Correlation of Pleistocene sediments from boreholes in the Ludwigshafen area, western Heidelberg Basin

Im Raum Ludwigshafen wurden mehrere Kernbohrungen sedimentologisch, palynologisch, paläomagnetisch, gesteinsmagnetisch und schwermineralogisch untersucht. Erste Ergebnisse der neuen Bohrung Ludwigshafen-Parkinsel P35 werden vorgestellt, die 500 m WSW der Bohrung P34 bis 300 m abgeteuft wurde. Die Gegenüberstellung beider Bohrungen zeigt Übereinstimmungen, aber auch Unterschiede im Aufbau, Struktur und Mächtigkeit der Sedimente. Nach der Bohrkerndokumentation und ersten Auswertungen von Untersuchungsergebnissen lassen sich die grob- und feinkörnigen Sequenzen aus beiden Bohrungen bis in eine Teufe von 122 m gut miteinander korrelieren. Allerdings liegt die Plio-/Pleistozängrenze in der Bohrung P35 deutlich tiefer. Wahrscheinlich ist ein Versatzbetrag von 42 m anzunehmen, der auf junge Tektonik zurückzuführen ist. Die geringe Übereinstimmung der Mächtigkeiten in den tieferen Abschnitten der Bohrungen lässt vermuten, dass die Tektonik besonders im Pliozän und Unterpleistozän aktiv war. Die unterschiedliche Präsenz von warmzeitlichen Sequenzen in den beiden Ludwigshafener Bohrungen kann auf fluviale Dynamik und neotektonische Ereignisse zurückgeführt werden. Ob die in der Bohrung Ludwigshafen Parkinsel P34 erfassten Wechsel von mindestens 5 Warmzeiten auch in der Bohrung P35 bestätigt werden können, bleibt weiteren palynologischen Untersuchungen vorbehalten. Schon jetzt lässt die Korrelation zwischen den bereits bearbeiteten mittelpleistozänen Warmzeiten im Raum Ludwigshafen/Mannheim sowie die Verknüpfung mit den überwiegend altpleistozänen Abschnitten von der pleistozänen Vegetations- und Klimaentwicklung erwarten.researc

Thermal analysis of the ceramic material and evaluation of the bonding behavior of silicon-ceramic composite substrates

Abstract Thermal bonding of silicon and low-temperature cofired ceramics (LTCC) at sintering temperatures of 900 ° C represents currently the standard process in silicon-ceramic composite (SiCer) substrate fabrication. We analyse the thermal behavior of the LTCC using thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry and laser flash analysis. The thermal decomposition could be identified with a mass loss of 24% in the temperature range up to 1000 ° C what influences the thermal diffusivity with values from about 0.19 mm 2 s −1 before thermal treatment to below 0.10 mm 2 s −1 after thermal treatment. A specific heat capacity of 1 – 2 J (g · K) −1 is calculated. Further, an influence of low-temperature lamination of the LTCC seems to have an influence on the thermal behaviour. The sintering process was investigated with temperatures of 550 ° C, 730 ° C and 900 ° C, applied pressures of 12.2 kPa and 6.1 kPa and intermediate wetting layers of TiO 2 (normal deposition and oblique angle deposition). Optical observations, ultrasonic and scanning electron microscopy, and pull-tests are used to compare the properties of the sintered SiCer substrates. Whereas the sintering temperature has an obvious impact on the sintering behaviour of the LTCC, a direct conclusion of parameter variation on the bonding result was not observed

Astrocytes: biology and pathology

Astrocytes are specialized glial cells that outnumber neurons by over fivefold. They contiguously tile the entire central nervous system (CNS) and exert many essential complex functions in the healthy CNS. Astrocytes respond to all forms of CNS insults through a process referred to as reactive astrogliosis, which has become a pathological hallmark of CNS structural lesions. Substantial progress has been made recently in determining functions and mechanisms of reactive astrogliosis and in identifying roles of astrocytes in CNS disorders and pathologies. A vast molecular arsenal at the disposal of reactive astrocytes is being defined. Transgenic mouse models are dissecting specific aspects of reactive astrocytosis and glial scar formation in vivo. Astrocyte involvement in specific clinicopathological entities is being defined. It is now clear that reactive astrogliosis is not a simple all-or-none phenomenon but is a finely gradated continuum of changes that occur in context-dependent manners regulated by specific signaling events. These changes range from reversible alterations in gene expression and cell hypertrophy with preservation of cellular domains and tissue structure, to long-lasting scar formation with rearrangement of tissue structure. Increasing evidence points towards the potential of reactive astrogliosis to play either primary or contributing roles in CNS disorders via loss of normal astrocyte functions or gain of abnormal effects. This article reviews (1) astrocyte functions in healthy CNS, (2) mechanisms and functions of reactive astrogliosis and glial scar formation, and (3) ways in which reactive astrocytes may cause or contribute to specific CNS disorders and lesions

Tertiäre und quartäre Flußsedimente im Profil „Neubau Geologisches Landesamt Rheinland-Pfalz” in Mainz-Hechtsheim

In der Baugrube „Neubau Geologisches Landesamt Rheinland-Pfalz“ in Mainz-Hechtsheim waren tertiäre und quartäre Sedimente in gut zugänglichen Profilen aufgeschlossen. Über Kalksteinen und Mergel der Oberen Hydrobienschichten (Miozän) folgen arvernensis-Schotter und „Ältere Weisenauer Sande” (Pliozän). „Jüngere Weisenauer Sande“ (Altestpleistozän) sind schwermineralogisch in situ und in Umlagerungssedimenten nachweisbar. Zur Hauptterrassenzeit (Altpleistozän) hat sich der Rhein in die Weisenauer Sande eingeschnitten und die dabei entstandenen Rinnen mit Kies und Sand verfüllt. Periglaziale Schuttdecken und Jungwürm-Löß bilden den Abschluß der känozoischen Schichtenfolge.Abstract: Tertiary and quaternary sediments were visible in the excavation for the new office building of the Geological Survey of Rheinland-Pfalz in Mainz-Hechtsheim. Arvernensis- gravel and Early Weisenau sands (pliocene) follow limestones and marls of the Upper Hydrobien beds (miocene). With the help of heavy mineral analysis late Weisenau sands (oldest pleistocene) were detected in situ and in moved sediments. The river Rhine accumulated the main terrasse in the old pleistocene, forming channels which later filled with sand and gravel. Periglacial detritus and loess of the younger würm-glacial complete the cenozoic sequence.researc

50 Jahre Mainzer Geowissenschaftliche Mitteilungen (MGM)

Seit nunmehr 50 Jahren erscheinen die Mainzer Geowissenschaftlichen Mitteilungen (MGM) des Landesamtes für Geologie und Bergbau, vormals Geologisches Landesamt. Grund genug, Rückschau zu halten und dieses kleine Jubiläum mit einem eigenen Beitrag in den MGM zu würdigen. In den vergangenen 50 Jahren hat nicht nur das Layout Veränderungen erfahren, auch weitere Themen sind entsprechend neuen Aufgaben des Geologischen Dienstes hinzugekommen und haben das Spektrum des Inhaltes erweitert.Abstract: With the current issue the journal "Mainzer Geowissenschaftliche Mitteilungen" (MGM) celebrates its 50th birthday - a good reason for a retrospective view on the history of the journal. During the past 50 years not only the layout has changed several times but also new topics were introduced eventually according to changing and expanding tasks of the Federal Geological Survey.editoria

Lumineszenz-Chronologie der mittel- und jungpleistozänen Rinnensedimente im Lößprofil Fürfeld

Im Mainzer Becken ist in der Sandgrube Fürfeld eine 9m mächtige mittel- bis oberpleistozäne Abfolge aufgeschlossen, die sich aus fluviahlen Sedimenten, Lössen und Lößderivaten sowie zwei zwischengeschalteten Tephren zusammensetzt. Die IRSL-und TL-Alter des karbonatreichen Lösses unterhalb des ersten zwischengeschalteten Bf-Restes einer Parabraunerde liegen je nach Methode zwischen 500 und 300 ka. Ob es sich bei diesem Löß um elsterzeitliche bzw. viertletztglaziale Ablagerungen handelt, kann mithilfe der erhobenen Daten nicht zweifelsfrei entschieden werden. Die vorliegenden Datierungen unterstützen die Annahme, dass die beiden Tephren der Riedener Eruptionsphase des Osteifel-Vulkanfeldes zuzuordnen sind. Aufgrund ihrer regionalen Bedeutung wird die T2-Tephra als „Fürfelder Tuff" bezeichnet. Oberhalb einer Diskordanz folgen Lösse und Schwemmlösse, die nach den Lumineszenz-Datierungen in die jüngere Saale-Kaltzeit zu stellen sind. Zum Hangenden hin ist eine Verbräunung zwischengeschaltet, die wiederum von Schwemmlössen überlagert wird. Die IRSL-und TL-Alter dieser Schwemmlösse deuten auf ein unterweichselzeitliches Ablagerungsalter. Die jüngsten Lösse und eine weitere zwischengeschaltete Verbräunung sind aufgrund der Lumineszenz-Altersbestimmungen in das Oberweichsel zu stellen.Abstract: In the Mainz basin at the sandpit at Fürfeld,a 9 m thick sequence of Middle to Upper Pleistocene fluvial sediments, loess and loess derivatives and two tephras are exposed. The carbonate-rich loess from below the intercalated Bt horizon of a brown forest soil yielded IRSLand TL age estimates ranging from 500 to 300 ka. Although the chronological data is in agreement with the geological age estimates, the reliability of very old IRSLand TL age estimates is under discussion. However, the luminescence age estimates and the preliminary geochemical data assume that the two mafic volcanic ashes belong to the Rieden erupfion phase of the East Eifel volcanic field, which was active from 450 to about 350 ka. Owing to the regional importance of tephra T2 as a marker horizon, it is defined as "Fürfelder Tuff" ("Fürfeld Tephra"). The truncated Bt horizon is covered by loess and reworked loess, designated to represent penultimate glacial loess. A brown horizon is exposed on top of these Sediments and covered by reworked loess. The latter one yielded IRSLand TL age estimates indicating an early last glacial deposition age. The uppermost loess horizons and the intercalated brown horizon are assumed to represent part of the last Pleniglacial.researc

Mittelpleistozäne Tektonik in einer Löß-Paläoboden-Abfolge am westlichen Rand des Oberrheingrabens

An der Grenze zwischen Randgebirge (Pfälzer Wald) und Vorbergzone (Randschollen des Oberrheingrabens) sind in einem 130 m langen Wegeanschnitt westlich von Forst (Weinstraße) auf Sandsteinen der Oberen Karlstal-Schichten (Buntsandstein) bis zu 8 m mächtige Lößdeckschichten und Umlagerungsedimente aufgeschlossen, die durch fossile Böden gegliedert sind. Nach den paläopedologischen Befunden erstreckt sich die Abfolge über drei Glazial-Interglazial-Zyklen. Die Thermolumineszenz- (TL-) Datierungen belegen für den oberen Tonanreicherungshorizont ein prä-rißzeitliches Alter. Störungen sind von der Sohle des Aufschlusses bis in diesen Horizont zu verfolgen, so daß für die tektonische Aktivität ein rißzeitliches Mindestalter wahrscheinlich ist.At the boundary between bordering mountains of the Palatinate Forest (Pfälzer Wald) and its sub-mountain region (Upper Rhine Graben) an 8 m thick cover of loess, loess derivates and loessic sand rests on sandstones of the Upper Karlstal-Schichten (Buntsandstein, Lower Triassic). In a 130 m long sunken road exposure the aeolian cover sediments are divided by buried palaeosols, namely two Bt horizons of para brown earths and two humic horizons. Pedostratigraphy and thermoluminescence dating enabled us to differentiate three glacial-interglacial-cycles. The dating results exclude a last interglacial age for the upper of the buried Bt horizons, rather it represents the penultimate interglacial. Faults are visible from this soil to the bottom of the section. We conclude that the minimum age of tectonic activity at the exposed fault system is Rissian. Precise levellings across the morphotectonic blocks suggest, however, that uplift of the Palatinate Forest and its foothills is continuing to the present.1. Einleitung 2. Profilbeschreibung 3. Sedimentologisch-pedologische Ergebnisse 4. Thermolumineszenz-Datierung 5. Paläogeographisch-tektonische Entwicklung Schriftenresearc

Rock and palaeomagnetic evidence for the Plio-Pleistocene palaeoclimatic change recorded in Upper Rhine Graben sediments (Core Ludwigshafen-Parkinsel)

In the area of Ludwigshafen (Germany; Upper Rhine Graben (URG); Fig. 1) we sampled a core (P34) which was recovered during the exploration for groundwater resources. The core comprises 300 m of Quaternary and Tertiary sediments (Fig. 2). Rockmagnetic parameters measured are: NRM (natural remanent magnetization); characteristic remanent magnetization (ChRM, could be isolated using demagnetization experiments (alternating field and thermal) Fig. 3); magnetic susceptibility measured on core and discrete samples compared with interpretation of polarity (Fig. 5); as demonstrated in figure 6, a clear correlation of heavy mineral data (Hagedorn & Boenigk, 2008; doi:10.1016/j.quascirev.2005.01.018) and susceptibility data is apparent; the so-called S-ratio (Fig. 7a) gives us information about the relative amounts of high-coercivity ('hard') to low-coercivity ('soft') remanence and therefore a fair estimate of the importance of antiferromagnetics (goethite, hematite) versus ferrimagnetics (soft magnetite, iron-sulphides); "saturation"IRM curves (Fig. 7b, c) also show a clear subdivision in soft (above 177 m) and hard (below 177 m) remanence carriers; thermal demagnetization of "S"IRM identifies greigite or (Ti) -magnetite (Fig. 8a) for the upper (alpine influenced) part of the drill whereas the lower Pliocene part is dominated by greigite (Fig. 8b); alternating field (AF) demagnetization of samples from the upper part often show acquisition of significant gyroremanent magnetization (Fig. 10a), a typical property of greigite (Snowball, 1997; doi:10.1111/j.1365-246X.1997.tb04498.x); we used a technique after Van Velzen and Zijderfeld (1992; doi:10.1111/j.1365-246X.1992.tb00715.x) detecting greigite instead of pyrrhotite (Fig. 10b); Combination of different parameters in biplots can help to separate various magnetic components (Fig. 11 a+b). We applied this method by combining anhysteretic remanent magnetization (ARM) and IRM measurements in different ways. ARM against IRM (Fig. 11a) demonstrates high concentration differences for samples from the upper part (above 177 m) of the profile and narrow plotting (low concentration variations) for samples of the lower part (below 177 m); A similar plot, the relation of ARM normalized by IRM and ARM, emphasizes this result (Fig. 11b). Again, two different clusters (high coercivity mineral (goethite) in the lower and low coercivity mineral (greigite) in the upper part of the profile) are obvious (with the exception of some samples in a mixed zone)

Preface: The Heidelberg Basin Drilling Project

Seit dem späten Pliozän / frühen Pleistozän stellt der Rhein als einer der größten europäischen Flüsse das einzige Entwässerungssystem dar, welches die Alpen mit der Nordsee verbindet. Auf seinem Verlauf von den Alpen bis hin zum Ärmelkanal passiert er unterschiedliche geomorphologische und geologische Einheiten, von denen der Oberrheingraben die Hauptsedimentfalle bildet. Während die alpinen Vorlandbecken aufgrund der hohen Dynamik des Gesamtsystems nur ein geringes Erhaltungspotenzial hinsichtlich der Sedimentablagerung aufweisen, und das Ablagerungsgebiet unmittelbar an der Nordseeküste mehrfach signifikant durch pleistozäne Meeresspiegelschwankungen beeinflusst wurde, bietet die andauernde Subsidenz des Oberrheingrabens einmalige Bedingungen für die kontinuierliche Akkumulation von Sedimenten.researc

Unterpliozäne Schwemmfächerablagerungen und Silikrete am Südrand des Rheinischen Schiefergebirges bei Gutenberg und Wallhausen (Tertiär / Unteres Nahehügelland, Rheinland-Pfalz, Deutschland)

Im Grenzbereich der Gemarkungen von Gutenberg und Wallhausen (Rheinland- Pfalz, SW-Deutschland) werden seit vielen Jahrzehnten Kiese abgebaut, deren Genese und stratigraphische Stellung bislang ungenügend untersucht sind. Zur Klärung der Lagerungsverhältnisse wurden in dem Bereich zwei Profile aufgenommen und nach sedimentologischen und lithostratigraphischen Kriterien bearbeitet. In den Profilen können jeweils vier übereinander geschüttete Fining-upward- (FU 1 bis 4) und zwei darüber abgelagerte Coarsening-upward-Zyklen (CU 1 bis 2) unterschieden werden, die ausschließlich aus lokalen Komponenten aufgebaut werden und Ablagerungen eines kleinen Schwemmfächers darstellen. Die Genese des Schwemmfächers wird als Folge einer schwachen Anhebung des Hinterlands nördlich der Hunsrück-Südrand- Störung interpretiert. In beiden Profilen treten im Grenzbereich CU 1 / CU 2 Silikrete auf, die als Gutenberg-Bank bezeichnet werden. Nur im höheren Teil von FU 2 wurden zudem in beiden Profilen Saprolitgerölle nachgewiesen. Aufgrund der Zyklizität, der Silikretbildung und des Saprolitgeröllhorizontes können beide Profile korreliert werden. Die Schwemmfächerablagerungen sind aufgrund lithostratigraphischer und paläoklimatologischer Überlegungen sehr wahrscheinlich im tieferen Zancleum gebildet worden, die Silikretbildung wird in das mittlere Zancleum (4,3 bis 4,6 Ma) eingestuft.Abstract: In the border area of Gutenberg and Wallhausen (Rheinland-Pfalz, SW-Germany), gravel deposits have been mined for many decades. Nevertheless the genesis and stratigraphic position of them have not been sufficiently investigated so far. To clarify the bedding conditions, two sections were studied using sedimentological and stratigraphic methods. In both sections four superimposed fining-upward cycles (FU 1 to FU 4) and two coarsening-upward cycles (CU 1 and CU 2) are differentiated, which consist of local detritus and are interpreted as alluvial fan deposits. The formation of the small alluvial fan is interpreted as a consequence of a minor uplift pulse of the hinterland north of the South Hunsrück fault. Silicretes occur at the CU 1 / CU 2 boundary, which are named Gutenberg bed hereby. In the higher section of FU 2 saprolite pebbles are present. The two sections are correlated based on their cyclicity, the silicrete layer and the saprolite gravel beds. By considering lithostratigraphy and paleoclimate, the alluvial fan most likely formed in the lower Zanclean. The formation of the silicretes is correlated to the middle Zanclean (4.3 to 4.6 Ma).researc