Kieselhölzer der Löwensteinformation

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Holztracheiden Verformungen und andere Besonderheiten.

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Im unteren Itz-Grund, nördlich von Bamberg, gelangen bei der Feldbearbeitung auf einem eng begrenzten Areal immer wieder Kieselhölzer an die Oberfläche.
Schon 1864 beschreibt Th. Schrüfer von dieser Fundstelle große Koniferen Stämme.
Das fündige Gebiet bei Rattelsdorf wurde von Hans Jakob wiederentdeckt und beschrieben. Es handelt sich um Ablagerungen des „Oberen Burgsandstein“, Löwensteinformation, im mittleren Keuper der Trias.

Die Jakob`sche Sammlung befindet sich im Archiv des Naturkunde-Museums Bamberg.
Jahrelange eigene Aufsammlungen, sowie die anschließende Bearbeitung ausgesuchter Fundstücke führten zu einigen außergewöhnlichen Beobachtungen.

Die brüchigen Holzrelikte sind nicht dicht (amorph) verkieselt, sondern eher in kristalliner Ausprägung erhalten, wodurch sich oft bevorzugte Bruchrichtungen bilden. Die radiale Bruchfläche ist an fast allen Fundstücken zu finden, neben den ebenfalls häufigen Abspaltungen auf der „Zylinder-Fläche“ von Zuwachszonen. Die Bruchflächen weisen gewöhnlich eine beige und/oder rote sekundäre Verwitterungsrinde auf. Nicht orientierte Bruchflächen (meist verursacht bei der Feldbearbeitung) zeigen die graue Farbe der Matrix.
Am großen Krümmungsradius (bei Bruch entlang Zuwachszonen) einiger Fundstücke lassen sich Stammdurchmesser bis zu 70cm errechnen!
Mikroskopische Untersuchungen zeigen Zellwände die durch fortgeschrittene Delignifizierung (Pilzfraß) unterschiedlich stark abgebaut sind. 
Die strukturbietenden Hölzer, wohl vom Agathoxylon-Typ (Dadoxylon), können nicht weit transportiert sein. Die Bruchflächen sind scharfkantig begrenzt, es kommen keine Abrollerscheinungen, Kantenrundungen oder Wind/Wasserschliff-Flächen vor. Im Fundgebiet und der gesamten Umgebung streichen auch keine Schotterfächer aus, die einen Transport durch Fließgewässer nahelegen.
Es handelt sich jedoch um keine autochthone Lagerstätte!

Wo Kieselhölzer zu finden sind, sind auch immer fein- bis mittel-körnige Sandsteinbrocken aus dem „Oberen Burgsandstein“ vorhanden.
Es kann davon ausgegangen werden, dass im Untergrund nach wie vor größere Stämme im Sandstein dieser sekundären Lagerstätte liegen. Immer wieder sind auf Fundstücken mineralisch gebundene Anhaftungen von Sanden dieses Untergrundes zu beobachten. Eine erhöhte Radioaktivität konnte bei den Fundstücken bisher nicht festgestellt werden.

Die Fundmöglichkeiten haben sich in den letzten Jahren durch die veränderte Feldbearbeitung und durch die Aussaat von Gründüngung als Zwischenfrucht deutlich verschlechtert. Durch das oberflächliche Grubbern der Felder werden keine Hölzer mehr aus den tieferen Schichten an die Oberfläche gebracht.

 

Tracheiden-Verformungen vor der Einkieselung.

Erstmalig bei den Kieselhölzern aus der Region, konnte in einem radialen Scherriss (Länge ca. 16cm) auf der Fläche eines Tangential Schnitts (Holzlänge ca. 18cm) außergewöhnliche Tracheiden Verformungen dokumentiert werden. Vermutlich durch einen axialen Versatz (Scherung) der beiden Kluft Seiten zueinander kam es zu einer spiraligen Aufrollung von Holzzellen. Die Spiralen sind zwischen 0,5 und 2,5 mm im Durchmesser und verteilen sich in Gruppen über die gesamte Spaltlänge. In den meisten Fällen sind mehrere Zellreihen von beiden Riss-Seiten am Aufbau einer Spirale beteiligt. Alle Spiralen in der Kluft zeigen die gleiche „Wickelorientierung“. Die außerordentliche Flexibilität der Tracheiden legt nahe, dass dieses Holz zur Zeit des Geschehens sehr gut durchfeuchtet war.
Inventar Nr. Ra17.

Die 16 cm lange Scherkluft, zieht sich von Bildmitte links leicht ansteigend bis zum rechten Bildrand.
Diese Richtung entspricht auch der Wuchsrichtung des Baumes.

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Eine Gruppe mit 5 großen und 4 kleinen Spiralen.
Daraus detailiert die 2. Spirale von rechts.
Detail: die Länge des Scherwegs war groß genug,
um zwei ehemals benachbarte kleine Spiralen
in den Verbund mit der Größeren einzubeziehen.

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Die beiden großen Spiralen sollten die Kluft Breite
durch das Abschälen von Zellverbänden eigentlich erweitern,
jedoch wirkten möglicherweise Schrumpfungskräfte dagegen.
Die axialen Tracheiden Stränge wurden (von unten) zwischen
die Spiralen in die Kluft gepresst.
Die Zellstränge von Unter- und Ober-Seite der Kluft unterlagen
im Verlauf der Aufwicklung einer immer stärkeren Kompression.

 

Tracheiden „Brücken“.

Gelegentlich sind auskristallisierte Schrumpfungsrisse zu beobachten, mit ungebrochenen Tracheiden Bündeln, die Kluft überspannend (>2mm) noch beidseitig angebunden sind. Solche Zellbrücken könnten die Ausgangsbasis für die oben beschriebene Spiralbildung sein. Die Risse nehmen ihren Ausgang vorwiegend dort, wo Markstrahlen die Holzstruktur kreuzen.  
Inventar Nr. Ra14.

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Weitere Besonderheiten an Hölzern dieser Fundregion:

In Tangential Schnitten treten häufig Ästchen-Strahlen auf. Konzentrisch um den „Mittelkern“ dieser Ästchen sind häufig kurze Tracheiden Reihen erhalten. Auch in diesen „Mittelkernen“ ist teilweise Zellerhaltung des Marks zu erkennen. Zellverbänden in der axialen Wuchsrichtung des Baumes weichen diese Ästchen tropfenförmig aus. 
Inventar Nr. Ra14.

Polierter Tangentialschnitt (Bildbreite 14.5cm) mir einer großen Anzahl von Ästchen Strahlen.

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Vergrößertes Detail aus obigem Fundstück. Mikroskop-Aufnahme eines Ästchen-Strahls
(D=4mm) mit lakunösem Mark, umgeben von
einem Tracheiden-Ring mit Markstrahlen.

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Kieselholz-Bruchstücke mit ausmineralisierten Klüften oder auch dichte Quarz Kristallrasen auf den Bruchflächen und in Fäulnis-Hohlräumen sind nicht selten. Die Klüfte können mit Quarz, kristallinem Quarz oder rotem Chalcedon verfüllt sein.

Komplett mir Quarz verfüllte Schrumpfungsrisse, die das Holz radial durchdringen. Inventar Nr.
Ra 16/14.

Rauchquarze in einer Fäulniskluft.
Inventar Nr.Ra10.        

Bunter Quarz-Kristallrasen auf einer Radial-Bruchfläche.
Inventar Nr. Ra 4.

Bei den Lesefunden fluoresziert nur die beige/rötliche Verwitterungsrinde der Bruchflächen in schönen rot-orangenen Farben, während bearbeitete Flächen nicht oder nur noch partiell fluoreszieren. Querbrüche und Abspaltungsflächen die bei der Feldbearbeitung entstanden sind, reagieren ebenfalls nicht auf langwelliges UV-Licht.

Vier Hölzer bei Kunstlicht und bei langwelligem (395 nm) UV Licht fotografiert.

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Auf Radial-Bruchflächen sind Markstrahlen, manchmal auch Ästchen-Strahlen deutlich zu erkennen, die den Holzzellenverband quer durchbrechen.
Inventar Nr. Ra 18 (rechts).

Die Tracheiden auf diesen radialen Bruchflächen sind oft in durchscheinendem beige/gelbem Quarz erhalten. Diese Erhaltungsform ermöglicht gelegentlich die Beobachtung von Hoftüpfeln ohne die sonst erforderlichen aufwendige Dünnschliff Technik.

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Erstmalig konnte im Jahr 2018 dann doch ein stark abgerolltes Holz gefunden werden. Wie dieser außergewöhnliche Fund interpretiert werden kann, ist noch völlig unklar. Der Brocken ist ca. 25 cm lang, 15 cm hoch und 10 cm dick. Partiell ist die Oberfläche beim Transport und/oder durch Wind-/Wasser-Schliff geglättet und poliert.

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Meinen besonderen Dank an:

Herrn Hans Peter Schurr für die Mikroskop-Fotografien und die interessanten Gespräche.

Herrn Stefan Franz für die Möglichkeit und tatkräftige Mithilfe bei der Schneid-, Schleif- und Polier-Arbeit an Kieselhölzern für mikroskopische Untersuchungen und für die zahlreichen gemeinsamen Sammelexkursionen.

Quellenverzeichnis:
AUMANN, G.
(1966) Erdgeschichte des Coburger Landes.-Sonderband Nr.1; Naturkunde-
 Museum Coburg.
JAKOB, H. (1972) Geologisch-mineralogische Beobachtungen an Kieselhölzern aus dem
 fränkischen Keuper.- Geol. Bl. NO-Bayern, 22: 149-161; Erlangen.
KELBER K.P. (2007) Die Erhaltung und paläobiologische Bedeutung der fossilen Hölzer aus
 dem süddeutschen Keuper (Trias, Ladinium bis Rhätium).- in SCHÜSSLER, H. und SIMON,
 Th. (2007) -Aus Holz wird Stein-Kieselhölzer aus dem Keuper Frankens.- 37-100 –
Verlag Eppe, Bergareute.
LANDMESSER, M. (1994): Zur Entstehung von Kieselhölzern.-extra Lapis, 7: 49-80
LORENZ, J. & JUNG, J. (2009) Die Mainkiesel-haben Goldwäscher eine Chance? Über die
 Sedimente des Mains, ihre Herkunft und den früheren Lauf des Flusses.- Der Main-Echo-
 Onlinedienst.
RUMPEL, D. (1979) Die Herkunft der Kieselhölzer im fränkischen Raum.- Geol. Bl. NO-                                               
 Bayern, 29: 205-223; Erlangen.
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 fränkischen Fundstellen.- Geol. Bl. NO-Bayern, 32: 45-57; Erlangen.
SCHÜSSLER, H. und SIMON, Th. (2007) Aus Holz wird Stein-Kieselhölzer aus dem Keuper
 Frankens.- Verlag Eppe, Bergareute.
VOGELLEHNER, D. (1965) Untersuchungen zur Anatomie und Systematik der verkieselten
 Hölzer aus dem fränkischen und südthüringischen Keuper.- Erlanger Geol. Abh., 59:1-76;
 Erlangen.

c-cfk 01.2019

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