Chemofazies der oligozänen Schwarzpelite von Enspel (Westerwald, Rheinland-Pfalz)

Die Sedimente des oberoligozänen Maarsees von Enspel wurden mit Hilfe von molekular- und isotopengeochemischen Methoden untersucht. Neben der Identifizierung der Herkunft des organischen Materials stand dabei die Rekonstruktion der zeitlichen Entwicklung des Ökosystems im Vordergrund. Aus der 140 m mächtigen Seesedimentabfolge wurden 102 Proben entnommen, an denen Elementaranalytik, Rock-Eval Pyrolyse sowie die Bestimmung der organischen Kohlenstoffisotopie durchgeführt wurde. Für die molekulare Detailanalytik der freien und estergebundenen Lipide wurden 24 Proben ausgewählt. Ergänzend wurde an verschiedenen Proben die komponentenspezifische Kohlenstoffisotopie der Aliphaten- und Carboxylsäurefraktion bestimmt. Die Daten der Elementaranalytik liefern C/N-Verhätnisse, die ebenso wie die pauschale Kohlenstoffisotopie des organischen Materials vornehmlich auf eine Landpflanzen-Herkunft des organischen Materials hindeutet. Demgegenüber zeigen die Ergebnisse der Rock-Eval Pyrolyse mit hohen HI-Werten sowie hohen S2/TOC-Verhältnissen einen hohen Wasserstoffgehalt des organischen Materials an, wie er allgemein mit Algenbioproduktion verbunden wird. Als Erklärungsmodell wird eine Transportfraktionierung des eingetragenen allochthonen organischen Materials postuliert, die zu einem bevorzugten Eintrag wasserstoffreicher terrigener Blattwachse führt. Es kann gezeigt werden, daß die Standardinterpretation der Rock-Eval Analytik für diagenetisch wenig belastete limnische Sedimente nicht ohne weiteres anwendbar ist und unter Umständen zu Fehlinterpretationen führen kann. Darüber hinaus kann jedoch auch belegt werden, daß die Rock-Eval Pyrolyse bei Beachtung dieser Einschränkung gut zur schnellen Charakterisierung des organischen Materials unreifer limnischer Sedimente geeignet ist. Die molekulare Detailanalytik bestätigt mit einer Dominanz der langkettigen n-Alkane (nC27, 29, 31), n-Carboxylsäuren und n-Alkohole (jeweils nC26, 28, 30) die vornehmlich terrigene Herkunft des organischen Materials. Kurzkettige Lipide bis nC20 treten nur in einzelnen Proben in erhöhten Konzentrationen auf. Die Extraktion der estergebundenen Lipide zeigt für diese Proben einen ebenfalls deutlich höheren Anteil algenstämmiger nC16- und nC18-Carboxylsäuren, jedoch dominieren auch bei diesen Proben in der Summe beider Extrakte die Lipide allochthoner Herkunft. Die stichprobenartige Extraktion einzelner fossiler Blattindividuen läßt keine klare taxonomische Zuordnung der Lipidverteilungsmuster erkennen, bestätigt aber in den Verteilungen der langkettigen n-Alkane und n-Carboxylsäuren die terrigene Herkunft dieser Lipide. Gleichfalls wird die überwiegend allochthone Herkunft durch die relativen Anteile von C27- bis C29-Stanolen bestätigt. Der Nachweis von (alpha)- und (beta)-Amyrin belegt darüber hinaus die Anwesenheit von Angiospermen-Vegetation im Einzugsgebiet des Sees. Gegenüber der übrigen Seeabfolge wird das Lipidspektrum innerhalb des geringmächtigen Teufenintervalls zwischen 62,3 und 61,5 m nahezu ausschließlich durch die nC28-Carboxylsäure bestimmt, das korrespondierende nC27-Alkan tritt ebenfalls in deutlich erhöhten Konzentrationen auf. Beides wird als nahezu monospezifischer Eintrag eines speziellen Faunenelements interpretiert, das temporär die terrigene Umgebungsvegetation dominiert. Mit Werten um -20 Promill sind zudem die Kohlenstoff-Isotopensignaturen der nC28-Carboxylsäure extrem schwer und liegen in einem für C4-Pflanzen typischen Bereich. Das mögliche Auftreten von C4-Pflanzen schon während des Oligozäns wird deshalb diskutiert. Als dominierende aquatische Primärproduzenten können in verschiedenen Teufenabschnitten Dinoflagellaten durch Dinostanol- und Dinosterol-Gehalte von bis zu 1.500 Mikrogramm/g TOC nachgewiesen werden. Daneben tragen Diatomeen bzw. Chrysophyceen maßgeblich zur autochthonen Primärproduktion bei. Gesicherte Hinweise auf Cyanobakterien als photosynthetische Produzenten fehlen jedoch. Makrophytische Ufervegetation kann in verschiedenen Intervallen der Seegeschichte anhand der Bevorzugung charakteristischer n-Alkyllipide im Bereich nC20 bis nC24 sowie der um bis zu 6 Promill leichteren Kohlenstoffisotopien der betreffenden Lipide identifiziert werden. Hinweise auf mikrobielle Bioproduktion liefert der Nachweis verschiedener Hopane und Hopansäuren. 2(beta)-Methylhopane und 2(beta)-Methylhopansäuren können aufgrund der auffällig leichten Kohlenstoffisotopie der Hopanoide mit methanotrophen Organismen assoziiert werden und belegen einen aktiven Methanogenesezyklus im Ökosystem des Enspel-Sees. Die vergleichsweise schwere Isotopie der Trishomohopansäure belegt eine photosynthetische bakterielle Aktivität innerhalb der Wassersäule, in der als drittes mikrobielles Konsortium chemoautotrophe Bakterien einer �mid-water community" differenziert werden können. Basierend auf diesen Befunden wird in einem Modell die organofazielle Entwicklungsgeschichte des Enspel-Sees rekonstruiert