Geologie (Lithologie und Stratigraphie)
Lithologie
Unter Lithologie versteht man das Aussehen und die Zusammensetzung eines bestimmten Gesteins. Im Falle der Solnhofener Plattenkalke entspricht dies einem sehr hellen und feinem Kalkgestein, das in unterschiedlichen Mächtigkeiten schichtweise abgelagert wurde. Die Schichtdicke kann von wenigen Millimetern bis mehrere Dezimetern betragen. Prinzipiell spricht man in den typischen Plattenkalken von Flinzen und Fäulen. Diese Begriffe wurden aus dem Jargon der Steinbrucharbeiter in die Wissenschaft übernommen und sind heute somit offiziell anerkannt.
In den Solnhofener Schichten bezeichnet man Ablagerungen mit mind. 1,0 cm und bis zu 30,0 cm Plattenstärke, als Flinz. Diese sehr harten und feinstkörnigen Plattenkalke besitzen einen sehr hohen Kalkgehalt (96-98% Kalziumkarbonat, CaCo3) und eignen sich dadurch bestens für die industrielle Nutzung. Weiche und feinstgeschichtete mergelige Lagen mit einem Kalkgehalt von 85-91% Kalziumkarbonat, die in Wechsellagerung mit den Flinzen auftreten, werden als Fäulen bezeichnet. „Krumme Lagen“ (Schichten mit Gleit- und Faltstrukturen), die hin und wieder in den Plattenkalk-Profilen auftreten, bilden wichtige Leithorizonte. Diese entstanden durch Abgleiten halbverfestigter Seesedimente vom Wannenrand, die womöglich durch Seebeben ausgelöst wurden.
Stratigraphie
Um die Solnhofener Schichten in die geologische Zeitskala (Stratigraphie) einzugliedern, bedient sich die Geologie physikalischer Methoden, wie die der absoluten Altersdatierung. Hier wird mit Hilfe von Gesteinsanalysen und Isotopen das genaue Alter der Sedimente bestimmt. Somit beläuft sich das absolute Alter der Plattenkalke auf 150 Mio. Jahre. In der stratigraphischen Tabelle ist dies die Zeit des Tithoniums, Solnhofen-Formation (Oberjura). Um eine noch genauere Datierung zu erreichen, haben Paläontologen zusätzlich die Biostratigraphie eingeführt. Diese relative Altersmethode basiert auf der Verwendung von Leitfossilien, die bestimmte Kriterien erfüllen müssen. Neben den eindeutigen Bestimmungsmerkmalen, einer hohen Individuenzahl, der weiten und schnellen geographischen Verbreitung, müssen diese Fossilienart auch eine kurze Lebensdauer (max. 1 Mio. Jahre) besitzen. Das Leitfossil für die Solnhofener Plattenkalke ist der Ammonit Hybonoticeras hybonotum (OPPEL 1863), siehe Abbildung rechts.
Beschreibung der Schichten in Solnofen
Die klassischen Solnhofener Schichten wurden nach Schätzungen während eines Zeitraumes von ca. 500.000 Jahren abgelagert. Dieser Zeitraum ist, geologisch betrachtet, recht kurz - auch wenn es uns als Menschen sehr lange vorkommen mag.
Über den Solnhofener Schichten liegen die Rennertshofener und Usseltalschichten, gefolgt von einzeln vorkommenden Kreidezeitlichen Sanden und Tone. Diese sind meist erodiert so dass diese nur vereinzelt vorkommen.
Darüber befinden sich Schichten aus dem Tertiär (eingeschwemmte Süsswassermolasse) sowie die sog. Bunte Brekzie, auch als Ries-Gries bezeichnet. Diese Schichten stammen vom Impakt des Ries Meteoriten vor ca. 15,2 Millionen Jahren.
Die Solnhofener Schichten selber werden nach oben hin von der so genannten Hangenden Krummen Lage abgeschlossen. Dies sind gleitgefaltete Schichten. Die oberen und unteren Solnhofener Schichten werden durch die Trennende Krumme Lage getrennt. Nach unten hin mehrt sich der fäulenreiche Plattenkalk und wird abgeschlossen durch den Übergang zu Bankigen Kalken.
Generell kann man im Solnhofener Plattenkalk zwei verschiedene Arten von Schiefer unterscheiden, nämlich die so genannten Flinze und die Fäulen. Während die Flinze zum Teil sehr hart sind und aus ca. 97% Calciumkarbonat (kohlensaurer Kalk, CaCo3) bestehen können die Fäulen ziemlich weich sein. Diese haben nur einen ca. 80% Anteil Calciumkarbonat. Daneben finden sich Tonmineralien, Quarz, Magnesium und andere Mineralien in geringen Protzentsatz.
Von wirtschaftlichem Interesse sind nur die Flinze, da diese aufgrund der Härte weiterverarbeitet werden, wohingegen die Fäulen schnell verwittern und meist maschinell abgetragen auf Halde lagern oder der Betonverarbeitung zugeführt werden. Die in den Fäulen vorkommenden Fossilien gehen dabei meist verloren.
Schichtprofil; © Tischlinger in Frickhinger
Unter den Solnhofener Schichten finden sich die Röglinger Bankkalke, gefolgt von ca. 60 Metern tafelbankige Kalke und Dolomite, die sogenannte Schwammrasen-Fazies. Nur in der Gegend um Dollnstein werden diese von ca. 20 Meter mächtigen hellen Bankkalken überlagert.
Unter der Schwammrasenfazies liegt der Treuchtlinger Marmor, welcher abgebaut und als Fensterbänke, Treppen und Fließen Verwendung findet. Schön zu sehen ist der Übergang von Schwammrasen zu Treuchtlinger Marmor an der Burg Pappenheim (Burggarten).
Unter den Schichten des Treuchtlinger Marmors finden sich Mergelkalke, unterbrochen vom so genannten Werkkalk. Abschließend zu diesen Schichten ist eine Glaukonitbank zu finden.