Geologie des Stadtgebietes von Dinslaken

Dinslaken ist eine Stadt im Kreis Wesel mit rund 68000 Einwohnern. Naturräumlich gehört die Stadt zum Niederrheinischen Tiefland und dort zu den Haupteinheiten der Mittleren Niederrheinebene und im östlichen Stadtgebiet zu den Niederrheinischen Sandplatten.

Geologischer Überblick

Abb 1. zeigt eine vereinfachte geologische Karte von Dinslaken und Umgebung. Die Oberfläche Dinslakens wird überwiegend von quartärzeitlichen Sedimenten eingenommen. Im Westen sind dies vor allem die weichselzeitliche Niederterrasse, spätglaziale Hochflutablagerungen und holozäne Auensedimente. Im östlichen Stadtgebiet, in topographisch erhöhter Lage, ist die saalezeitliche Grundmoräne großflächig vorhanden, dazu liegt die Hauptterrasse des Rheins an der Oberfläche. Sedimente aus dem Tertiär, die im Untergrund durchgehend verbreitet sind, streichen mit den Lintfort-Schichten gebietsweise im Nordosten des Stadtgebietes aus.

Gesteine aus dem Paläo- und Mesozoikum, die in großer Mächtigkeit im Raum Dinslaken abgelagert wurden, erreichen nirgendwo die Oberfläche. Diese Gesteinsschichten sind aber durch den umgegangenen Steinkohlenbergbau gut bekannt.

Abb. 1: Geologische Karte für den Raum Dinslaken (vereinfacht)

Karbon

Die Mächtigkeit des Karbons im Raum Dinslaken beträgt rund 3600 m (JANSEN 1995) und umfasst Sedimente vom Namur A bis Westfal C. Die Flözführung setzte im Namur C ein. Die große Mächtigkeit erklärt sich dadurch, dass Dinslaken im Bereich einer Senkungszone lag, die als Subvariszische Saumtiefe bezeichnet wird. Diese Senke im nördlichen Vorfeld des Varizischen Gebirges füllte sich mit den Abtragungsprodukten des aufsteigenden Gebirges.

Da die Sedimentauffüllung über viele Millionen Jahre mit der Absenkungsrate Schritt halten konnte, entwickelte sich eine flache Küstenebene, die gelegentlich vom Meer überflutet wurde. In diesem Umfeld konnten sich bei tropischen Klimaverhältnissen Sumpf- und Schwemmebenen mit üppiger Vegetation entwickeln. Aus den abgestorbenen Pflanzen entstand zunächst Torf und bei der folgenden Sedimentüberlagerung und Versenkung in die Tiefe schließlich Steinkohle.

Im Untergrund von Dinslaken beginnt das Oberkarbon mit dem Flözleeren. Dies sind klastische Sedimente, die dem Flyschstadium des Variszischen Gebirges zugerechnet werden können. Mit den Sprockhövel-Schichten beginnt im Namur C dann die Flözführung. Die Abfolge umfasst die bedeutenden Schichten des Ruhrkarbons bis in das Obere Westfal C. Dazu gehören u.a. die ergiebigen Witten-, Bochum- und Essen-Schichten.

Das Karbon, das im südlichen Ruhrgebiet an der Oberfläche ausstreicht, wird in Richtung Nordwesten von einem zunehmend mächtigeren Deckgebirge überlagert. So liegt die Karbon-Oberfläche im Raum Dinslaken mindestens in 400 m Tiefe, stellenweise auch noch deutlich darunter. Neben der variszischen Faltung kam es in postvariszischer Zeit zu einer tektonischen Zerblockung des Grundgebirges. So sind die Karbon-Schichten in Graben- und Horststrukturen zerlegt und in den Gräben von entsprechend mächtigerem Deckgebirge überlagert.

KarbonBeginn und Ende in Millionen Jahren vor heute
Oberkarbon 323298
Unterkarbon 358323

Gliederung des Systems Karbon

Perm

Im Rotliegenden kam es unter festländischen Bedingungen zur schnellen Abtragung des Variszischen Gebirges. Im nördlichen Gebirgsvorland entstand eine kontinentale Senke, die als Norddeutsches Becken bezeichnet wird. Ihr Zentrum lag etwa im Bereich der heutigen Nordseeküste und des heutigen Schleswig-Holsteins. Sedimente des Rotliegenden sind im Raum Dinslaken nicht erhalten geblieben, eine erkennbare Rotfärbung der jüngsten Karbon-Schichten geht aber auf Verwitterungsprozesse im Rotliegenden zurück.

Zu Beginn des Zechsteins drang das Meer aus dem Norddeutschen Becken über die Niederrhein-Ems-Senke an den Niederrhein vor, wo ein flaches Randmeer entstand, das durch eine Schwelle im Raum Winterswijk wiederholt vom offenen Meer abgetrennt wurde. In diesem Niederrheinischen Becken, dessen Zentrum etwa nördlich von Wesel lag und das im Osten bis Dinslaken reichte, kann es zur unter ariden Klimaverhältnissen zur Ausfällung evaporitischer Sedimente.

In dem flachen Becken entstanden mehrere Eindampfungszyklen, die sich mit den ersten vier der norddeutschen Zechstein-Zyklen korrelieren lassen. Allerdings setzte die Entwicklung früher als im nördlicen Hauptbecken ein. Die größte Verbreitung und Mächtigkeit hatte am Niederrhein der Zechstein 1 (Werra-Folge). Mit dem Zechstein 2 (Staßfurt-Folge) verlagerte sich das Beckenzentrum schon weiter nach Nordosten, so dass nur noch am nördlichen Niederrhein ein vollständiger Eindampfungszyklus entstand. Die folgenden Zyklen bildeten sich noch unvollständiger aus. Die permische Sedimentation am Niederrhein endete mit dem Zechstein 4 (Aller-Folge).

Sedimente des Zechsteins sind im Untergrund Dinslakens großräumig vorhanden. Sie liegen diskordant auf dem Oberkarbon. Da Dinslaken am Rande des Zechstein-Beckens lag, ist eine vom Beckenzentrum abweichende Randfazies entwickelt, in der der Eindampfungszyklus nicht bis zur Bildung von Steinsalz reichte.

PermBeginn und Ende in Millionen Jahren vor heute
Zechstein274251
Rotliegendes298274

Gliederung des Systems Perm

Trias

In der Trias blieb die paläogeographische Ausgangslage ähnlich wie im Perm, so dass Dinslaken weiterhin am Rande des Niederrheinischen Beckens lag. Im warmen und trockenen Klima der Trias waren Niederschläge zwar selten, konnten dann aber sehr stark ausfallen.

Fast der gesamte Niederrhein wurde von Sedimenten der Trias bedeckt, wobei diese Ablagerungen später großflächig wieder erodiert wurden. In der geschützten Lage des Dinslakener Grabens bleib jedoch eine recht vollständige Schichtenfolge des Buntsandsteins erhalten.

Im Unteren Buntsandstein des Dinslakener Grabens finden sich Sandsteine der Niederrhein-Folge. Dabei handelt es sich um überwiegend sandige Schüttungen, die aus südlicher und südwestlicher Richtung in das Becken gelangten. Der Mittlere Buntsandstein besteht aus kalkhaltigen Ton- und Feinsandsteinen, die geringe Anteile Schluff und teilweise auch Mittelsand enthalten. Im Oberen Buntsandstein (Röt) führte die zunehmende Einebnung der umliegenden Hochgebiete dazu, dass die Ablagerungen feinkörniger wurden. Es treten vor allem tonig-evaporitische Sedimente auf. Im Dinslakener Graben finden sich Gips, Anhydrit und dolomitische Tonsteine. Diese sind von geringer Mächtigkeit oder fehlen nach Südosten hin ganz. Muschelkalk und Keuper sind im Untergrund von Dinslaken nicht bekannt, gleichwohl im näheren Umfeld durch Bohrungen nachgewiesen.

Jura

Im Jura drang von Norden her das Meer bis in an den Niederrhein und in das Ruhrgebiet vor. Die Küste lag im südlichen Ruhrgebiet, wo die Rheinische Masse als Festlandsblock aus dem Jura-Meer ragte. Liassische Sedimente, darunter Eisenoolithe, Ton- und Mergelsteine, sind nordwestlich von Dinslaken erhalten geblieben. Im Untergrund des Dinslakener Stadtgebietes treten sich nicht auf, da sie dort wahrscheinlich schon ab dem Malm abgetragen wurden. Im Malm stellten sich wieder festländische Bedingungen am Niederrhein ein.

Kreide

Zu Beginn der Unterkreide lagen Dinslaken und der Niederrhein noch auf dem Festland. Im Hauterive wurde der Raum Dinslaken dann erstmals von einem Kreide-Meer erreicht, das sich anschließend nochmals nach Norden zurückzog. Im Alb und verstärkt ab dem Cenoman wurden Niederrhein und Ruhrgebiet dann von einem warmen Flachmeer bedeckt.

Dabei überflutete das Meer eine flache, weitgehend eingeebnete Landschaft. Die marinen Schichten der Kreide liegen daher diskordant über den variszisch gefalteten Karbon-Ablagerungen. Dinslaken lag am Südwestrand dieses Meeresbeckens, dessen Zentrum sich im zentralen Münsterland befand. Entsprechend nimmt die Mächtigkeit der marinen Kreide-Sedimente vom Rand zum Beckenzentrum hin zu.

Die Oberkreide im Raum Dinslaken ist geprägt durch ihre Küstennähe, was sich bemerkbar macht in höheren Sand- und Glaukonitgehalten bzw. niedrigeren Karbonatanteilen als bei zeitlich entsprechenden Schichten im Münsterland. Zudem ist die Schichtenfolge am Beckenrand unvollständiger entwickelt.

Im Gebiet von Dinslaken entstanden daher vor allem sandig-mergelige, untergeordnet auch tonig-karbonatische Schichten. Die sandreichen Lagen weisen durch das Mineral Glaukonit eine typische Grünfärbung auf. Die Ablagerungen reichen von der Cenoman- bis in die Campan-Stufe.

Die Kreide ist im gesamten im Stadtgebiet von Dinslaken vorhanden, steht aber nirgendwo direkt an der Oberfläche an, da sie von jüngeren Ablagerungen des Tertiärs und Quartärs überdeckt wird.

KreideBeginn und Ende in Millionen Jahren vor heute
Oberkreide 10066
Unterkreide 145100

Gliederung des Systems Kreide

Tertiär

Im Paleozän erreichte das Meer von Norden her den nördlichen Niederrhein. Dinslaken wurde von diesem Meeresvorstoß jedoch nicht erreicht. Im anschließenden Eozän bildete sich nach dem Rückzug des Meeres eine reliefarme Ebene aus, in der es bei feuchtwarmen Klimabedingungen zu einer intensiven Verwitterung der anstehenden Gesteine kam.

Im Oligozän führten tektonische Bewegungen zu einer Absenkung des Niederrheingebietes. Es begannen sich allmählich die Konturen der heutigen Niederrheinischen Bucht auszubilden. Konsequenz der Senkungsbewegungen war das Vordringen des Meeres nach Dinslaken und darüber hinaus bis in die Randbereiche des Bergischen Landes. Die dabei abgelagerten Meeressedimente im Raum Dinslaken gehören in die Rupel- und Chatt-Stufe.

Ablagerungen der Rupel-Stufe beginnen mit den Walsum-Schichten aus Feinsanden mit geringen Schluff- und Karbonatgehalten, die im Hangenden mit deutlicher Abgrenzung von den karbonatisch-tonigen Ratingen-Schichten überlagert werden. Letztere enthalten neben Einschaltungen von Mergelsteinen auch deutlich sandige Lagen.

Im Hangenden folgen die schluffig-feinsandigen Lintfort-Schichten mit einer lokal variierende Zusammensetzung. Neben schluffig-tonigen Lagen sind sie insbesondere in den höheren Abschnitten stärker feinsandig. Ohne scharfe Grenze gehen die Lintfort-Schichten in die fossilreichen Grafenberg-Schichten über, die bereits in die Chatt-Stufe gehören. Sie bestehen überwiegend aus schluffig-feinsandigen Sedimenten.

Im Chatt erreichte die Nordsee in der Niederrheinischen Bucht ihre größte Ausdehnung. An der Oligozän-/Miozän-Grenze führten tektonische Hebungsbewegungen schließlich zum Rückzug des Meeres aus dem Niederrheingebiet. Damit endete die tertiärzeitliche Sedimentation im Stadtgebiet von Dinslaken.

Die oligozänen Meeresablagerungen sind in Dinslaken bis auf die Grafenberg-Schichten, die nur im äußeren Nordwesten erhalten geblieben sind, durchweg vorhanden. In der Regel werden sie von quartärzeitlichen Lockersedimenten überdeckt. Im Nordosten des Stadtgebietes allerdings reichen die Lintfort-Schichten bis an oder nahe an die Oberfläche.

TertiärBeginn und Ende in Millionen Jahren vor heute
Pliozän5,32,5
Miozän235,3
Oligozän3423
Eozän5634
Paleozän6656

Gliederung des Systems Tertiär

Quartär

Das Quartär ist geprägt durch den mehrfachen Wechsel von Kalt- und Warmzeiten. Im Verlaufe des Quartärs breitete sich von Skandinavien mehrfach eine geschlossene Eismasse aus, die bis nach Mitteleuropa reichte. Der Niederrhein ist aber wohl nur während der Saale-Kaltzeit vom Inlandeis erreicht worden.

Die Ablagerungen des Quartärs im Stadtgebiet von Dinslaken bestehen vor allem aus kaltzeitlichen Terrassensedimenten von Rhein, Emscher und Ruhr und ihren Hochflutauflagerungen. Aber auch Grundmoräne und äolische Sedimente gehören dazu. Im Untergrund finden sich zudem tonig-schluffige Ablagerungen aus der Holstein-Warmzeit.

Die Hauptterrasse des Rheins, die vor der Elster-Kaltzeit entstand, ist in ihrer Position als höchstgelegene Terrasse im Nordosten Dinslakens erhalten geblieben und liegt dort an der Oberfläche. Die Untere Mittelterrasse 1 ist eine Ablagerung aus der Elster-Kaltzeit. Sie ist großflächig im Untergrund vorhanden und liegt Sedimenten aus dem Tertiär auf. Sie wurde von der Ruhr aufgeschottert, die weiter nördlich als heute in den Rhein mündete.

In Dinslaken und an anderen Orten im nordwestlichen Ruhrgebiet treten im Hangenden der Untere Mittelterrasse 1 gebietsweise schluffig-tonige Sedimente auf, die als Sterkrade-Schichten bezeichnet werden und der Holstein-Warmzeit zugerechnet werden. Es handelt sich dabei um Ablagerungen der Emscher.

In der Saale-Kaltzeit wurde der Niederrhein nur während es Drenthe-Stadiums vom Inlandeis erreicht. Vor und nach dem Vordringen der saalezeitlichen Gletscher wurde die Untere Mittelterrasse 2 von Rhein, Ruhr und Emscher aufgeschottert. Der bis zu 10 m mächtige Terrassenkörper besteht vor allem aus sandigem Kies und kiesigem Sand, in den schluffig-sandige Linsen eingeschaltet sind. Im Osten des Dinslakener Stadtgebietes befindet sich die Untere Mittelterrasse 2 im Hangenden der Sterkrade-Schichten und wird ihrerseits von der Grundmoräne überlagert. Sie erreicht daher nur an ganz wenigen Stellen die Oberfläche. Im westlichen Stadtgebiet wird die Untere Mittelterrasse 2 von der weichselzeitlichen Niederterrasse überlagert und liegt ihrerseits über der Unteren Mittelterrasse 1 oder tertiärzeitlichen Sedimenten.

Das saalezeitliche Inlandeis führte zur großflächigen Ablagerung einer Grundmoräne. Diese entwickelte sich vorwiegend als Lokalmoräne, deren Zusammensetzung im starken Maße die Sedimentzusammensetzung der damaligen Geländeoberfläche widerspiegelt. Im Kontaktbereich zu den sandigen Terrassenablagerungen entstanden daher entsprechend sandreiche Grundmoränen. Die Grundmoräne ist in fast geschlossener Verbreitung in den östlich gelegenen, topographisch höher positionierten Teilen Dinslakens vorzufinden. Nach Westen grenzt sie fast immer gegen die Niederterrasse.

In der Weichsel-Kaltzeit blieb der Niederrhein eisfrei. Es herrschte ein Periglazialklima. Der Rhein schotterte die Niederterrasse auf, die sich morphologisch in eine Ältere und eine Jüngere Niederterrasse unterteilen lässt. Im Spätglazial lagerten sich lehmige und sandige Hochflutsedimente auf der Niederterrasse ab. Hochflutsande waren auch das Ausgangsmaterial für äolische Sedimente in Form von Flugsand und Dünen. Die Flugsandbildung dauerte an bis in das Holozän.

Zu Beginn des Holozäns erfolgte eine schnelle Erwärmung. Wald breitete sich am Niederrhein aus und die Flüsse tieften sich in den Untergrund ein. Der Rhein, der während der vorherigen Kaltzeit ein verwildertes Flussystem ausgebildet hatte, konzentrierte sich auf eine Rinne und begann zu mäandrieren.

QuartärBeginn und Ende in Millionen Jahren vor heute
Holozän 0,011heute
Pleistozän 2,50,011

Gliederung des Systems Quartär

Tektonik

Der mächtige Sedimentstapel, der sich im Verlaufe des Oberkarbons in der Subvariszischen Saumtiefe angesammelt hatte, wurde in der Asturischen Phase im späten Oberkarbon gefaltet und zum Variszischen Gebirge herausgehoben. Dabei wurden die Karbon-Schichten in weitgespannte Falten gelegt. Zu diesen Großstrukturen zählt die trogförmige Lippe-Hauptmulde, die den Untergrund des Dinslakener Stadtgebietes durchzieht.

Der gesamte karbone Schichtenstapel wurde durch die Gebirgsbildung nach Nordwesten verkippt, so dass Gesteine des Karbons heute nur im südlichen Ruhrgebiet an der Oberfläche anstehen. In Richtung Norden und Westen verschwindet die Karbon-Oberfläche unter einem zunehmend mächtigeren Deckgebirge aus jüngeren Sedimenten. Nach Norden und Westen hin nimmt auch die Faltungsintensität ab und läuft im südlichen Münsterland und am Niederrhein schließlich aus. Das dortige Karbon ist daher in ungefalteter Lagerung anzutreffen.

Der Kontakt zwischen Karbon und Deckgebirge ist diskordant. Dies zeigt an, dass die karbone Landoberfläche nach der Auffaltung des Gebirges eingeebnet wurde, ehe es zur Ablagerung neuer Sediment kam.

Zahlreiche Abschiebungen durchziehen das Steinkohlengebirge und die Deckschichten und gliedern den Untergrund in Graben- und Horststrukturen. Sie sind Ausdruck von tektonischen Bewegungen in postvariszischer Zeit. Dabei kam es sowohl zu Dehungs- als auch zu Einengungsbewegungen.

Literatur

DROZDZEWSKI, G. & WREDE, V. (1994): Faltung und Bruchtektonik - Analyse der Tektonik im Subvariszicum. - Fortschr. Geol. Rheinld. u. Westf. 38: 7-187, 101 Abb., 2 Tab., 2 Taf.; Krefeld

GRABERT, H. (1998): Abriß der Geologie von Nordrhein-Westfalen. - 351 S., 204 Abb., 11 Tab.; Stuttgart

JANSEN, F. (1995): Erläuterungen zu Blatt 4406 Dinslaken. - Geol. Kt. Nordrh.-Westf. 1:25000, 166 S., 15 Abb., 15 Tab., 4 Taf.; Krefeld

KLOSTERMANN, J. (1992): Das Quartär der Niederrheinischen Bucht. - 200 S., 30 Abb., 8. Tab., 2 Taf.; Krefeld

SKUPIN, K. & ZANDSTRA, J.G. (2010): Gletscher der Saale-Kaltzeit am Niederrhein. - 117 S., 30. Abb.; Krefeld

WALTER, R. (2003): Erdgeschichte. - 325 S., 104 Abb., 5. Auflage; Berlin