Projektbeschreibung | Mikromorphologie und Mikrostrukturanalyse polyphasig deformierter glazigener Sedimente des Baltischen Eisstrom

Auf der Grundlage mikromorphologischer Analysen (Mikrofazies) untersuchen wir alle überlieferten spätpleistozänen Geschiebemergel-Einheiten (Tills), die an den Steilküsten der Insel Rügen aufgeschlossen sind. Auf Jasmund sind diese Ablagerungen Teil eines Schuppen- und Faltenkomplexes, der durch glazitektonische Deformation vom Baltischen Eisstrom geformt wurde. Dieser regulierte den Abfluss des Skandinavischen Eisschildes über das Ostseebecken während der letzten Eiszeit in Nordeuropa. Das Untersuchungsgebiet lag im späten Weichselglazial im südlichen Randbereich des Skandinavischen Eisschildes. Sediment-Landform-Assoziationen und Fließrichtungs-Kriterien, abgeleitet aus einer breiten Palette von glazigenen Ablagerungen und Strukturen, werden verwendet, um die Abfolge aus Eisvorstößen und Rückschmelzphasen dieses hoch dynamischen Eisschildes zu rekonstruieren.

In allen subglazialen Tills, die vom Skandinavischen Inlandeis nacheinander abgelagerten wurden, werden die überlieferten Mikrogefüge auf der Grundlage einer dreidimensionalen Analyse dokumentiert und analysiert. Ausgangspunkt ist eine mikrostrukturelle Kartierung der Klastenorientierung (Phillips et al. 2011). Sie ermöglicht die Identifizierung und Interpretation der sukzessive geprägten Gefügegenerationen, die im Ergebnis einer mehrphasigen Deformation entstanden sind. In einem Set von 3 Dünnschliffen wird die Orientierung der Längsachsen der elliptischen Anschnitte von allen Kleingeschieben bestimmt. Aus diesem Datensatz kann für jeden Probenblock ein 3D-Modell der planaren und linearen Mikrogefüge abgeleitet werden. Nahezu alle beprobten Tills zeigen ein verschränktes Muster mikrostruktureller Domänen, die die zeitliche Abfolge der Deformationsereignisse widerspiegeln. Sie sind das Ergebnis mehrphasiger duktiler Scherung an der Basis des Gletscherbettes.

Die ersten Fallstudien sind methodisch ausgerichtet und wurden an Schlüsselprofilen durchgeführt (Kliffabschnitte Dwasiden und Glowe). In den meisten bisher untersuchten subglazialen Tills lassen sich drei Generationen von Mikrogefügen identifizieren: S1 (das älteste) ist eine heterogen entwickelte planare Foliation (S Gefüge), die gegen die Eisbewegungsrichtung einfällt. Während S2 ein bereichsweise deutlich ausgeprägtes lineares Gefüge ist (L Gefüge), das in Eisbewegungsrichtung abtaucht. S3 (das jüngste) ist ein variabel und anastomosierend entwickeltes subvertikales Gefüge, das wahrscheinlich im Zuge der Entwässerung des Tills gebildet wurde, und zwar während einer finalen Phase des Scherprozesses, in der es zur „Versiegelung“ der subglazialen Scherzone kam.

Die in den Tills erhaltenen Schersinn-Indikatoren (asymmetrische S-C-Gefüge und C´-Typ-Scherbänder) werden ausgewertet, um die Richtung der Eisbewegung zu rekonstruieren, die für die subglaziale Deformation verantwortlich ist. Diese kinematischen Daten sollen zusammen mit der Orientierung und den Altersverhältnissen der Mikrogefüge-Domänen die Ableitung eines detaillierten 3D-Modells für die subglaziale Deformation an der Basis des Baltischen Eisstromes ermöglichen. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass die progressive duktile Scherung die wechselnden Bedingungen der polyphasigen Deformation widerspiegelt. Sie lässt sich mit Änderungen im regionalen Eisstrom-Muster über der Insel Rügen unmittelbar in Bezug setzen.

Heiko Hüneke (Projektleiter)
Johannes Brumme (Doktorand)
Emrys Philips (British Geological Survey, Edinburgh)
Peter Kühn (University of Tübingen)
Martin Meschede
Sylvia Weinert
Michael Kenzler

Anna Gehrmann (Masterstudentin)
Paul Mehlhorn (Bachelorstudent)
Laura Winkler (Bachelorstudent)
Julia Gallas (Bachelorstudentin)
Maria Kohn (Bachelorstudent)
Susan Lenke (Bachelorstudentin)
Franziska Grabbe (Bachelorstudentin)

Brumme, J. (2016): „Three-dimensional microfabric analysis of Pleistocene tills from the cliff section Dwasieden on Rügen (Baltic Sea coast): micromorphological evidence for subglacial polyphase deformation“ – Dissertation, Universität Greifswald: 1-237; Greifswald. – [unveröff.]

Gehrmann, A., Hüneke, H., Meschede, M., Phillips, E. (2016): 3D microstructural architecture of deformed glacigenic sediments associated with large-scale glacitectonism, Jasmund Peninsula (NE Rügen), Germany. – Journal of Quaternary Science; Amsterdam. DOI: 10.1002/jqs.2843 [online first]

Phillips, E.R., van der Meer, J.J.M., Ferguson, A. (2011): A new ‘microstructural mapping’ methodology for the identification and analysis of microfabrics within glacial sediments. – Quat. Sci. Rev. 30, 2570-2596.

Iverson, N.R, Hooyer, T.S., Thomason, J.F., Graesch, M., Shumway, J.R. (2008): The experimental basis for interpreting particle and magnetic fabrics of sheared till. – Earth Surf. Process. Landforms, 33: 627–645

Tagungen:

Hüneke, H., Brumme, J., Phillips, E. (2017): 3D microfabric analysis of progressive, polyphase subglacial deformation beneath the late Weichselian Baltic Ice Stream (Scandinavian Ice Sheet, Europe). – Vortrag, GeoBremen, Joint Meet­ing of DGGV and DMG, September 24-29, Bremen.

Gehrmann, A., Meschede, M., Hüneke, H., Obst, K., Pedersen, S.A.S. (2017): The imprint of Weichselian glacitectonism on the recent morphology of Jasmund (Rügen Island, NE Germany). – Vortrag, GeoBremen, Joint Meet­ing of DGGV and DMG, September 24-29, Bremen.

Hüneke, H. Kenzler, M., Gehrmann, A., Gibb, A., Mehlhorn, P., Winkler, L., Meschede, M., Obst, K., Rother, H., Phillips, E., Pedersen, S., Frechen, M. (2017): Sedimentation und glazitektonische Deformation im Bereich des Stauchkomplexes von Jasmund (Rügen). – 80. Annual Meeting of North-German Geologists, June 2017, Rendsburg.

Mehlhorn, P., Winkler, L., Hüneke, H., Kenzler, M., Rother, H. (2017): Schuppen- und Faltenbau im glazitektonischen Komplex von Jasmund (Rügen): Makro- und mikrostrukturelle Analyse der Pleistozän-Abfolge am Streifen 4. – 80. Annual Meeting of North-German Geologists, June 2017, Rendsburg.

Winkler, L., Mehlhorn, P., Hüneke, H., Brumme, J. (2017): Mikrostrukturelle Analyse der glazitektonisch mehrphasig deformierten subglazialen Tills vom Streifen 4 auf Jasmund (Rügen) . – 80. Annual Meeting of North-German Geologists, June 2017, Rendsburg.

Hüneke, H., Brumme, J., Phillips, E. (2016): 3D microfabric analysis of progressive, polyphase subglacial deformation beneath the late Weichselian Baltic Ice Stream (Scandinavian Ice Sheet, Europe). – Int. Geol. Congress, 27 August - 4 September 2016, Cape Town

Brumme, J., Hüneke, H., Phillips, E. (2016): 3D microfabric analysis of progressive, polyphase subglacial deformation beneath the late weichselian baltic ice stream (scandinavian ice sheet, europe). – INQUA Peribaltic conference, 28 August – 2 September, Wladyslawowo, Poland.

Mehlhorn, P., Winkler, L., Hüneke, H., Rother, H. (2016): Macro- and micro-structural analysis of Pleistocene sediments from the Jasmund glacigenic thrust- and fold-complex (Streifen 4, Rügen, Germany). – GeoTirol, Annual Meeting DGGV, 25th - 28th September, Innsbruck.

Gehrmann, A., Hüneke, H., Meschede, M., Phillips, E. (2016): Microstructural mapping at the glaciotectonic Wissower Bach syncline (NE Rügen, Germany). – GeoTirol, Annual Meeting DGGV, 25th - 28th September, Innsbruck.

Brumme, J., Hüneke, H., Phillips, E. (2015): L-S tectonites in unconsolidated sediments – three dimensional microfabric analysis of tills and micromorphological evidence for subglacial polyphase deformation. – Quaternary Research Association, Annual, Discussion Meeting, Abstracts, Edinburgh.

Brumme, J., Hüneke, H., Phillips, E. (2015): Weichselian Pleistocene tills from the cliff section Dwasieden on Rügen (Baltic Sea coast): three-dimensional microfabric analysis and interpretation of shear-sense indicators (reconstruction of ice-flow direction). – Quaternary Research Association, Annual, Discussion Meeting, Abstracts, Edinburgh.

Gallas, J., Brumme, J., Hüneke H., Rother, H. (2015): Microstructural mapping at 3D reconstruction of microfabrics preserved in a subglacial traction till of Weichselian age (Klein Klütz Höved, North Germany). – Quaternary Research Association, Annual Discussion Meeting, Abstracts, Edinburgh.

Gehrmann, A., Hüneke H., Meschede, M., Phillips E. (2015): Microstructural mapping at the glaciotectonic Wissower Bach syncline (NE-Rügen, Germany). – Quaternary Research Association, Annual Discussion Meeting, Abstracts, Edinburgh.

Brumme, J., Hüneke, H., Phillips, E. (2015): 3D-Mikrogefüge-Analyse weichselzeitlicher Geschiebemergel auf Jasmund: mehrphasige subglaziale Deformation während der Ablagerung und im Zuge der glazitektonischen Verschuppung (Rügen). – 79. Annual Meeting of North-German Geologists, Mai 2015, Güstrow.

Brumme, J., Hüneke, H., Phillips, E. (2015): Die weichselzeitlichen Tills im Kliff von Dwasieden (Jasmund, Rügen): Mikrogefüge-Analyse und räumliche Interpretation der Schersinn-Indikatoren (Richtung der Eisbewegung, glazitektonische Deformation). – 79. Annual Meeting of North-German Geologists, Mai 2015, Güstrow.

Gallas, J., Brumme, J., Hüneke H., Rother, H. (2015): Mikrostrukturelle Kartierung und 3D Rekonstruktion der im Till des M2-Komplexes von Klein Klütz-Höved erhaltenen Mikrogefüge (Weichselglazial, Nordwest-Mecklenburg). – 79. Annual Meeting of North-German Geologists, Mai 2015, Güstrow.

Gehrmann, A., Hüneke H., Meschede, M., Phillips E. (2015): Microstructural mapping at the glaciotectonic Wissower Bach syncline (NE Rügen, Germany). – 79. Annual Meeting of North-German Geologists, Mai 2015, Güstrow.

Gehrmann, A., Meschede, M., Hüneke, H., Rother, H., Obst, K. (2015): Der glazitektonische Komplex von Jasmund (NE-Rügen): Geomorphologische Kartierung und Landformenanalyse auf der Grundlage von LiDAR-Daten. – 79. Annual Meeting of North-German Geologists, Mai 2015, Güstrow.

Hüneke H., Kenzler, M., Brumme, J., Gehrmann, A., Beiche, T., Kettler, C., Gallas, J., Wegener, B. (2015): Methodische Ansätze für eine detailgetreue Rekonstruktion der weichselzeitlichen Sedimentation und Eisdynamik auf Jasmund (Rügen). – 79. Annual Meeting of North-German Geologists, Mai 2015, Güstrow.

Gehrmann, A., Meschede, M., Hüneke, H., Rother, H., Obst, K. (2015): The Jasmund Glaciotectonic Complex (NE Rügen Island): Geomorphological Mapping and Landform Analyses based on LiDAR Data. – GeoBerlin, Annual Meeting DGGV, 4 —7 October, Berlin.

Gehrmann, A., Meschede, M., Hüneke, H., Pedersen, S.A.S., Obst, K. (2015): Constructing Balanced Cross Sections from 2D Cliff Profiles of the Jasmund Glaciotectonic Complex (Rügen Island, NE Germany). –  GeoBerlin, Annual Meeting DGGV, 4 —7 October, Berlin.

Brumme, J., Hüneke, H. (2012): Micromorphological and structural investigations of the Pleistocene tills from the Jasmund penensula (Isle of Rügen). – Poster, Geohannover 1.-3.10.2012, Hannover.

Hüneke, H., Kenzler, M., Brumme, J. & Beiche, T. (2012):  Das Pleistozän von Rügen: Sediment- und Deformationsstrukturen aus dem Blickwinkel mikrofazieller Untersuchungsmethoden. – Vortrag, 133. Tagung des OGV, Geologie des Ostsee-Küstenraumes von Mecklenburg-Vorpommern, 10. ─ 14. 4. 2012, Greifswald

Brumme, J., Schütze, K. & Hüneke, H. (2009): Development over time of the Pleistocene outcrops at the steep coast of the Stoltera west of the harbour Rostock-Warnemünde. – International Conference on Climate Change, Abstracts, Szczecin.

 

[ H. Hüneke, 1. September 2017 ]