Karbonatische Zementation pleistozäner Lockersedimente Nordwest-Deutschlands

Karbonatische Zementation pleistozäner Locker Sedimente ist in Nordwest-Deutschland weit verbreitet. In 17 untersuchten Aufschlüssen besteht der Zement aus Niedrig-Mg-Kalzit. Der Stoff für die Zementbildung stammt hauptsächlich aus kaltzeitlich transportierten Sedimenten. In diesen ist karbonatischer Detritus besonders lösungsanfällig, da er saubere, meist nicht durch z. B. Fe-Hydroxide oder Biofilme verunreinigte Oberflächen hat und zudem oft fein zerrieben in der Matrix feinkörniger Sedimente (z. B. Grundmoräne) vorkommt. Nur bei einem Aufschluss deuten die Untersuchungsergebnisse darauf hin, dass Grundwasser aus mesozoischen Kalksteinschichten an der Bildung karbonatischer Zementationskörper beteiligt ist. Die untersuchten Zementationskörper bildeten sich überwiegend mehrphasig. Die Zementation begann häufig im wasserungesättigten Milieu (vados). Der dabei entstandene Zement ist in den Zementationskörpern zwar quantitativ unbedeutend. Allerdings zeichnete er zum einen häufig die Form der Zementationskörper vor und diente zum anderen den folgenden Zementationsphasen im wassergesättigten Milieu (phreatisch) als Kristallisationskeim. Die Form karbonatisch zementierter Bereiche wird oft durch das Strömungsverhalten von Sicker- und Grundwasser bestimmt, wobei sich nicht nur Strömungsrichtung und -geschwindigkeit, sondern auch die Strömungsart (laminar, turbulent) auswirken können. Während die Zementation im gering wasserdurchlässigen Sediment überwiegend substratgesteuert ist, geben Zementationskörper im gut wasserdurchlässigen Material Hinweise auf die paläohydrogeologische Situation. Dadurch konnten z. B. schwebende Grundwasser-Stockwerke und teilweise wassergesättigte Bereiche innerhalb der vadosen Zone identifiziert werden. Außerdem fanden sich Hinweise auf Kalzitzementation unter kaltzeitlichen Bedingungen. Dabei fand Zementation wahrscheinlich sowohl unterhalb als auch im unmittelbaren Vorfeld des Inlandeises sowie unter periglazialen Bedingungen im diskontinuierlichen Permafrost statt. Klimatische Einflüsse und die damit verbundene Änderung der Grundwasser-Neubildung sind die einzigen überregionalen Steuerungsfaktoren karbonatischer Zementation pleistozäner Lockersedimente Nordwest-Deutschlands. Die Zementationskörper kommen überwiegend in Elster- bis Saale-zeitlich entstandenen Sedimenten vor. Hinweise auf das Alter der Zementation ergaben sich meist nur im Zusammenhang mit der lokalen geologischen und paläohydrogeologischen Entwicklung. Die Befunde deuten darauf hin, dass sich der überwiegende Teil des Zementes während der Eem-Warmzeit bildete. Kaltzeitliche Zementation während der Saale- und der Weichsel-Kaltzeit hat nur einen geringen Anteil an den Zementationskörpern.