZITZMANN, A. 1988), Blatt 5526 Erfurt (SEIDEL, G., KÄSTNER, H., WIEFEL, H.,
BOLSMANN, D. & UNGER, H. 1998), Blatt 6318 Frankfurt a.M.-Ost (SCHWARZMEIER, J.,
ZITZMANN, A., HERRGESELL, G., HÜTTNER, R., KOWALCZYK, G., WEINELT, W.,
HAMMERSCHMIDT, M. & RADEMACHER, C. 1985), Blatt 6326 Bamberg (FREUDENBERGER, W.
& UNGER, H. 1994). Die geologischen Karten im Maßstab 1 : 200 000 liegen bei der
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, www.bgr-bund.de, in Form von
Rasterdaten als .jpg, .tif bzw. als Vektordaten für z.B. ArcGIS kostenlos zum Herunterladen
bereit. Für Betrachtungen zur Gesteinszusammensetzung im Liefergebiet der Fränkischen Saale
ist die geologische Karte 1 : 200 000 schon sehr detailliert, nur für die Betrachtung kleinerer
Nebentäler wäre eine genauere Karte teilweise sinnvoll. Den Unterlauf der Fränkischen Saale
bildet außerdem die geologische Karte 1 : 100 000 Naturpark Spessart ab (SCHWARZMEIER, J.,
WEINELT, W., SCHNEIDER, A. & RAAB, G. 1993). Im Maßstab 1 : 25 000 sind publiziert u.a.
Blatt 5526 Bischofsheim a.d. Rhön (FRIEDLEIN, V. 2016), 5726 Bad Kissingen Nord
(HOFMANN, U. 2005a), 5727 Münnerstadt (HOFMANN, U. 2010), 5826 Bad Kissingen Süd
(HOFMANN, U. 2005b), 5827 Maßbach (SPECHT, S. 2018), 5924 Gemünden (SCHWARZMEIER,
J. 2014); 5929 Geldersheim (HEGENBERGER, W. 1969) liegt südlich von Bad Kissingen bereits
außerhalb des Einzugsgebietes der Fränkischen Saale, ebenso Blatt 5927 Schweinfurt
(SCHWARZMEIER, J., BADER, K., BERGER, K., DOBNER, A., FRANK, H., FETZER, K.D. &
SCHNEIDER, G. 1982).
3
Abb. 5.9-1: Einzugsgebiet der Fränkischen Saale mit Lage der Probenahmepunkte und der
masse-spezifischen Suszeptibilität, MS in [10-9 m3kg-1], rezenter fluviatiler Sedimente, oben
für sandige, unten für pelitische Proben; nördlich Heustreu reicht das Einzugsgebiet noch bis
Legend
MS Sande (10^-9 m^3kg^-1)
<50
50-100
100-200
200-400
<1000
Flusssedimente_Pelite$ Events
MS (10^-9 m^3kg^-1)
< 20
< 50
<100
<200
< 1000
" Orte-Fränkische_Saale2.xlsx.txt Ereignisse
! Tabelle1$ Ereignisse
Bayern_Main
Flusssedimente_Sand$ Events
Chi_lf_total_psammite
-1,939491 - 20,000000
20,000001 - 50,000000
50,000001 - 100,000000
100,000001 - 200,000000
200,000001 - 1000,000000
Bayern-Fränkische-Saale
Saale-Catchment
4
außerhalb des Kartenausschnitts. Der Bereich der zentralen Rhön liegt nordöstlich Bad
Brückenau. Er ist durch größere Höhen sowie ein annähernd radiales Entwässerungsnetz
gekennzeichnet. Rechts oben außerhalb des Kartenausschnitts liegt der südliche Thüringer
Wald, der zur Werra hin entwässert. Darstellung auf einem digitalen Geländemodell, erstellt
von JÖRN ENGELHARDT aus SRTM Daten der NASA,
http://dds.cr.usgs.gov/srtm/version2_1/SRTM3/, mit etwa 30 m Gitterweite und 6 m
Höhenauflösung. Die Fränkische Saale ist blau dargestellt, die dickere blaue Linie stellt den
Main dar; Verlauf dieser Flüsse nach http://download.geofabrik.de/ europe/germany,
ursprünglich bezogen vom Bundesamt für Kartographie und Geodäsie. Koordinaten von
Ortsmitten bestimmt mit Google Earth.
Abb. 5.9-2: Frequenz-Abhängigkeit der magnetischen Suszeptibilität rezenter fluviatiler
Sedimente in (%).
Die geologischen Meßtischblätter im Maßstab 1 : 25 000, GK25, die das Einzugsgebiet der
Fränkischen Saale abdecken, sind beim Geologischen Landesamt Bayern, www.gla-bayern.de,
inzwischen integriert in das Bayerische Landesamt für Umwelt, ebenfalls online verfügbar,
siehe unter https://www.lfu.bayern.de/geologie/geo_karten_schriften/gk25/index.htm. Nur als
historische geologische Karten mit z.T. abweichendem Blattschnitt sind – Stand August 2020
– online verfügbar: Blatt 9+10 Motten+Wildflecken von 1910, 13 Mellrichstadt von 1909, 14
Hendungen von 1912, 22 Brückenau von 1910, 23 Geroda von 1911, 24 Stangenroth von 1930,
26 Bad Neustadt an der Saale von 1933, 39 Schönderling von 1912, 40 Aschach von 1930, 64
Gräfendorf von 1913, 65 Hammelburg N von 1912, 66 Euerdorf von 1910, 91 Hammelburg S
Legend
" Orte-Fränkische_Saale2.xlsx.txt Ereignisse
Frequenz-Abh. MS (%)
<1
1-2
2-3
3-4
>4
Flusssedimente_Pelite$ Events
MS (10^-9 m^3kg^-1)
< 20
< 50
<100
<200
< 1000
! Tabelle1$ Ereignisse
Bayern_Main
Flusssedimente_Sand$ Events
Chi_lf_total_psammite
-1,939491 - 20,000000
20,000001 - 50,000000
50,000001 - 100,000000
100,000001 - 200,000000
200,000001 - 1000,000000
Bayern-Fränkische-Saale
Saale-Catchment
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von 1931, 6936 bzw. neu 5527 Ostheim von 1910. Da einige andere geologische Landesämter
meist nur kleine Ausschnitte geologischer Karten im Maßstab 1 : 25 000 online zur Verfügung
stellen, ist die bayerische Initiative – neben der freien Verfügbarkeit in Thüringen – hier
ausdrücklich zu loben!
Zur Geologie Bayerns finden sich kurze Erläuterungen bei (BAUBERGER, W., BERGER, K.,
DOBEN, K., EMMERT, U., GANSS, O., GROTTENTHALER, W., HÄUßLER, H., HAUNSCHILD, H., VON
HORSTIG, G., JERZ, H., MEYER, R., MIELKE, H., OTT, W.-D., SCHMIDT-KALER, H.,
SCHWARZMEIER, J., SCHWERD, K., STETTNER, G., STREIT, R., UNGER, H.J., WEINELT, W.,
HÜTTNER, R., WOLNICZAK, K. & MÄRTEL, A. 1981), für den nordöstlich des Einzugsgebietes
gelegenen Frankenwald gibt (WURM, A. 1961) einen ausführlichen Überblick, zu Mainfranken
siehe (RUTTE, E. 1957) und (RUTTE, E. & WILCZEWSKI, N. 1983). Zum Abbau der Basalte der
Rhön gibt (NÜDLING, H.D. 2006) eine detaillierte Übersicht. Zu Lagerungsverhältnissen und
zur Schichtenfolge der Trias und ausgewählten Aufschlüssen in Franken siehe (RICHTER, A.E.
1985). Im südöstlich Bad Kissingen gelegenen Meßtischblatt 5927 Schweinfurt
(SCHWARZMEIER, J., BADER, K., BERGER, K., DOBNER, A., FRANK, H., FETZER, K.D. &
SCHNEIDER, G. 1982) liegt die triassische Schichtenfolge in etwas ungestörterer Lagerung vor
als auf Blatt Bad Kissingen N+S (HOFMANN, U. 2005a), (HOFMANN, U. 2005b), in dem mehrere
NW-SE-streichende Störungen durch das Stadtgebiet von Bad Kissingen verlaufen.
Die vorherrschende Lithologie im Einzugsgebiet der Fränkischen Saale ist im Folgenden nach
der Geologischen Übersichtskarte 1 : 200 000 aufgeführt, Zitate siehe oben, in der
stratigraphischen Abfolge von alt nach jung. Die hier verwendeten Abkürzungen sind der
genannten Übersichtskarte entlehnt, teilweise ergänzt um Abkürzungen der GK25. Bei der
Lithologie ergänzt sind einige Beschreibungen nach (RUTTE, E. 1957), (RUTTE, E. &
WILCZEWSKI, N. 1983) sowie eigene Beobachtungen. Geländeimpressionen finden sich in Tab.
5.9-1:
• Buntsandstein, Unterer, su - Sandstein mit Silt- und Tonstein-Lagen; Verbreitung nur
im Unterlauf des Zuflusses Sinn u.a. am Einmalberg etwa 1.8 km nordwestlich
Gemünden, sowie im letzten km des Unterlaufes der Fränkischen Saale an der Höhe
297, 800 m nordöstlich Gemünden, und im tiefgelegenen Teil der Altstadt von
Gemünden (SCHWARZMEIER, J. 2014).
• Buntsandstein, Mittlerer, sm – Sandstein mit Silt- und Tonstein-Lagen; insbesondere
verkieselte Schichten wie der Felssandstein der Hardegsen-Folge bilden stärker
geneigte Geländeabschnitte, während der hangende Chirotherien-Sandstein der Solling-
Folge kaum aufgeschlossen ist. Bei den nur selten Geröll-führenden Sandsteinen
handelt es sich meist um rotbraune Fein- bis Mittelsandsteine mit teilweise
Quarzzement. Bei Bad Bocklet bestehen die Hänge beidseits der Fränkischen Saale
vollständig aus sm.
• Buntsandstein, Oberer, so – Sand-, Silt-, Tonstein, quarzit. Sandstein; im Gegensatz zur
Thüringer Senke (SEIDEL, G. 1992) meist Feinsandsteine, kaum Karbonat- oder Gips-
führend und immer rötlich gefärbt, Aufschlüsse sind selten; viele Unterhänge der
Fränkischen Saale stromab der Mündung der Streu bei Heustreu bestehen aus so.
• Muschelkalk, Unterer, mu – vorherrschend Kalkstein-Mergelstein-Wechsellagerung
mit welligen Schichtflächen = Wellenkalk, darin mehrere Kalksteinbänke; einzelne
verwitterungsresistente Horizonte wie die Terebratel- und Schaumkalkbänke sind den
entsprechenden Schichten um Jena sehr ähnlich und wurden wie dort häufig in kleinen,
dem Schichtausbiss folgenden, Steinbrüchen gewonnen, u.a. für den Burgenbau,
größere bereits teilweise verfüllte Steinbrüche finden sich südöstlich des Wittelsbacher
6
Turms südlich von Bad Kissingen und nördlich Hammelburg. Dagegen ist die Zone der
Oolithbänke morphologisch nicht besonders auffällig steil.
• Muschelkalk, Mittlerer, mm – Mergelstein, Kalkstein, Dolomitstein, Gips; kaum
Aufschlüsse.
• Muschelkalk, Oberer, mo – Kalkstein, selten mit Trochiten von Crinoiden, gelegentlich
reich an Schalen von Bivalven, Mergelstein, Tonstein; kaum Aufschlüsse.
• Keuper, Unterer, ku – Ton- bis Siltstein, Kalkstein, Sandstein; flächig verbreitet am
Oberlauf um Bad Königshofen im Grabfeld, kaum Aufschlüsse, meist
landwirtschaftlich genutzt.
• Keuper, Mittlerer, km – Ton- bis Siltstein, Kalkstein, Sandstein, Mergelstein mit Gips;
Verbreitung und Aufschlüsse ähnlich wie ku.
• Tertiär, Eozän bis Miozän mit Schwerpunkt auf letzterem, eoB-miB – Vulkanite der
Heldburger Gangschar, als NNE-streichende Gänge, und der Rhön, hier meist
deckenförmige Vorkommen, beides überwiegend basische Gesteine wie Basalt,
Olivinnephelinit, Nephelinbasanit, darüberhinaus auch Phonolith bei Heldburg und
Tephrit in der Rhön; im Oberlauf der Fränkischen Saale befindet sich nur ein Gang der
Heldburger Gangschar bei Trappstadt; ein vom Zaun aus sichtbares Geotop ist der
aufgegebene Steinbruch auf dem Sodenberg bei Morlesau, links der Fränkischen Saale
gelegen, eines der am weitesten südlich gelegenen Eruptionszentren der Rhön. Nach
(ZIRKEL, F. 1894) handelt es sich hierbei um Melilithbasalt, noch weiter südwestlich
liegen zwei miozäne Vorkommen von Alkalibasalt, Olivin-Nephelinit, am Reußenberg
auf Blatt Gemünden (SCHWARZMEIER, J. 2014). Die höchste Erhebung der Rhön ist die
Wasserkuppe, die von den Höhen südlich der Fränkischen Saale zwischen Bad
Kissingen und Morlesau sichtbar ist.
• Pliozäne Flußsande und –kiese, pl, finden sich nur lokal südlich der Fränkischen Saale;
zur Entwicklung des pliozänen Mains siehe (EBERLE, J., EITEL, B., BLÜMEL, W.D. &
WITTMANN, P. 2010).
• Quartär – Terrassenablagerungen, qpf, sowie Fließerden, Hanglehm mit Lößanteil,
Hangschutt, Löß, qpLo, und lehmige Auesedimente, qhf; im Bereich der Unterhänge
des Tales der Fränkischen Saale südlich von Bad Kissingen finden sich ausgedehnte
Bereiche mit einer Bedeckung von mehrere m3-großen Blöcken des Felssandsteins der
Hardegsen-Folge des sm (HOFMANN, U. 2005b), von der Bahnstrecke Bad Kissingen-
Euerdorf aus sichtbar.
Der Untersuchungsbereich dieser Studie liegt im nördlichen Bereich der Süddeutschen
Großscholle (RUTTE, E. 1957). Bedingt durch das generelle ostgerichtete Schichteinfallen treten
die jüngsten Gesteine, die des km, im Ostnordosten bei Bad Königshofen im Grabfeld auf, die
ältesten Gesteine im Südsüdwesten mit dem su unmittelbar nördlich von Gemünden.
Flachwellige Sattel- und Muldenstrukturen verlaufen nach (RUTTE, E. 1957), S. 128-129, in
SW-NE-Richtung oder annähernd parallel zu begleitenden Störungen in der NW-SE-Richtung,
wie der Kissingen-Haßfurter Sattel, dessen Kern aus Gesteinen des sm bis mo besteht, intern
und randlich durch Verwerfungen der Kissingen-Haßfurter Störungszone mit mehreren 10er
Metern Versatz „gestückelt“, gegenüber umgebenden jüngeren Gesteinen, z.B. des ku. Auf
diesen Störungen liegen die stark mineralisierten Quellen von Bad Kissingen und Bad Bocklet,
ähnliches gilt für Bad Neustadt, wo unmittelbar unter der Komplimentbrücke Fällungen von
Eisenhydroxiden am Mühlgraben neben der Fränkischen Saale zu sehen sind. Auf den Aufstieg
von gelösten Zechstein-Salzen an diesen Störungen weisen Ortsnamen wie „Salz“, mit seiner
Ganerbenburg bei Bad Neustadt, und die z.T. hohen Sulfatgehalte der Quellen hin.
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Zur Landschaftsentwicklung im Süden Deutschlands geben (EBERLE, J., EITEL, B., BLÜMEL,
W.D. & WITTMANN, P. 2010) einen anschaulichen Überblick, die morphologische Bedeutung
einzelner Schichten beschreibt z.B. (HOFMANN, U. 2005b). Der auffälligste Gegensatz in den
Landschaftsformen um den Mittellauf der Fränkischen Saale ist der Steilhang des Unteren
Muschelkalks gegenüber den flachen Unterhängen des Oberen Buntsandsteins auf der linken
Talflanke der Fränkischen Saale zwischen Bad Kissingen und Trimberg, der um Hammelburg
auch auf der rechten Talflanke auftritt, siehe auch Tab. 5.9-1. Diese Schichtstufe verläuft wie
auch die generelle Fließrichtung der Fränkischen Saale in WSW-Richtung, sie ist in Abb. 5.9-
1 erkennbar an der Farbgebung der Höhenstufen.
Die auf Erhebungen gelegenen mittelalterlichen Burgen bzw. Burgruinen Salzburg bei Bad
Neustadt an der Saale, Botenlaube oder Bodenlaube bei Bad Kissingen - Ortsteil Reiterswiesen
-, Trimburg bei Elfershausen-Trimberg zwischen Bad Kissingen und Hammelburg, sowie
Saaleck bei Hammelburg liegen auf Karbonatgesteinen des Unteren Muschelkalks. Dieses
Material wurde für das Mauerwerk verwendet, häufig finden sich Blöcke der Terebratel- und
der Schaumkalk-Bänke in den Außenwänden. In Münnerstadt, wo Gesteine des Muschelkalks
bis nahe zum Talboden verbreitet sind, besteht die Stadtmauer aus Kalksteinen des
Muschelkalks. Im Gegensatz dazu liegen die Scherenburg in Gemünden und die Eyringsburg
südlich von Bad Kissingen auf Sandsteinen des Mittleren Buntsandsteins. Deren Mauern und
auch die Kurtinen und Türme der in den Tälern gelegenen Stadtbefestigungen von Bad Neustadt
an der Saale, Bad Kissingen, Hammelburg und Gemünden bestehen außen meist aus
Sandsteinen des Mittleren Buntsandsteins, entweder als Quader- oder als Bruchsteine.
Nicht immer ist der Zusammenhang von Geologie und Morphologie deutlich. So verlaufen die
sanften Hänge zwischen den Bad Kissinger Ortsteilen Winkels, Reiterswiesen und Arnshausen
sehr gleichmäßig, obwohl verschiedenartige Gesteine des Unteren Keupers bis Mittleren
Buntsandsteins dort Störungs- und Schichtneigungs-bedingt nebeneinander vorkommen. Dies
deutet darauf hin, dass neben pleistozänen Lößaufwehungen auch Solifluktionsdecken weiter
verbreitet sind, was während der quartären Eiszeiten zu Reliefausgleich geführt hat. Tertiäre
Verwitterung auf Hochflächen kann lokal zusätzlich eine gewisse Rolle gespielt haben für die
Entfestigung und Vertonung der heute oberflächennahen Gesteine, jedoch konnten bei den
zeitlich begrenzten Geländearbeiten im Rahmen dieser Studie keine Hinweise darauf gefunden
werden.
Tabelle 5.9-1: Fotos der Geländekampagne 13.03. bis 1.04.2019, aufgeführt in der Reihenfolge
abnehmenden Alters der Ablagerungen. Proben, die in unmittelbarer Nähe zum
Aufnahmestandort entnommen wurden, sind in [] aufgeführt. Mit GK25 ist in dieser Tabelle
die Erläuterung zu (HOFMANN, U. 2005b) gemeint.
8
Die smVS-HW, Mittlerer Buntsandstein, Voll-
priehausen Geröllsandstein und Hardegsen
Wechselfolge, besteht aus bis über einen Meter
mächtigen rötlichen, undeutlich schräg-
geschichteten Mittelsandstein-Bänken, die
durch Bankfugen aus mürbem Feinsandstein
getrennt werden. Hier ist durch die Erosion der
Fränkischen Saale eine Verkippung der noch
annähernd im Verbund liegenden Bank erfolgt,
es handelt sich um ein ehemaliges Steilufer des
Flusses. Talwärts schließen sich die rezente
Aue und hangwärts eine Verebnungsfläche,
vermutlich einer pleistozänen Terrasse, an.
Linker Talhang der Fränkischen Saale, am
Radweg zwischen Eyringsburg und Euerdorf.
Auf frisch erzeugten Bruchflächen des
mittelsandigen Grobsandsteins, smVS-HW, ist
die Schichtung durch Farb- und Korn-
größenunterschiede sichtbar. Die glitzernden
Partikel sind Kristallflächen von Hell-
glimmern. Helle Bereiche sind vermutlich
durch Huminsäuren gebleichte, ehemals
rötliche, Bereiche mit etwas erhöhter
Permeabilität. Quarz ist als Zement um die
Körner gewachsen und führt zu etwas höherer
Verwitterungsresistenz des Gesteins.
Lokation wie voriger Aufschluß.
[FM_23.03.2019-6]
Unter heutigen klimatischen Bedingungen
kaum vorstellbar: mehrere Meter Kantenlänge
umfassende Blöcke aus Mittel- bis
Grobsandstein, smVS-HW, mit feinsandig-
siltigen Zwischenlagen sind verkippt und
verdriftet. Dies ist nur durch Solifluktion
während des letzten Glazials erklärbar. Auf der
GK25 wird dieses Vorkommen als
Blockschutt-Überstreuung dargestellt.
Linker Hang der Fränkischen Saale zwischen
Eyringsburg und Euerdorf, Westhang des
Stupfelberges. Im Hintergrund ein Triebwagen
der Franken-Thüringen Bahn, mit der viele
Bereiche entlang der Mittleren Fränkischen
Saale gut erreichbar sind.
9
Die Ablagerungen des Felssandsteins der
Hardegsen Formation, smHF, bestehen hier
aus einem im Abstand von wenigen dm
gebankten Sandstein mit Silt-/Tonstein-
Zwischenlagen, die die Herstellung von
Blöcken z.B. für den Hausbau erleichtert
haben. Das geringe Einfallen nach SE wird
durch die Nähe zu einer NW-SE-streichenden
Störung bedingt.
Böschung an der Pumpstation zwischen
Reiterswiesen und Arnshausen, ehemaliger
Steinbruch erwähnt in der Erl. GK25; nicht
ohne Genehmigung der Stadtwerke Bad
Kissingen betretbar und hier nicht näher
untersucht.
Im Hintergrund markiert eine markante
Steilstufe den Ausstrich des mu, Unterer
Muschelkalk, südlich des Verlaufs der unteren
Fränkischen Saale. Bewaldet: mu,
Ackerflächen: so, Oberer Buntsandstein. Im
Vordergrund Ackerflächen auf so2.
Südlich Bad Kissingen, Blick nach SW vom
SE-Hang des Finsterberges am Weg von
Reiterswiesen nach Arnshausen, letzt-
genannter Ort liegt im Mittelgrund. Die
einzelne Spitze in Bildmitte ist der
Wittelsbacher Turm auf Höhe 397.6.
Die rote Färbung der Mergelsteine zeigt an,
dass hier, etwa 8 m unter der Basis des mu1,
noch die Röttonsteine des so4T vorliegen,
während unmittelbar im Hangenden graue
sandige Mergelsteine der Myophorien-
schichten folgen sollten, die an diesem Weg
aber nicht aufgeschlossen waren. Etwa 10 m
hangabwärts sind die Mergelsteine durch
Frost-Tauwechsel völlig entfestigt und liegen
als polyedrisch zerfallender Mergel vor.
NW-Abhang des Finsterberges W´ Bad
Kissingen-Reiterswiesen. [FM_16.03.2019-4]
10
1-7 m über der Basis des mu1 zeigen die
Wellenkalke meist eine undeutliche Bankung,
nur eine 10 cm mächtige Bank ist im
Aufschluß durchlaufend, außerdem finden sich
zwei größere kantengerundete Klasten in
Bildmitte, die auf synsedimentäre
Rutschbewegungen hindeuten. Das flache
Einfallen nach SW ist der Nähe zu einem
Störungsast der Kissingen-Hassfurter
Störungszone geschuldet.
NW-Hang des Finsterberges bei
Reiterswiesen. [FM_16.03.2019-5]
Die lokale wellenförmige Deformation der
plattigen Kalkstein-Mergelstein-Wechselfolge
des mu1, hier ca. 4 m unter der Oolithbank ,
liegt in Verlängerung eines Astes der
Kissingen-Hassfurter Störungszone, siehe
GK25.
Halsgraben zwischen ehemaligem Vortor und
Bering der Burgruine Botenlaube bei
Reiterswiesen. [FM_16.03.2019-2]
Diese nahezu senkrecht stehende Störung mit
SW-NE-Streichen zeigt einen Versatzbetrag
von mindestens mehreren dm, da die links
erkennbare kompakte Bank abrupt an der
Störungsfläche endet. Stratigraphisch dürfte
der Aufschluß etwa 35 m über der mu1 Basis
liegen. Die Gesteine entlang der
Störungsfläche sind teilweise stärker
aufgelockert, was für eine Entstehung bei
geringer Überdeckung spricht. Es dürfte auch
eine horizontale Bewegungskomponente
vorhanden gewesen sein.
Ehemaliger Steinbruch 240 m ESE´ der
Trimburg, aus dem vermutlich Material für den
Bau der Burg entnommen worden ist.
11
Die etwa 65 cm mächtige obere Tere-
bratelbank, mu3T2, fällt durch ihre Bankung
im dm-Abstand gegenüber dem hangenden
Wellenkalk mit Schichtflächenabständen im
Bereich mehrere mm bis wenige cm auf. Die
Härte resultiert aus der Füllung ehemaliger
Poren zwischen Schalen von Brachiopoden
und Muscheln durch sparitischen Zement, der
mit bloßem Auge sichtbar ist. An mehreren
Lokationen lassen sich Abbaue der unteren
und oberen Terebratelbank als Werkstein für
Burg-, Haus- und Kirchbau finden.
SW-Hang der Höhe 359 E´ der Trimburg.
[FM_23.03.2019-1]
Auch die, etwa 60 cm mächtige, untere
Schaumkalkbank, mu3s1, fällt durch ihre
Bankung im dm-Abstand gegenüber den
hangenden eben geschichteten Kalksteinen mit
Schichtflächenabständen im Bereich mehrere
mm bis wenige cm auf. Die Härte der Bank ist
bei dem vorherrschenden schwach sparitischen
Mikrit erstaunlich.
Naturschutzgebiet Gansberg E´ Sodenberg bei
Morlesau. [FM_31.03.2019-1, aus
herausgefallenem Block]
Der mo2 geht nach der GK25 wenige Meter
westlich des Bildausschnittes ohne
erkennbaren morphologischen Kontrast in
einen gleichermaßen steinigen Acker mit mo3
über. Hellgraue Kalksteine sind
mikrosparitisch mit Sparitanteil, selten sind 2
mm große Calcit-Kristalle zu beobachten, das
Gestein ist recht hart. Dass ein Beackern hier
lohnen soll ist bei rund 50 Flächenprozent
Klasten an der Oberfläche schwer
nachvollziehbar.
Ackerfläche NE´ Reiterswiesen, E´ Burgruine
Botenlaube. [FM_28.03.2019-2]
12
Kalkstein und Dolomit des Mittleren
Muschelkalks, mm, sind gelegentlich als
Lesestein auf Äckern zu finden. Die
Zellenkalksteinbank, mm1z, hat beige, bis 5
mm große Calcitkristalle und drusige Poren bis
5 mm Durchmesser, insgesamt ist das Gestein
sekundär porös.
An der Kapelle SE´ Reiterswiesen, laut GK25
handelt es sich um den Bereich der
Hornsteinkalksteinbank des mm3, was hier
eine Schichtunterdrückung erfordern würde.
[FM_24.03.2019-4]
Der ku, Unterer Keuper, läßt sich um Bad
Kissingen kaum in Aufschlüssen finden. Zu
sehen sind hier am Rand eines Ackers, etwa 5
m über der Basis des ku, beige biotit-führende
Siltsteine und Fein- bis Mittelsandsteine,
letzter absandend, sowie nicht im Bild sichtbar
bräunlicher Dolomitit mit Calcit-Adern,
Schichtung etwa 1 cm mächtig.
Ackerfläche in Bebauungslücke SE-Rand
Reiterswiesen. [FM_24.03.2019-1]
Im Tal der unteren Fränkischen Saale stromab
Hammelburg bilden Gesteine des mu auf
beiden Talflanken steile, meist bewaldete
Hänge, darunter schließen flache, meist
landwirtschaftlich genutzte, Hänge auf so an.
Die Verebnung links der Bildmitte ist auf der
Zone der Schaumkalkbänke des mu3 und auf
mm ausgebildet. Der flache buckelförmige
Berg links davon besteht im unteren flachen
Wiesen-bedeckten Abschnitt aus mm und
darüber unter Waldbestand aus Oberem
Muschelkalk, mo, verdeckt dahinter liegt die
Kuppe des Sodenberges mit Basaltoid.
Blick vom Bergfried der Burg Saaleck nach W,
links Höhe 481 E´ des Sodenbergs.
13
Im Zusammenhang mit dem tertiären
Vulkanismus der Rhön erfolgte hier ein lokaler
Aufstieg basaltoiden Materials. Ausgedehnter
Blockschutt zeigt die geringe Verwitterungs-
resistenz des hier früher geförderten Materials.
Nähere Informationen zum Gestein und Abbau
werden vor Ort leider nicht vermittelt,
zumindest nicht auf dem hier begangenen
Weg. Dagegen sind biologische Aspekte auf
Schautafeln dargestellt. Daten zum
Vorkommen finden sich bei Wikipedia.
Nicht zur Betretung freigegebenes Geotop am
Sodenberg, Blick vom stehengebliebenden
„Damm“ nach S. [FM_31.03.2019-3, oberhalb
des Bildausschnittes nahe der Kapelle]
Rezente Hochflutablagerungen zeigen auf-
grund des ursprünglich hohen Porenwasser-
anteils, bedingt durch Wasser-Anlagerung an
Tonminerale und Huminstoffe, nach
Trocknung Schrumpfrisse und Zerfall zu
scherbigen Klasten. Bei nachfolgenden
Hochwässern werden diese Scherben als
Klasten rasch abgerollt und bilden in Sanden
sogenannte ´mud balls´. Deren Beobachtung
ermöglicht es fluviale von äolischen Sanden zu
unterscheiden. Hier liegen sie unmittelbar auf
zum Erosionsschutz verlegten Blöcken.
Unter Straßenbrücke über die Fränkische Saale
zwischen Elfershausen-Markt und Trimberg,
das Hochwasser vom 16.03. lag zu diesem
Zeitpunkt eine Woche zurück.
Die anthropogene Beeinflussung fluviatiler
Sedimente wird an dieser Lokation besonders
durch orangerote Ziegelbruchstücke sichtbar.
Die helle Farbe der Mehrzahl der übrigen
Klasten rührt von der Herkunft aus
Kalksteinen des mu1-3 her, bei einigen rötlich-
bräunlichen Klasten handelt es sich um
Feinsandsteine aus dem so3-4. Fadenalgen
zeigen eine gewisse Eutrophierung an. Aus
karbonatischem Detritus und Quarzkörnern
agglutinierte Köcher von Köcherfliegenlarven
belegen dagegen ein relativ gering mit
Nährstoffen belastetes Gewässer.
Zwischen Sulzthal und Euerdorf.
[FM_Sulzbach bei_Bad Kissingen2019-1]
14
Austritte von mineralisierten, höher
temperierten, Wässern, die an Störungszonen
aufsteigen, sind an rostroter Farbe durch
Fällung von Fe-Hydroxiden zu erkennen.
Diese Wässer sind, heute meist durch
Bohrungen erschlossen, die Grundlage des
Bäderbetriebes in Bad Kissingen, Bad Bocklet
und Bad Neustadt an der Saale. Früher wurde
lokal Salz durch Aufkonzentration in Salinen
als Lebensmittel-Zusatz gewonnen.
Komplimentbrücke mit Fe-Verockerung auf
dem linken Saaleufer, zwischen der mittel-
alterlich geprägten Stadt Bad Neustadt an der
Saale und dem Ort Salz mit der Salzburg.
[FM_Fränkische_Saale2019-14]
Als Werksteine eignen sich vor allem Quarz-
zementierte Sandsteine und kristalline
Kalksteine. Hier sieht man ein Beispiel für die
Terebratelbank des Unteren Muschelkalks.
Buckelquader wurden im Mittelalter im
deutschsprachigen Raum aus ästhetischen
Gründen oder/und zur Minderung der
Zerstörungswirkung von Geschossen
verwendet.
Außenwand des Bergfrieds der Burg
Botenlaube. Erkennbar an unterschiedlicher
Porosität, besonders auf dem stärker der
Witterung ausgesetzten Buckel, ist die
Schichtung, gelborange Flecken zeigen
postsedimentäre Dolomitisierung an.
Bei der Melioration wurde versucht, auf
sandige Böden des ku Kalkstein- und auf
kalksteinreiche Böden des mu Tonmaterial
aufzubringen, um den Ertrag der Böden zu
steigern. Letzteres führt hier zu einer
flächenhaften Rotfärbung, nur einige helle
Abschnitte zeigen das Aufpflügen von
anstehenden Kalksteinen an. Ohne Kenntnis
dieser Maßnahme hätte man die Farbe auch als
Hinweis auf Terramaterial einer intensiven
Kalksteinverwitterung interpretieren können.
Der Waldstreifen im Hintergrund markiert den
Ausbiß des mo, die Wiesen davor liegen auf
mm.
E´ Reiterswiesen, Blick nach NE.
Aus der Zone der Terebratelbänke wurde zwischen Trimburg und Euerdorf-Markt am
Nordhang des Hesselberges aus einer Wegböschung eine herausgewitterte fossile Brachiopode
in Schalenerhaltung geborgen. Ein anhaftender Kalksteinrest wurde wegpräpariert, siehe Abb.
5.9-2. Die stratigraphische Einordnung erfolgte nach (REIS, O.M. & SCHUSTER, M. 1912). Der
Vergleich zu Terebratula vulgaris, heute Coenothyris vulgaris, siehe Zweit- und Drittregister
in (FRAAS, E. 1910/1981), Leitform im gesamten Unteren Muschelkalk, und Terebratula var.
cycloides, heute Coenothyris cycloides, Cycloides Bank des Oberen Muschelkalks, und
Vergleiche mit im Internet verfügbaren Abbildungen beider Arten, z.B. http://www.trias-
verein.de/fossilien/oberer_muschelkalk/brachiopoden.php einschließlich der Größenangaben,
ergab, dass es sich vermutlich um eine Form von C. vulgaris handelt, dafür spricht die Größe
15
und die relativ kreisförmige Gestalt der oberen Schale, bei C. cycloides meist etwas stärker
oval, und die Breite der radialen Furche der oberen Klappe zwischen Schloss und
gegenüberliegendem Schalenrand. Es gibt aber auch abweichende Gehäusemerkmale. So ist
der Rand zwischen dorsaler Arm- und ventraler Stielklappe in der Seitenansicht recht
geradlinig, am Schalenvorderrand ist er ganz leicht uniplicat durch den schwach
hervorgewölbtem Sattel, siehe (Richter, 1999 #2248), S. 289. Nach (REIN, S. & OCKERT, W.
2000) kann die Gehäuseform ein Hinweis auf den Einfluß besonderer Lebensbedingungen sein
und es könnte sich bei beiden Formen um die selbe Art C. vulgaris handeln.
Abb. 5.9-3: a Terebratula vulgaris, Lateral-, und b Dorsalansicht, aus (FRAAS, E. 1910), Taf.
32, Nr. 21 und 21 a; c Terebratula vulgaris var. cycloides, Dorsalansicht, aus (FRAAS, E. 1910),
Taf. 32, Nr. 22; d-g das Exemplar vom NE-Hang des Hesselberges aus der Zone der
Terebratelbänke des mu3, 22x20x13 mm, alle Abbildungen auf gleiche Größe skaliert.
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5.9.2 Magnetische Suszeptibilität von Liefergesteinen
2019 wurden in dieser Studie an 29 Lokationen Proben von Liefergesteinen im Einzugsgebiet
der Fränkischen Saale genommen, dabei umfasst das Material einer Lokation in der Regel 3-5
Handstücke einer Kantenlänge von maximal 2 cm. Stratigraphisch umfaßt das Material den
Mittleren Buntsandstein bis Unteren Keuper sowie einen tertiären Basaltoid. Bis auf letztere
Probe wurde für die einzelnen Lokationen über die topographische und geologische Karte der
Vertikalabstand zu einer nahegelegenen geologischen Grenze geschätzt und für die Probe eine
Höhe über der Buntsandstein-Basis angegeben. Für die Mächtigkeiten triassischer Formationen
16
wurden Angaben in (HOFMANN, U. 2005a), (HOFMANN, U. 2005b), für den Keuper ergänzt um
Informationen aus (HOFMANN, U. 2010), herangezogen.
Beprobt wurden im Mittleren Buntsandstein: smVS-HW = Volpriehausen Folge,
Geröllsandstein, bis Hardegsen Folge, Wechsellagerung; smHF = Hardegsen Folge
Felssandstein; smS = Solling Folge; im Oberen Buntsandstein: so2Ps = Plattensandstein; so3T
= untere Röttonsteine; so4T = obere Röttonsteine; im Unteren Muschelkalk: mu1-3 mit
Wellenkalk sowie oberer Terebratelbank und unterer Schaumkalkbank; im Mittleren
Muschelkalk nur der mm1z = Zellenkalkstein; im Oberen Muschelkalk mo1-3 Oberer
Muschelkalk 1-3; im Unteren Keuper nur ku1 = Untere Tonstein-Gelbkalkschichten; sowie
miB = miozäner Basalt. Die stratigraphische Zuordnung erfolgte nach den geologischen Karten
1:25 000, GK25, Blätter Bad Kissingen Nord (HOFMANN, U. 2005a), Bad Kissingen Süd
(HOFMANN, U. 2005b), Bad Neustadt (SCHUSTER, M. 1933), Hammelburg Nord (SCHUSTER, M.
1912).
Tab. 5.9-2: Mittelwerte und – in kursiv – Mediane der masse-spezifischen magnetischen
Suszeptibilität, MS, von Liefergesteinen, sortiert nach der geologischen Formation im Gebiet
der Fränkischen Saale aus Proben dieser Studie, verglichen mit Werten aus der Thüringer
Mulde. Abkürzungen: qhf Holozän, ganz überwiegend rezent, fluviatil; qpf Pleistozän, fluviatil;
qpLo Pleistozän, Löß und Lößlehm; miB miozäner Basalt; km-u Keuper, Mittlerer bis Unterer;
mo-u Muschelkalk, Oberer bis Unterer; so-m Buntsandstein, Oberer bis Mittlerer. In [] Angabe
der Probenanzahl. *: diese Studie, **weitere FluviMag-Untersuchungen.
Strati-
graphie
MS [10-9 m3kg-1]
im Einzugsgebiet
Fränkische
Saale*
Gebiet* MS [10-9 m3kg-1] in
der Thüringer
Mulde**
**Referenz
qhf 301/264 [38] Fränk. Saale und
Zuflüsse
423 [135] nur
Thür. Saale
(PIRRUNG, M. 2013) und
neuere Messungen
qpLo 128 [2] dito
qpf 151 [2] dito
miB 4782 [1] Sodenberg
km 592 [13] (PIRRUNG, M., HÄNDEL,
M., MERTEN, D.,
ENGELHARDT, J., PUDLO,
D., TOTSCHE, K. &
VOIGT, T. 2015)
ku 69 [2] Reiterswiesen 183 [10] dito
mo 18 / 15 [4] Reiterswiesen 39 [2] dito
mm 23 [1] Reiterswiesen 10 [1] (PIRRUNG, M. 2013) und
neuere Messungen mu 25 / 23 [11] Bad Neustadt bis
Trimburg
8 [45] dito
so 70 / 54 [6] Reiterswiesen,
Arnshausen
36 [26] dito
sm 12 / 13 [4] Bad Bocklet,
Reiterswiesen
23 [47] dito
su 19 [28] dito Trias
insgesamt
35 / 23 [28] Mainfranken 17 / 5 [158] dito
Die in Tab. 5.9-2 gezeigten Werte der MS für Liefergesteine im Einzugsgebiet der Fränkischen
Saale wurde solchen aus dem Einzugsgebiet der Thüringischen Saale gegenübergestellt, um die
Werte vergleichen bzw. wenig beprobte Formationen auch um weitere Werte ergänzen zu
17
können. Der höchste Wert, der an einem Liefergestein in Mainfranken gemessen wurde, liegt
bei 4782 [10-9 m3kg-1] für den miozänen Basaltoid vom Sodenberg westlich Hammelburg. Das
triassische Gestein mit dem höchsten gemessenen MS Wert von 161 [10-9 m3kg-1] ist ein
braunroter Mergelstein der Oberen Röttonsteine, so4T. Insgesamt deutlich höhere Werte der
MS rezenter fluviatiler Ablagerungen der Thüringischen Saale gegenüber denen der
Fränkischen Saale reflektieren für erstere vor allem den Einfluß paläozoischer Magnetit-reicher
Tonsteine, untergeordnet auch Quarzite, des Thüringisch-Fränkisch-Vogtländischen
Schiefergebirges, insbesondere des Ordoviums (FALK, F. & WIEFEL, H. 1995) und Silurs
(SCHLEGEL, G. 1995), aktualisiert in (SEIDEL, G. 2003); im Einzugsgebiet der Fränkischen Saale
kommen diese nicht vor. Die triassischen Gesteine im Einzugsgebiet der Fränkischen Saale
zeigen etwas höhere Werte der MS verglichen mit denen im Einzugsgebiet der mittleren und
unteren Thüringischen Saale. Dabei fällt die etwa doppelt so hohe MS der Siltsteine des Oberen
Buntsandsteins, der Karbonate des Unteren Muschelkalks und der Mergel des Oberen
Muschelkalks in Mainfranken verglichen mit Gesteinen in der Thüringer Mulde auf, wobei die
Anzahl der Proben im Einzugsgebiet der Fränkischen Saale deutlich niedriger ist als in
demjenigen der Thüringischen Saale. Neben Einflüssen bei der Auswahl der Proben dürfte
hierfür auch die Paläogeographie von Bedeutung sein. Südöstlich des Untersuchungsgebietes
dieser Studie befand sich in der Zeit des Buntsandsteins und Muschelkalks das heute von
mesozoischen und känozoischen Ablagerungen bedeckte Vindelizische Land, dessen kristalline
Gesteine nur aus Bohrungen bekannt sind. Dieses Gebiet lieferte terrigenes Material in die
angrenzenden Bereiche des südlichen Germanischen Beckens (ZIEGLER, P.A. 1990a),
(ZIEGLER, P.A. 1990b). Für kristalline Gesteine des Grundgebirges kann man gegenüber
triassischen Sedimenten erhöhte magnetische Suszeptibilitäten vermuten. Offenbar war der
Eintrag kristallinen Materials für das Gebiet des heutigen Mainfranken aufgrund geringerer
Distanz zum Abtragsbereich von Liefergestein während der Zeit des Buntsandsteins und
Muschelkalks von größerer Bedeutung als für die Bereiche der heutigen Thüringer Mulde, die
vor allem Material aus dem weiter entfernten Böhmischen Massif erhalten hat. Bei längerem
Transportweg unter tropisch-semiaridem Klima könnten kristallin-bürtige Magnetite,
wichtigste Träger der Magnetisierung, soweit mechanisch zerkleinert worden sein, dass sie
oxidiert wurden zu weniger magnetischem Hämatit. In der Zeit des Keupers lag nach einer
großregionalen Kippung der Landoberfläche das Liefergebiet des Germanischen Beckens
dagegen weit entfernt im Norden, vermutlich im Bereich des heutigen Skandinavischen
Schildes (PIRRUNG, M., HÄNDEL, M., MERTEN, D., ENGELHARDT, J., PUDLO, D., TOTSCHE, K. &
VOIGT, T. 2015). Leider liegen für den Keuper zu wenige Proben für Interpretationen vor.
In Abbildung 5.9-4 wurde eine Einteilung der Proben, stratigraphisch von sm bis ku reichend,
nach der Lithologie vorgenommen. Auffällig niedrig ist der MS Wert eines rötlichen Quarz-
Grobsandsteins, der aufgrund der Kornform und Sortierung als verkieselter Kugelsandstein
äolischer Genese interpretiert werden kann. Auch die Mittelsandsteine rötlicher Färbung
bestehen überwiegend aus Quarz, was ihre niedrige MS erklärt. Rein karbonatische Gesteine
haben erstaunlicherweise eine höhere MS als die fluviatilen / äolischen Mittel- und
Grobsandsteine, d.h. sie müssen einen geringen siliziklastischen, d.h. mergeligen, Anteil
aufweisen, der relativ stark magnetisch ist. Siltsteine aus Überflutungsebenen von
verflochtenen Flüssen oder aus Endseen haben die höchsten MS Werte, diejenigen der
Mergelsteine des Flachschelfs sind nur wenig niedriger. Damit dürften erstere das
siliziklastische Material für letztere geliefert haben.
18
Abb. 5.9-4: Masse-spezifische magnetische Suszeptibilität nach unterschiedlicher
lithologischer Ausbildung der triassischen Liefergesteine im Einzugsgebiet der Fränkischen
Saale. Die vertikalen Striche verbinden den minimalen und den maximalen Wert der Proben
eines Lithotyps, der Median ist jeweils durch ein Quadrat angezeigt. Insgesamt wurden 93
einzelne Proben von 28 Lokationen gemessen. Der terrestrische Einfluß nimmt von rechts nach
links ab.
Die MS der triassischen Gesteine ist grundsätzlich relativ gering. Daher konnte die Frequenz-
Abhängigkeit der MS, fd, an triassischen Liefergesteinen nicht genau genug bestimmt werden,
hierfür wären Rohwerte der volumen-spezifischen MS von >20 [10-6 cgs] bzw. > ca. 250 [10-6
SI] erforderlich gewesen. Nur an 4 Handstücken einer Lokation mit Proben der Schlotfüllung
des tertiären Basaltoids vom Sodenberg mit Rohwerten >136 [10-6 cgs] konnte fd bestimmt
werden. Mit einem Wert von 4.1±2.2 % dürfte in diesem Gestein nach (DEARING, J.A., DANN,
19
R.J.L., HAY, K., LEES, J.A., LOVELAND, P.J., MAHER, B.A. & O´GRADY, K. 1996) die
überwiegende Korngröße feinkörniger Magnetite im Bereich von Multi-Domain bis Pseudo-
Single-Domain Partikeln, also etwa im Bereich 0.02 µ bis >10 µ, liegen. Sollte dies für die
basaltoiden Schlotfüllungen und Laven im Vulkanfeld der Rhön ähnlich sein, so stellten diese
Vulkanite primär keine bedeutende Quelle feinstkörniger Magnetite in den fluviatilen
Sedimenten der Fränkischen Saale dar. Allenfalls sekundär durch Kornverkleinerung beim
Transport über längere Distanzen könnten auch feinste Magnetite resultieren. Da in der Rhön
aber auch Pyroklastika verbreitet sind (RUTTE, E. 1974), könnte deren schnellere Abkühlung
durchaus zum Bildung feinster Magnetite geführt haben. Für belastbare Aussagen hierzu wären
weitere Proben aus proximalen Bereichen von Flüssen und Liefergesteinen der Rhön
notwendig.
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5.9.3. Magnetische Suszeptibilität von fluviatilen Gesamtgesteinsproben
Fluviatile Ablagerungen der Fränkischen Saale und einiger Zuflüsse wurden im Frühjahr 2011
und 2019 beprobt. Jeweils vorangegangen waren das schwere Hochwasser am 14.01.2011, etwa
2 ½ Monate vor, und ein leichtes am 16.03.2019, zu Beginn der Beprobungskampagne. Nach
den Wasserstandsmarken an der Hochwasserschutz-Vorrichtung nördlich des Kurhauses Bad
Kissingen, auf dem linken Saaleufer, gab es schwere Hochwässer außerdem am 3.01.2003 und
2.11.1998. Für die Sand- und die Pelit-, d.h. Silt- und Ton-, Fraktion ist die masse-spezifische
magnetische Suszeptibilität ortsbezogen in Abb. 5.9-1 und die Frequenzabhängigkeit in Abb.
5.9-2 dargestellt.
Naturnahe Ablagerungsbereiche von Zuflüssen der Fränkischen Saale konnten leider in beiden
Kampagnen nicht beprobt werden, immer war zumindest eine Ortslage stromauf der
Probenlokation gelegen. Tab. 5.9-3 faßt die Messwerte der magnetischen Suszeptibilität nach
Flußlaufabschnitt bzw. deren Zuflüssen und getrennt für Sande und Pelite zusammen und gibt
die stratigraphische Stellung der Liefergesteine wieder. Quartäre Gesteine als Liefermaterial
wurden dabei nicht betrachtet, da diese ja in der Regel einen engen Bezug zu älteren
Ausgangsgesteinen haben.
In Ober-, Mittel- und Unterlauf der Fränkischen Saale liegen Werte der MS für sandige
fluviatile Sedimente deutlich unter denen für siltig-tonige Proben. Der überwiegende Anteil der
Magnetominerale liegt demzufolge in der Silt- oder Tonfraktion vor. Betrachtet man sandige
und pelitische Proben unabhängig von ihrer Position im Einzugsgebiet der Fränkischen Saale,
so liegen letztere im Mittel um etwa 1/3 höher als erstere. Bezogen auf mehr als 1000 Proben
der Fluß- und Küstenablagerungen in Mitteleuropa, an denen im Projekt FluviMag magnetische
Suszeptibilitäten bestimmt worden sind, kann die generelle Aussage getroffen werden, dass der
Median sandiger Sedimente etwa halb so hoch ist wie der Median siltig-toniger Sedimente.
Viele Publikationen zur Umweltmagnetik zeigten, dass die meisten ferrimagnetischen Partikel
an feine Kornfraktionen gebunden sind, siehe z.B. (EVANS, M.E. & HELLER, F. 2003).
Vergleicht man die MS Werte von Liefergesteinen in Tab. 5.9-2 mit denen fluviatiler Sedimente
in Tab. 5.9-3, so liegen MS Werte für zwei feinsandige Proben fluviatiler Sedimente im
Oberlauf der Fränkischen Saale und eine pelitische Probe des zufließenden Weißbaches, in
deren Einzugsgebiet ausschließlich Sedimentite des Mittleren Keupers verbreitet sind, niedriger
als die der Liefergesteine, wenn man die Werte für die Thüringer Mulde zugrunde legt.
Entweder sind die Liefergesteine in Mainfranken weniger magnetisierbar oder es werden
feinkörnige Magnetominerale strömungsbedingt zum Teil in Suspensionsfracht weiter stromab
transportiert.
20
Tab. 5.9-3: Mittelwerte der masse-spezifischen magnetischen Suszeptibilität, MS, fluviatiler
Sedimente aus Daten dieser Studie sowie Stratigraphie der präquartären Liefergesteine im
Einzugsgebiet der Fränkischen Saale und ihrer Zuflüsse sowie des Mains zwischen Schweinfurt
und Gemünden nach (SCHWARZMEIER, J., ZITZMANN, A., HERRGESELL, G., HÜTTNER, R.,
KOWALCZYK, G., WEINELT, W., HAMMERSCHMIDT, M. & RADEMACHER, C. 1985) und
(FREUDENBERGER, W. & UNGER, H. 1994), in [] die Probenanzahl. Abkürzungen: pGr
präkambrisch-paläozischer Granit, pGn präkambrisch-paläozoischer Gneis, pGb
präkambrisch-paläozoischer Gabbro, pSi paläozoische Siliziklastika, ru Unterrotliegendes, su
Unterer Buntsandstein, sm Mittlerer Buntsandstein, so Oberer Buntsandstein, mu Unterer
Muschelkalk, mm Mittlerer Muschelkalk, mo Oberer Muschelkalk, ku Unterer Keuper, km
Mittlerer Keuper, ju Unterer Jura, jm Mittlerer Jura, jo Oberer Jura, kro Oberkreide, eo-miB
Basaltoide Eozän bis Miozän, miB Basaltoide Miozän, ng Neogen. Liefergesteine mit einem
mittleren MS Wert >1000 [10-9 m3kg-1] sind unterstrichen.
Gewässer MS Sand [10-9 m3
kg-1]
MS Pelite [10-9 m3
kg-1]
Stratigraphie der Liefergesteine
Fränk. Saale
Oberlauf
177 [2] mu, mm, mo, ku, km, eo-miB
Fränk. Saale
Oberlauf-Zuflüsse
186 [1] km
Fränk. Saale
Mittellauf
143 [11] 450 [4] sm, so, mu, mm, mo, km, eo-miB
Fränk. Saale
Mittellauf-
Zuflüsse
515 [5] sm, so, mu, mm, mo, miB
Fränk. Saale
Unterlauf
265 [5] 370 [6] su, sm, so, mu, mm, mo, ku, km, eo-miB
Fränk. Saale
Unterlauf-
Zuflüsse
245 [1] 286 [1] so, mu
Fränkische Saale
insgesamt und
Zuflüsse
263 [25] 424 [14] su, sm, so, mu, mm, mo, ku, km, eo-miB
Main zwischen
Schweinfurt &
Gemünden
338 [3] 714 [1] pGr, pGn, pGb, pSi, ru, su, sm, so, mu,
mm, mo, ku, km, ko, ju, jm, jo, kro, miB,
ng
Alle übrigen Proben kommen aus Einzugsgebieten mit mehreren stratigraphischen Einheiten.
Die insgesamt niedrigen MS Werte sprechen für die weit überwiegende Zusammensetzung aus
dia- und paramagnetischen Mineralen. Besonders hohe Werte zeigt der in Neustadt an der Saale
rechtsseitig zufließende Brend, in dessen Einzugsgebiet die basaltoiden Vulkanite der Rhön
liegen, mit MS Werten sandiger Proben von 245 bis 907 [10-9 m3kg-1]. Insgesamt liegen die MS
Werte für die meisten fluviatilen Proben in etwa doppelt so hoch wie die Werte der MS für
triassische Liefergesteine in Tab. 5.9-2. Die generelle Zunahme der Werte der masse-
spezifischen Suszeptibilität für die rezenten Sedimente entlang der Fränkischen Saale vom
oberen zum unteren Bereich des Flußlaufes ist entweder eine Folge der Zunahme des Anteils
magnetit-reicher Liefergesteine, wie z.B. basaltoider Komponenten aus dem tertiären
Vulkanfeld der Rhön, durch vor allem rechtsseitige Zuflüsse. Welche der beiden Varianten,
oder ob eine Kombination beider, zutrifft, ließe sich klären mit weiteren Beprobungen von
Zuflüssen aus der Rhön und durch Detail-Untersuchungen, wie z.B. eine Trennung in einzelne
Siebfraktionen fluviatiler Sedimente und Bestimmung von deren MS.
21
Betrachtet man die Fränkische Saale im Gebiet um Bad Kissingen, der größten Stadt entlang
der Fränkischen Saale, detaillierter, siehe Abb. 5.9-5, so zeigen sich hier z.T. erhöhte Werte der
MS, jedoch kommen diese auch schon stromauf in einer pelitischen Probe nordnordwestlich
Kleinbrach vor. Auffällig ist allerdings die sandige Probe vom Marbach, einziger in der
Abbildung erkennbarer rechtsseitiger Zufluß im Stadtbereich Bad Kissingen, 20 m vor seiner
Mündung in die Fränkische Saale, mit einer MS von 560 [10-9 m3 kg-1]. Der geogene
Hintergrundwert für die in seinem Einzugsgebiet verbreiteten Gesteine, so und mu, läge aus
beiden Einheiten zu gleichen Teilen gemittelt nach Tab. 5.9-2 bei 47, der Median bei 39 [10-9
m3 kg-1]. Das Verhältnis der MS Werte von Bachsediment zu Liefergestein von >10 spricht
eindeutig für eine anthropogene Kontamination, beispielsweise durch Backstein-Bruchstücke
oder Metallfragmente. Untersuchungen mit einem Bartington Temperature-Susceptibility
System könnten durch Bestimmung der Curie-Temperatur helfen, auf die Anwesenheit von
metallischem Eisen oder Magnetit zu schließen.
Abb. 5.9-5: Vergrößerter Ausschnitt der Abb. 5.9-1 um Bad Kissingen mit überlagerter
Schummerung und Fließgewässern nach http://download.geofabrik.de/ europe/germany,
magnetische Suszeptibilität [10-9 m3kg-1] sandiger Proben, dargestellt mit Kreisen, und
pelitischer Proben fluviatiler Sedimente, dargestellt mit Rauten. Nachfolgend sind
Liefergesteine im Einzugsgebiet der Zuflüsse in [] aufgeführt. Der rote Kreis im Zentrum
Legend
MS Sande (10^-9 m^3kg^-1)
<50
50-100
100-200
200-400
<1000
Flusssedimente_Pelite$ Events
MS (10^-9 m^3kg^-1)
< 20
< 50
<100
<200
< 1000
" Orte-Fränkische_Saale2.xlsx.txt Ereignisse
! Tabelle1$ Ereignisse
Bayern_Main
Flusssedimente_Sand$ Events
Chi_lf_total_psammite
-1,939491 - 20,000000
20,000001 - 50,000000
50,000001 - 100,000000
100,000001 - 200,000000
200,000001 - 1000,000000
Bayern-Fränkische-Saale
Saale-Catchment
22
befindet sich im Mündungsbereich des rechtsseits zulaufenden Marbachs [so, mu]. Der gelbe
Kreis rechtsseits nördlich Bad Kissingen ist eine Probe aus dem Nüdlinger Bach [so, mu,
quartärer Hanglehm], der linksseits südlich Bad Kissingen mündende Bach mit oranger Raute
ist der Lollbach [sm, so, mu-mo, ku-o, quartärer Hanglehm] und der linksseitige Zulauf im
Südwesten mit orangem Kreis ist der Sulzbach [so, mu-mo, quartärer Hanglehm].
Die Frequenz-Abhängigkeit der MS, fd, fluviatiler Proben ist in Abb. 5.9-1 dargestellt. Für 22
Sande und Pelite der Fränkischen Saale beträgt der Mittelwert für fd 2.5±0.8 %, was nach
(DEARING, J.A., DANN, R.J.L., HAY, K., LEES, J.A., LOVELAND, P.J., MAHER, B.A. & O´GRADY,
K. 1996) für die Dominanz von größeren Multi-Domain-Partikeln spricht. Betrachtet man nur
die Silte und Tone, so beträgt fd 2.9 %, ist also praktisch identisch. Der höchste Wert von
5.1 % wurde in einer schwach feinsandigen, tonigen Silt-Probe beobachtet, die 4 m vom Ufer
und 1.8 m über dem Normalwasserspiegel in 0.2 m Sedimenttiefe im Bv-Horizont am Rand der
Überflutungsebene der Fränkischen Saale entnommen wurde nahe der Eyringsburg, ca. 5 km
südwestlich von Bad Kissingen, siehe Abb. 5.9-6. Die höchste fd Wert eines Zuflusses wurde
mit 4.0 % in einem braunen Silt im Lollbach nördlich Arnshausen bei Bad Kissingen
beobachtet, im Einzugsgebiet stromauf sind Sedimentite aus sm, so, mu-mo, ku-o, qpLo
verbreitet. Damit spielen superparamagnetische Partikel um 0.02 µ, die fd Werte bis etwa 14
% zeigen (DEARING, J.A., DANN, R.J.L., HAY, K., LEES, J.A., LOVELAND, P.J., MAHER, B.A. &
O´GRADY, K. 1996), für die MS fluviatiler Sedimente im Untersuchungsgebiet praktisch keine
Rolle. In überwiegend beackerten Gebieten in England gegenüber stärker als Wiesen genutzten
Gebieten in Wales (DEARING, J.A., DANN, R.J.L., HAY, K., LEES, J.A., LOVELAND, P.J., MAHER,
B.A. & O´GRADY, K. 1996) wurden Mediane von 4.1 bzw. 5.6 als Hinweis auf Durchmischung
pedogener feinster Magnetominerale mit aufgepflügtem Ausgangsgestein in England und
ungestörtere Bodenbildung in Wales gewertet. In Luftbildern von Google Earth aus dem
Bereich um Bad Kissingen fallen neben bewaldeten Gebieten an steileren Hängen des
Saaletales auf sm bzw. in einem höheren Niveau auf mu-mo auf, während Ackerflächen
überwiegend auf Gesteinen des so sowie auf pleistozänen Terrassen der Fränkischen Saale
liegen. Bezogen auf das gesamte Einzugsgebiet der Fränkischen Saale kann man feststellen,
dass die rechtsseitigen Gebiete deutlich stärker durch Wald geprägt sind als die linksseitigen.
Geht man von relativ niedriger flächenhafter Abtragung neben eher linienhafter
Taltiefenerosion unter Wald und höherer flächenhafter Erosion beackerter Gebiete aus, dann
sind die niedrigen fd Werte fluviatiler Sedimente im Untersuchungsgebiet durchaus plausibel.
Stromab entlang des Flußlaufes der Fränkischen Saale zeigt sich in Abb. 5-9.6 – wenn
überhaupt – dann tendenziell eher eine Abnahme für fd. Damit kann man eine wesentliche
Kornverkleinerung der Magnetominerale bedingt durch zunehmende Transportweite
ausschließen! Vielmehr deutet sich auf der vorhandenen Datengrundlage – wenn man den
maximalen Wert auf der Überflutungsebene bei der Eyringsburg vernachlässigt, s.o. - an, dass
die Mergelsteine des Keupers, die vor allem im Oberlauf verbreitet sind, die Hauptquelle
feinster Magnetominerale darstellen.
23
Abb. 5.9-6: Frequenz-Abhängigkeit der magnetischen Suszeptibilität entlang des Flußlaufes
der Fränkischen Saale, oben, und Höhe der entnommenen Proben. Bad Kissingen liegt etwa
zwischen Stromkilometern 77 und 83.
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5.7.4. Zitierte Literatur
DEARING, J.A., DANN, R.J.L., HAY, K., LEES, J.A., LOVELAND, P.J., MAHER, B.A. &
O´GRADY, K. (1996): Frequency-dependant susceptibility measurements of
environmental materials. Geophysical Journal International, 124: 228-240.
EBERLE, J., EITEL, B., BLÜMEL, W.D. & WITTMANN, P. (2010): Deutschlands Süden - vom
Erdmittelalter zur Gegenwart. 2. ed.; 1-192; Spektrum Akademischer Verlag,
Heidelberg.
EVANS, M.E. & HELLER, F. (2003): Environmental magnetism - principles and applications of
enviromagnetics. 1. ed.; 1-299; Academic Press, Amsterdam, Boston etc.
0
1
2
3
4
5
6
0 20 40 60 80 100 120 140 160
fd
(%
)
Fließstrecke (Stromkilometer)
Fränkische Saale
150.0
170.0
190.0
210.0
230.0
250.0
270.0
290.0
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Hö
he
üb
er N
HN
(m
)
Fließstrecke (Stromkilometer)
Fränkische Saale
24
FRAAS, E. (1910): Der Petrefaktensammler. 1. ed.; 1-249, 72 Taf.; K.G. Lutz Verlag,
Stuttgart.
FRAAS, E. (1910/1981): Der Petrefaktensammler - unveränderter Neudruck. 1/6. ed.; 1-312,
72 Taf.; Franckh´sche Verlagshandlung, Stuttgart.
HENNINGSEN, D. (1981): Einführung in die Geologie der Bundesrepublik Deutschland. 2. ed.;
1-123; Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart.
NÜDLING, H.D. (2006): Rhönbasalt. 1. ed.; 1-151; Verlag Parzeller, Fulda.
PIRRUNG, M. (2013): Forschungsprojekt FluviMag: Fluviatiler Transport von
Magnetomineralen. 5.3. Mittelgebirge und Vorland - Loquitz und mittlere
Thüringische Saale 2. ed.; 1-22;
PIRRUNG, M., HÄNDEL, M., MERTEN, D., ENGELHARDT, J., PUDLO, D., TOTSCHE, K. & VOIGT,
T. (2015): Zur Geochemie der Sedimente des Unteren und Mittleren Keupers der
zentralen Thüringer Mulde. Beiträge zur Geologie von Thüringen, N.F. 22: 185-215.
REIN, S. & OCKERT, W. (2000): Die enodis-/posseckeri-Zone im Oberen Muschelkalk
Thüringens - Ausbildung und Fossilführung. Veröffentlichungen Naturkundemuseum
Erfurt, 19: 43-67.
RICHTER, A.E. (1985): Geologie und Paläontologie: Das Mesozoikum der Frankenalb - vom
Ries bis ins Coburger Land. 1. ed.; 1-224; Kosmos Gesellschaft der Naturfreunde &
Franckh´sche Verlagshandlung, Stuttgart.
RUTTE, E. (1957): Einführung in die Geologie von Unterfranken. 1. ed.; 1-168;
Naturwissenschaftlicher Verein Würzburg e.V., Würzburg.
RUTTE, E. (1974): Hundert Hinweise zur Geologie der Rhön. 1. ed.; 1-96; Delp Verlag,
München.
RUTTE, E. & WILCZEWSKI, N. (1983): Mainfranken und Rhön. 1. ed.; 1-217;
SEIDEL, G. (1992): Thüringer Becken. 1. ed.; GWINNER, M.P., 1-204; Gebrüder Borntraeger,
Berlin, Stuttgart.
WURM, A. (1961): Geologie von Bayern - Frankenwald, Münchberger Gneismasse,
Fichtelgebirge, Nördlicher Oberpfälzer Wald. 2. ed.; 1-555; Gebrüder Bornträger,
Berlin-Nikolassee.
ZIEGLER, P.A. (1990a): Geological atlas of western and central Europe. 2. ed.; 1-239; Shell
Koninklijke Nederlansche Petroleum Maatschappij Den Haag.
ZIEGLER, P.A. (1990b): Geological atlas of western and central Europe, Enclosures. 2. ed.; 1-
56; Shell Koninklijke Nederlansche Petroleum Maatschappij Den Haag.
ZIRKEL, F. (1894): Lehrbuch der Petrographie - Band 3: Die massigen Erstarrungsgesteine. 2.
ed.; 1-848; Verlag von Wilhelm Engelmann, Leipzig.
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