Grotte Hermans

In der Wand des verlassenen Kiesgruben Hermans, nordöstlich von As, sind wichtige geologische Phänomene deutlich erkennbar. Die Kiesgrube ist für die Untersuchung der Ablagerungen und der Entstehung des Kempen-Plateaus (Hauptterrasse der Maas) während des Quartärs (seit 2,5 Millionen Jahren) von großer Bedeutung. Physische Geografie Lage Die nun verlassene Grube befindet sich in einer Höhe von 85-90 Metern +TAW, an einem natürlichen Steilrand im Norden eines trockenen Seitentals der Bosbeek. Hinter der Kiesgrube liegt eine Bepflanzung mit Kiefern, nordöstlich und nordwestlich einige Parzellen Mischwald. Die immense Wand der Kiesgrube, mit einer Höhe von 15-20 Metern und einer Länge von etwa 700 Metern, schließt ein dickes Paket roter Kiesel des quartären Alters frei, das auf tertiären Sanden (Mitglied von Genk) ruht. Geologie Die lokal vertikale Wand der Grube bildet kein einheitliches Ganzes, sondern besteht aus einer Abfolge von Kies-, Sand- und Tonschichten. Diese Schichten sind in ihrem Umfang begrenzt und bilden meist Ablagerungen in kleinen, flachen Gräben. Lateral wechseln in der Wand der Grube verschiedene Schichten einander ab. Vertikal dagegen gibt es stets eine deutliche Abfolge. Folglich kann die Ablagerung in verschiedene Pakete unterteilt werden. Jedes Paket besteht an der Basis aus einer Schicht grober Kiesel, die nach oben hin feiner wird, in eine Sandschicht übergeht und in einigen Fällen sogar in eine Tonschicht. Oben auf der Tonschicht beginnt ein neues Paket, dessen Basis erneut aus einer Kieselschicht besteht. Daraus kann abgeleitet werden, dass das Kiespaket nicht als homogenes Ganzes abgelagert wurde. Die Sedimentation erfolgte in zahlreichen kleinen, flachen Betten, manchmal weniger als 20 Meter breit, die in einem gleichen horizontalen Plan in einer Bettenkiefer abgelagert wurden, in einem anderen Graben jedoch Sand und anderswo Ton. Dieses Flusssystem wurde manchmal durch eine bedeutende Ablagerung von grobem Material unterbrochen. Danach begann dieser Zyklus erneut. Das Kiespaket wurde von einem sogenannten verwilderten Flussgebildet, der zahlreiche Arme hatte, die je nach Ort und Zeit verschiedene Arten von Material ablagerten. Diese fluvio-periglaziale Ablagerung war möglich, weil Massenbewegungen an den Hängen große Sedimentpakete zu den Talböden brachten, die Flusslasten stark erhöhten und dann die vertikale Erosion ausschalteten. An verschiedenen Stellen im Profil kommen häufig großvolumige Kiesblöcke vor, manchmal von mehr als 1 Kubikmeter. Die einzig mögliche Erklärung für das Vorhandensein dieser Blöcke ist, dass sie auf Eisplatten transportiert und abgelagert wurden, als diese zu klein wurden, um solche schweren Lasten zu tragen. Dies setzt voraus, dass die Ablagerung während einer kalten Periode stattfand. An der Oberseite des Kiespakets ist die horizontale Schichtung der ursprünglichen Ablagerung verschwunden. Die Kiesoberfläche ist über eine Höhe von etwa 2 Metern wellig und besteht aus einer regelmäßigen Abwechslung von Löchern und Hügeln. Die Hügel wurden durch Kiesel gebildet, die nach oben geschoben wurden und deren Längsachse eine vertikale Richtung zeigt, während die Löcher mit tonhaltigen Decksanden aufgefüllt wurden, die vom Wind gebracht wurden. Es ist auch auffällig, dass die Unterseiten der Löcher konkav bis flach sind und nahezu immer in derselben Tiefe vorkommen. Die Sandsäcke werden unten gewissermaßen durch eine horizontale Fläche begrenzt, die durch die Grube verläuft. Bei der Abtragung der Oberseite zeigt sich, dass die sichtbaren Kieskuppeln einander zu Polygonen verbinden. Diese Kiespolygonen umgeben einen zentralen Kern aus feinem Material. Das Ganze bildet einen polygonalen Boden, der heute nur noch in arktischen Gebieten gebildet wird. Über die Entstehungsweise von polygonalen Böden gibt es unterschiedliche Meinungen. Dieser Prozess lässt sich am besten durch eine Theorie der Konvektionsströme erklären. Am Ende des arktischen Sommers friert die aufgetaute obere Bodenschicht oder Mollisol jeweils erneut von der Oberfläche her ein und dehnt sich nach unten aus. Das Mollisol zeichnet sich durch Material mit einem hohen Feuchtigkeitsgrad aus, in dem plastische Verformungen auftreten können. Schließlich entstehen im Mollisol - zwischen der oberflächlichen gefrorenen Schicht und dem Permafrost oder permanent liegenden Schichten - durch den inneren Druck Konvektionsströme, die dazu führen, dass sich die unteren Schichten des noch nicht gefrorenen Teils nach oben bewegen. Die Kiesel werden nach oben geschoben und bilden allmählich Hügel. Die Senken zwischen den nach oben geschobenen Hügeln werden mit Decksand aufgefüllt. Die Basis der Sandsäcke entspricht der Oberseite des damaligen Permafrosts. Dabei steht die Längsachse der Steine senkrecht auf (geringster Widerstand). Dieser polygonale Boden entspricht einer bedeutenden Kälteperiode nach der Kiesablagerung. Im Kiespaket selbst treten in variabler Tiefe ebenfalls Kryoturbationen auf. Im westlichen Teil der Grube (ca. 100 Meter vom Ende entfernt, etwa 15 Meter von der Spitze) ist eine Tonschicht zusammen mit den umgebenden Kieseln stark durch Frostverarbeitung verformt, während die darüber liegenden Sedimente wieder horizontal geschichtet sind. Diese Kryoturbationen sind während der Kiesablagerungen selbst (syngenetisch) entstanden und beweisen daher, dass die Ablagerung während einer kalten Periode stattfand. Die Hauptterrasse der Maas Dass die Hauptterrasse der Kempen, zu der diese Grube gehört, eine Maasablagerung ist, zeigt sich bereits aus dem morphologischen Element, dass sie sich beiderseits des Maas-Tals befindet und auch abwärts der Maas verfolgt werden kann. Die Kiesel im östlichen Teil dieser Hauptterrasse bilden petrographisch eine homogene Population, die sich nördlich der Steilrand Bree-Grote Brogel erstreckt. Das Kiespaket bildet das Fundament des gesamten Kempen-Plateaus, das aus kontinuierlichen fluviatilen Sand- und Kiesablagerungen aufgebaut ist. Nach Norden kann die Dicke des Kiespakets variieren. Das Kiespaket ist nur lokal mit Deck- oder Dünen-Sanden bedeckt, in denen sich der heutige Podzolboden entwickelt hat. An verschiedenen Stellen treten diese sogenannten groben Kiesel an die Oberfläche oder werden von einer dünnen Sandschicht bedeckt. Die Ablagerungen des Kempen-Plateaus stammen überwiegend von der Maas, aber in der Sandfacies befinden sich ebenfalls Rheinalagerstätten. Die Grube Hermans befindet sich im Kiesfacies, der jüngsten Ablagerung, die im Kempen-Plateau vorkommt. Die Ablagerung ist gut wasserdurchlässig und enthält keine nährenden Bestandteile. Der Grundwasserspiegel liegt tief gegen den östlichen Plateau-Rand. Weiter westlich befindet sich der Grundwasserspiegel höher. Die Plateau-Kiesel zeichnen sich durch eine dominante rotbraune Farbe aus, die zum Boden hin intensiver wird. Lokal wird diese Art von Kies "Waldkies" genannt, um sie vom reinen, grauen "Maaskies" zu unterscheiden. Die rotbraune Farbe aufgrund von Eisenanreicherung in Form von ablösbaren Kügelchen rund um den Kies-Ton ist ein sekundäres Merkmal, ein Phänomen, das sich nach der Ablagerung des Kiespakets ereignet hat. Lokal kommen auch schwarze Manganausprägungen vor. Verwitterbare Minerale sind aus der Ablagerung verschwunden. Unter anderem deuten die rotbraune Farbe der Kiesel, die schwarzen Manganausprägungen und das Fehlen von verwitterbaren Mineralen auf eine starke Verwitterung nach den Kiesablagerungen hin. Dieser fossile Boden wurde analog zu den bestehenden Podzolböden in einem warmen Klima gebildet und wird unter dem Namen "Boden von As" beschrieben. Er entstand nach der Kiesablagerung, aber vor der Ablagerung der gelben Decksande und der Bildung des polygonalen Bodens. Dieser fossile Boden wurde sehr wahrscheinlich während einer oder mehrerer warmer Perioden des Mittelpleistozäns (850.000 bis 130.000 Jahren) gebildet, unter anderem sehr wahrscheinlich auch während des Holstein-Interglazials (370.000 bis 130.000 Jahren). Sowohl die mineralogische als auch die petrographische Untersuchung der Ablagerungen zeigt, dass diese überwiegend von den damals noch steigenden Ardennen stammen. Die eckigen Silex kommen von den Kreidefelsen, die bei Visé und Maastricht freigelegt sind. Manchmal kann zwischen den feinen Kieseln auch verwitterter Granit gefunden werden, der aus den Vogesen und entlang der Mosel (damals noch ein Nebenfluss der Maas) gebracht wurde. Die häufigsten Kiesel sind: Quarz, vor allem Gangquarz; sehr zahlreiche Quarzit, insbesondere revinien-Quarzit (große Blöcke, gekennzeichnet durch Pyritabdrücke und häufig mit sekundären Gängen Quarz); Sandsteine, unter anderem rote Devon-Sandsteine und feine Spirifer-Sandsteine; Konglomerate (mit großen Blöcken rotem Konglomerat von Burnot), Silex oder Feuerstein, meist sehr eckig. Die abgerundeten Feuersteine stammen aus den Basis-Kieseln der tertiären Schichten.

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