Sedimentologie und Pedologie

Der Schichtaufbau der Sedimente im nördlichen

Vils-Abb. 14: Schematisiertes Profil des Standard-Schichtaufbaus (Legende: s. Anh. 10.3) tal ist in den Rammkernsondierungen ersichtlich.

Auf-schlüsse existieren nicht und das Anlegen von Pro-filgruben ist wegen des geringen Flurabstandes we-nig sinnvoll. Die erbohrten Profile zeigen über den ge-samten Flussverlauf ein relativ einheitliches Bild (Anh.

10.1). Zwischen Vilseck und Freihung können fast flä-chendeckend Auensedimente kartiert werden, die in den meisten Bohrkernen eine hydromorphe Überprä-gung aufweisen. Die Mächtigkeit der feinkörnigen Au-enböden schwankt auf kleinster Fläche jedoch sehr stark. So reicht sie von 27 cm (Profil 6337-111) bis 411 cm (Profil 6336-22) und beträgt im Mittel 142 cm (Median 136 cm). Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Profile über die gesamte Auenbreite verteilt sind und zum Teil auch an den äußeren Auenrändern gelegen sind, wo die Auenlehmverbreitung stark ab-nimmt. Generell nimmt die Mächtigkeit der Auensedi-mente in Richtung Vilseck, das heißt mit Fließrichtung der Vils, zu, wo sie über große Flächen Werte von über 2 m aufweist.

Über die gesamte Laufstrecke der Vils zwischen Vils-eck und Freihung lässt sich ein Standardprofil

auf-stellen (Abb. 14), welches mehr oder weniger einheitlich in jeder Bohrung wiederzufinden

ist. Vom Liegenden zum Hangenden setzt es sich wie folgt zusammen: Zuunterst liegt das verwitterte anstehende Ausgangsgestein (lCv-Horizonte), welches in zwei verschiede-nen Fazies vorliegt. Nördlich von Vilseck, bis etwa Flusskilometer 73, kommen ausnahms-los weiße bis hellgraue Tone vor, die von orangefarbenen oder violett-roten Eisenfahnen durchzogen sind. Es handelt sich um stark kaolinhaltige verwitterte Arkosen der Oberkrei-de (Cenoman/Turon). Zwischen Gressenwöhr und Freihung stehen graublaue oOberkrei-der orange, stark glimmerhaltige Schluffe bis Feinsande an, die stratigraphisch in das Coniac (Oberkrei-de) zu stellen sind (TILLMANN1958).

Darüber liegen kiesige bis sandige fluviatile Sedimente, die im gesamten Vilstal wiederzufin-den sind und als so genannte Vilsschotter bezeichnet werwiederzufin-den. Sie setzen sich im nördlichen Vilstal vorwiegend aus kantengerundeten bis gerundeten Quarzen, Feldspäten und Horn-steingeröllen zusammen, die in allen kiesigen Korngrößenfraktionen vorliegen. Die Matrix besteht ebenfalls hauptsächlich aus Quarz und Feldspat und weist eine orange Eigenfar-be auf. Die Größe der Komponenten lässt auf eine Ablagerung eines frühen, wesentlich dynamischeren Flusses deuten, als es die Vils heute ist. Auf den Kiesen wurden Sande abgelagert, die meist eine graue, braune bis hellbraune Farbe aufweisen. Sie sind oft von orangefarbenen Eisenfahnen durchzogen, die oxidative Verhältnisse in Teilbereichen dieser Sande anzeigen. Die Schichten leiten eine Phase mit zunehmend geringerer Fluvialdyna-mik ein. In ihnen sind häufig Holz- und Pflanzenreste zu finden. Sande und Kiese werden nach AD-HOC-AG BODEN(2005) als alC-Horizonte bezeichnet und enthalten im Mittel 88 % Sand, 6 % Schluff und 5 % Ton im Feinbodenanteil (Korngrößenanalysen an acht Profilen zwischen Vilseck und Freihung, vgl. Kap. 4.2.1).

Im Hangenden schließen sich die feinkörnigeren Auensedimente an, die in den meisten Pro-filen eine hydromorphe Überprägung aufweisen. Ist die Grundwasserbeeinflussung nicht ge-geben, werden die Auensedimente als aM-Horizonte bezeichnet. In 80 % der Profile findet jedoch eine Unterscheidung von reduzierten und/oder oxidierten Bereichen statt und somit eine Unterteilung in aGo- und aGr-Horizonte. Die reduzierten Bereiche sind meist mächti-ger, da die Grundwasseroberfläche sehr hoch ansteht. Sie weisen sehr häufig dunkelgraue, -braune bis schwarze, aber auch hellgraue und grüne Farben auf, die deutlich das umge-bende Milieu anzeigen und typisch für reduzierte Gleyböden sind. Die Korngrößen variieren sehr stark und haben im Mittel Werte von 50 % Sand, 31 % Schluff und 19 % Ton. Die Horizonte sind zumeist organikreich und beinhalten bis zu mehrere Dezimeter große Holz-stücke. Außerdem sind vor allem in den oxidativen Bereichen vereinzelt Holzkohlestückchen sowie in den oberen Bereichen Eisen- und Mangankonkretionen enthalten. Die feinkörnigen

Charakterisierung der Auenprofile 51

Auensedimente, in denen Auengleye entwickelt sind, sind unter ruhigen Fließbedingungen der Vils, vor allem bei Hochwasser in der Aue, flächendeckend abgelagert worden und wer-den rezent bei Hochwasserereignissen akkumuliert. Die aGr-Horizonte werwer-den häufig von Einschaltungen unterschiedlich stark zersetzter Niedermoortorfe (nH-Horizonte) verschie-dener Mächtigkeiten unterbrochen. Die Torfzwischenlagen sind besonders deutlich im Be-reich nördlich von Vilseck und am Leinschlag ausgeprägt und können Überreste verlandeter Flussarme oder Fischteiche sein.

Die Auenlehme im Grundwasserschwankungsbereich (aGo-Horizonte) sind deutlich fein-körniger als die reduzierten Sedimente. Die gemittelten Werte für Sand, Schluff und Ton betragen 29, 45 und 27 %. Sie weisen eine bräunlich rote bis dunkelrote Farbe auf und ent-halten häufig Eisen- und Mangankonkretionen sowie Holzkohle von mehreren Millimetern Durchmesser.

Zur Datierung der Auenablagerungen und der am stärksten belasteten Sedimente wurden an den Bohrkernen 6336-3, -6, -12, 6337-91 und -122 insgesamt zwölf¹⁴C-Datierungen in den Laboratorien des Niedersächsischen Landesamtes für Bodenforschung (NLfB) in Han-nover (Hv) und am Physikalischen Institut der Universität Erlangen-Nürnberg (Erl) durch-geführt (Tab. 6, s. auch Kap. 5.2.1). Die verlässlichsten Daten liefern die Datierungen an den Torfproben, die aus ungestörten Niedermoortorfen innerhalb der Auenablagerungen entnommen wurden. Ferner wurden auch Proben von Holzstücken aus den aGr-Horizonten gezogen, die in den reduzierten Auenlehmen flächendeckend über das gesamte Arbeitsge-biet und in großer Anzahl und Größe enthalten sind.

In der Bohrung 6336-3 bei Gressenwöhr konnte mit der Probe 18 (aGr) die Untergrenze der Auensedimentation auf etwa 4500 BC datiert werden. Auch die Proben 6336-12/22 und 6337-91/22 datieren den Beginn der Auensedimentablagerung nördlich von Vilseck und bei Freihung, allerdings jünger auf 1880-1520 BC bzw. 679-885 AD. Ein vergleichbares Alter für Freihung bietet auch die Datierung des aGr-Horizontes der Bohrung 122 mit 1338-1400 AD. Da die Probennahme in diesem Fall jedoch nicht direkt an der Basis der Schicht erfolgt ist, liegt der Beginn der Auenlehmsedimentation noch weiter zurück. Das jüngste Datum aus dem Profil 6336-3 repräsentiert ein Alter von 1245 AD der reduzierten Auensedimente.

In den darüberliegenden oxidierten Horizonten (aGo) steigen die Bleigehalte sehr stark bis auf 1789 mg/kg an. Sofern das Blei partikulär synsedimentär eingetragen und aufgrund der geringen Löslichkeit in den oberflächennahen Horizonten auch nicht verlagert wurde, ist daher eine Ablagerung nach 1245 AD zu belegen.

Im Profil 6336-6 konnten die Niedermoortorfeinschaltungen zwischen den aGr-Horizonten datiert werden (Abb. 55 im Anhang). Die unterste Torflage bei 244-266 cm kann an der Basis auf 10935-10295 BC datiert werden und ist stratigraphisch noch in das Spätglazial zu stellen. Das Ende der Torfbildung fällt in die Phase 7430-6830 BC. Eine erneute Ver-moorung begann dann etwa um 1625-1395 BC, der später noch eine dritte Phase folgt, die jedoch nicht datiert ist. Sie könnte mit der Flussbegradigung und Entfernung des Vilsecker Stadtweihers um 1926 einhergehen, da das Profil unmittelbar nördlich des Weihers gelegen ist.

Tab. 6: Ergebnisse der¹⁴C-Datierungen

Probe Nummer Material Tiefe (cm) δ¹³C (⁰/00) Alter (a BP) cal 2σ

6336-3/16 Hv 24709 Holz 165 −28,9 930±120 AD 1000- 1245

6336-3/17 Hv 24710 Holz 210 −28,3 2690±120 BC 925- 790

6336-3/18 Hv 24711 Wurzeln 230 −28,7 5625±160 BC 4680- 4335

6336-6/23 Hv 24712 Holz 154 −28,4 3225±120 BC 1625- 1395

6336-6/25 Hv 24713 Holz 210 −27,9 5115±150 BC 4070- 3725

6336-6/26 Hv 24714 Torf 245 −27,8 8190±170 BC 7430- 6830

6336-6/27 Hv 24715 Torf 264 −28,5 10665±295 BC 10935-10295

6336-12/22 Hv 24719 Holz 210 −26,5 3405±125 BC 1880- 1520

6337-91/20 Erl 6583 Torf 98 −28,5 524± 54 AD 1381- 1455

6337-91/22 Erl 6584 Holz 219 −29,4 1253± 45 AD 679- 885

6337-122/20 Erl 6585 Holz 68 −27,2 290± 44 AD 1481- 1666

6337-122/21 Erl 6586 Holz 127 −28,1 662± 47 AD 1338- 1400

Den Auensedimenten auflagernd finden sich in einigen Bereichen des nördlichen Vilstales mittel- bis feinsandige Schichten aus reinem hellen Quarzsand. Vor allem in den Mündungs-bereichen der Nebenflüsse der Vils kommen diese Sedimente vor und dominieren auch im Flussbett der Vils. Sie sind sehr gut sortiert sowie klassiert und zeigen wenig bis keine An-reicherungen organischer Substanz. In den Profilbeschreibungen (Anh. 10.1) werden sie ebenfalls als aM-Horizonte bezeichnet, sind jedoch genetisch von den oben beschriebenen aM-Auenhorizonten zu unterscheiden. Es handelt sich dabei vermutlich um von den Tri-butären der Vils herantransportierte Sande vom Truppenübungsplatz Grafenwöhr, die dort aufgrund der nicht flächendeckend vorhandenen Vegetation sehr leicht erodiert werden. Die Sedimentation im Top der Auensedimente in der Vilsaue ist demnach sehr jung und kann aufgrund der rezenten Auendynamik der Vils nur bei extremen Hochwasserereignissen er-folgt sein.

Charakterisierung der Auenprofile 53

Die obersten 10-30 cm der Profile werden von humosen Oberböden eingenommen, die je nach Mächtigkeit und Beschaffenheit als aAh- oder aAp-Horizonte bezeichnet werden. In ihnen dominiert der Schluffanteil mit im Mittel 44 %, bei 34 % Sand- und 23 % Tonanteil. In 13 Profilen stehen oberflächennah Niedermoortorfe an. Rezent sind einige Gebiete östlich von Gressenwöhr und südlich von Freihung als Naturschutzgebiete ausgewiesen, in denen sich Feuchtbiotope und Niedermoore entwickelt haben.

Trotz des mehr oder weniger einheitlichen Profilaufbaus in allen Bohrungen fällt es häu-fig schwer, einzelne, nebeneinander gelegene Bohrprofile miteinander zu korrelieren. Um einen exakteren Einblick in die Sedimentologie und Pedologie der Auensedimente zu erlan-gen, wurden zwei detaillierte Querprofile durch die Vilsaue gelegt, bei denen der Abstand zwischen den einzelnen Rammkernsondierungen auf 10 m verkürzt wurde (Anh. 10.5). Sie belegen einen trotz gleicher pedologischer Einheiten sehr heterogenen Aufbau der Aue und zeigen die Schwierigkeiten auf, die bei der Korrelation einzelner Horizonte oder Schichten entstehen.

Abweichungen vom oben beschriebenen Profilaufbau

Abb. 15: Schlackestückchen aus der Bleiverhüttung

sind in einigen Profilen westlich von Freihung festzu-stellen, wo die äußeren Bohrpunkte rechts- und links-seitig der Vils aufgrund der geringen Auenbreite aus-serhalb der Auengrenzen liegen. In zwei Fällen (Pro-file 6337-106 und -107) wurden von den Rammkern-sondierungen alte Terrassenreste angeschnitten, die von TILLMANN (1958: 57) als „Terrassen- und Hang-sande des jüngeren Pleistozän“ bezeichnet werden.

Es handelt sich um sandige bis kiesige Schichten mit

geringen oxidativen Merkmalen (lC-Horizonte). Weiterhin gibt es Profile südlich von Frei-hung, die nicht unmittelbar an der Vils bzw. am Altbach gelegen sind und daher eben-falls keine jungen Auenlehme beinhalten. Die Sedimentologie der Profile am Ringlmühl-bach (6337-138 bis -141) unterscheidet sich geringfügig von allen anderen Profilen westlich von Freihung. Grund ist die Lage in der Freihunger Störungszone, in der geologisch ältere Schichten anstehend sind.

Hinweise auf den ehemaligen Bergbau in Form von Schlackenhalden, Pingen, Köhlerplätzen etc. weisen die Bohrprofile und die morphologischen Strukturen der Aue nicht auf. Es konn-ten lediglich kleine Holzkohlestückchen und in zwei Profilen auch kleine Schlackenstückchen gefunden werden, die aufgrund ihrer blauen Farbe (Abb. 15) zweifelsfrei der Bleiverhüttung

zuzuordnen sind. Die in der Literatur beschriebenen verbliebenen Hinweise auf den Bergbau (Kap. 3.2.2) wurden im Bereich zwischen Vilseck und Freihung vermutlich landwirtschaftlich überprägt und sind möglicherweise im Bereich des unzugänglichen Truppenübungsplatzes Grafenwöhr noch erhalten.