Luzern-Formation

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Representation and status

Index
m2
Color CMYK
(2%,0%,34%,20%)
Color RGB
R: 200 G: 205 B: 135
Rank
lithostratigraphic Formation
Validity
Unit is in Use
Status
valid formal name

Nomenclature

Deutsch
Luzern-Formation
Français
Formation de Lucerne
Italiano
Formazione di Lucerna
English
Lucerne Formation
Origin of the Name

Lädelisteinbruch in Luzern (LU)

Historical Variants

Luzernerschichten ("Untermiozän"), Luzernersandstein (Kaufmann 1872), Burdigalien = Luzernerschichten (Baumberger 1925a), Luzerner Schichten (Liechti 1928, Richter 1940), Zone des Luzerner Sandsteins (Fröhlicher 1933), «Burdigalien» (Büchi 1957), Luzerner Sandstein (Matter 1964, Füchtbauer 1964, von Salis 1967), Luzerner Formation (Keller 1987, Bitterli et al. 2011), Luzerner-Formation (Keller 1989), Lucerne Formation (Jost et al. 2016), Luzern-Formation (Schlüchter et al. 2019)

Links

Description

Description

„Die Luzern-Formation besteht aus überwiegend olivgrünem, grauem bis beigem, Glaukonit führendem Sandstein, der teils weich ist, teils in Form harter Sandsteinbänke vorliegt. Es handelt sich um oft monotone, massig wirkende, strukturlose Abfolgen ohne Fossilien oder Gerölle, die meist über wenige Meter aufgeschlossen sind. Im tiefsten Teil der Formation sind gelegentlich lokale Muschelsandsteine und Aufarbeitungslagen zu erkennen (vgl. auch Niggli 1912, 1913, S.47f.). Diese lokal verbreiteten Sandsteine besitzen eine erosiv eingetiefte Rinnenbasis und führen alpine Gerölle und Schlammsteingerölle sowie Fossilien. Den Abschluss nach oben bildet der regional verfolgbare, Scutellen führende Safenwil-Muschelsandstein.“ [Graf et al. 2012 S.16]

„Mit einem 0,5 bis 1,5 m mächtigen Basishorizont folgt über der Oberen bunten Molasse transgressiv die Obere Meeresmolasse. Dieser «Leithorizont» aus harten plattigem Sandstein und Muschelsandstein mit alpinen Geröllen, Tongallen, Glimmer und Glaukonit ist zwischen Talcherain und Chilchberg (Koord. 637.250/235.400) und bei Hubel nördlich Pfaffnau (Koord. 634.575/231.360) aufgeschlossen. Ein ähnlicher, 2 bis 8 m mächtiger «Leithorizont» (Bisig-Muschel­sandstein, Gerber & Wanner 1984, «Leithorizont» 2a nach Gerber 1950) mit Echinodermenbruchstücken und Haifischzähnen teilt die Luzerner Formation in eine untere (70 bis 100 m) und eine obere (90 bis 130 m mächtige) Sandsteinzone, beide aus gelb- bis braungrauen Glaukonit führendem Sandstein aufgebaut. Rippelmarken, eingeschwemmte alpine Gerölle, Lagen von Pflanzenhäcksel und eingelagerter graublauer Mergel sind neben bankigem bis plattigem Sandstein prägende Elemente in den Aufschlüssen im Gebiet von Pfaffnau.“ [Gerber in Bitterli et al. 2011 S.28]

"bankig-plattige, kalkreiche, graublau-grünliche, glaukonitische Sandsteine mit dünnen, sandig-siltig-tonigen Zwischenlagen" [Hantke et al. 2009]

„Die burdigale Luzern-Formation (Keller 1989) nimmt auf Blatt Rigi nur den Rooterberg nördlich von Udligenswil ein. Sie besteht aus gebankten, graublauen, Glaukonit führenden Sandsteinen mit dünnen Mergellagen.“ [Hantke 2006 S.35]

Thickness
Ca. 700 m im Westen (Rümlig, Entlen), reduziert auf 350 - 400 m im Osten (Goldingertobel) (Keller 1987). 80 - 900 m ; 90 - 180 m (Büchi 1957, Kt. Aargau) ; ca. 350 - 365 m bei St. Gallen (Hammer 1984).

Components

Mineral Content
  • glauconite
Fossil Content
  • trace fossils
  • echinoids
  • plants : Plantae
  • shark teeth
  • mammals
  • bivalves

Neben Hai- und Rochenfaunen finden sich vor allem im untersten Teil der Luzern-Formation vereinzelt Funde von eingeschwemmten Säugetierresten (Fundstellen Brittnau-Vorstatt und Pfaffnau-Löchli, Mitt. J. Jost). In höheren Abschnitten der Luzern-Formation treten in Aufarbeitungslagen häufig Selachier- und Knochenfischzähne auf. Im Vergleich zu den basalen Vorkommen wird die Selachierfauna nun deutlich reicher. Vor allem die Familie der Requiemhaie (Carcharhinidae) tritt mit zahlreichen neuen Arten auf. Aber auch Riesenhaie (Cetorhinus), Kammzähnerhaie (Notorynchus), Fuchshaie (Alopias), Makohaie (Cosmopolitodus), Engelhaie (Squatina) sowie weitere Gattungen kommen dazu. Bei den Rochen sind immer noch die Stechrochenarten (Dasyatis) dominant, häufiger werden die Kuhnasenrochen (Rhinoptera) sowie die Adlerrochen (Myliobatis und Aetobatus). Neu kommen auch Geigenrochen (Rhynchobatus) sowie Echte Rochen (Raja) dazu. Auch bei den Knochenfischen wird das Artenspektrum breiter. Schliesslich treten bereits selten Trümmer, vereinzelt auch vollständige Exemplare, von irregulären Seeigeln (Scutella sp.) auf. Innerhalb der Sandsteinabfolge finden sich stellenweise auch Lagen von Pflanzenhäcksel.

Bei Chare nordwestlich von Udligenswil (LU) hat Kaufmann (1860, 1872) Muschelsandsteinbänke mit Tapes helvetica (C. May.) und Cardium commune C. May. festgestellt. Im Steinbruch südlich Michaelschrüz (674250/218300) wurde in Notzeiten eines der Luzerner Kohleflöze abgebaut. Fährtenfunde im burdigalen Sandstein an der Sihl (Speck 1945) und in Luzern und Umgebung (Keller 1982, 1990) sind ebenfalls bekannt.

Hierarchy and sequence

Upper boundary

Büchi (1957) definierte die Grenze zwischen dem «Burdigalien» und dem «Helvétien» lithostratigraphisch und legte die Grenze an die Basis der «Basisnagelfluh» (Quarzitnagelfluh der St.-Gallen-Formation). Keller (1989) konnte zeigen, dass am Südrand der mittelländischen Molasse die Luzern-Formation durch einen Regressionshorizont von der transgressiv darüber liegenden St.-Gallen-Formation getrennt ist. Dies zusammen mit einer aus Fischfaunen abgeleiteten Vertiefung des vollmarinen Ablagerungsraums von flachmarinen zu tiefmarinen Ablagerungsverhältnissen definierte eine neue, an Paläoökologie angepasste und durch Biostratigraphie datierte Grenze zwischen Luzern- und St.-Gallen-Formation. Sie wird neu an die Basis des Staffelbach-Grobsandsteins gelegt, in dem der faunistische Umschwung erstmals auftritt.

Lower boundary

Mit dem Basishorizont (Aufarbeitungslagen, lokale Muschelsandsteinhorizonte) folgt über der «Oberen bunten Molasse» transgressiv die OMM.

Stratigraphic discussion

Oberhalb der basalen Aufarbeitungslagen sind Selachierarten häufig, die flaches Wasser bewohnen. Die Artenzahl ist mit rund zwanzig Hai- und zehn Rochenarten deutlich höher als in den basalen Aufarbeitungslagen. Die Ablagerungen dürften weiterhin aus einem Flachmeer stammen, in dem sich in Prielen Fossilien angereichert haben. Der Erhaltungszustand ist nicht mehr so gut wie in der Basiszone, es finden sich viele gerollte Haizähne. Es scheint also gegenüber der Basiszone eine Energiezunahme in Form von Wellen und Strömungen stattgefunden zu haben.

Fährtenfunde im burdigalen Sandstein an der Sihl (Speck 1945) und in Luzern und Umgebung (Keller 1982, 1990) deuten darauf hin, dass Teile der Luzern-Formation in küstennahem, brackischem Seichtwasser abgelagert worden sind und ein fossiles Watt darstellen.

Age

Age at top
  • Burdigalian
Note about top

Eggenburgien

Age at base
  • Burdigalian
Note about base

Eggenburgien

Dating Method

Es liegen bisher lediglich Kleinsäugerfunde aus dem tiefsten Abschnitt der Luzern-Formation (in Aufarbeitungslagen) vor, die eine Einstufung in das jüngere MN3a (frühes Burdigalien) erlauben. Der Grenzbereich zwischen Luzern- und St.-Gallen-Formation wurde mittels Säugetierfunden zuverlässig in MN3b datiert (Keller 1989).

Geography

Geographical extent
Typische Ausbildung zwischen Napf und Bodensee.
Type area
Zentralschweiz / Umgebung von Luzern (LU)
Type locality
  • Lädelisteinbruch (LU), Luzern
    Site particularities
    • typische Fazies
    Site accessibility
    • Steinbruch, Tongrube
    Coordinates
    • (2664600 / 1211700)
    Note
    • <p>Typlokalität der Luzern-Fm. im alten Lädelisteinbruch (Baumberger in: Niggli 1915 S.46, Habicht 1987)</p>
Type profile
  • Rümligschlucht (LU), westlich Schwarzenberg
    Site particularities
    • Obergrenze
    • typische Fazies
    • Untergrenze
    Site accessibility
    • Bachprofil
    Coordinates
    • (2653400 / 1206090)
    Note
    • <p>Typusprofil der Luzern-Fm. (Keller 1987, Keller 1989 Fig.4-2)</p>
Reference profiles
  • Steinbruch Waldisberg (SZ)
    Site particularities
    • typische Fazies
    Site accessibility
    • Steinbruch, Tongrube
    Coordinates
    • (2699320 / 1229120)
    Note
    • <p>Typlokalität und Typusprofil des Bächer Sandsteins im alten Steinbruch 220 m NE von Pt. 477 (Herbordt 1907 6-8, Müller 1971 S.23, Habicht 1987, Keller 1989 S.357); gilt auch als Referenzprofil der Luzern-Fm. in der Subalpine Molasse (Keller 1989 p.357).</p> <p>Unter- und Obergrenze nicht aufgeschlossen.</p>
Point of interest

Palaenography and tectonic

  • OMM-I
  • Molasse
Paleogeography
North Alpine Foreland Basin
Kind of protolith
  • sedimentary
Sequence

Zunehmender Gezeiten-Einfluss während der Transgression nach Norden und Osten (Keller 1987).

Metamorphism
non metamorphic

References

Definition
Kaufmann F. J. (1872) : Rigi und Molassegebiet der Mittelschweiz. Beitr. Geol. Karte Schweiz 11, 541 Seiten

Darunter liegt die Hauptmasse der Zone: Der grosse Komplex, den man hin und wieder als plattenförmige Molasse bezeichnet hat, wofür ich indess lieber den bestimmter lautenden Namen Luzernerschichten anwenden möchte. Diese Schichtmasse, in welcher viele mu-schelsandsteinartige Lager vorkommen, wird von K. Mayer als zweite Stufe seines Helvétien aufgeführt, und mit der marinen Molasse des Mittellandes, aufweiche der Namen Muschelsandstein von jeher speziell angewendet worden ist, parallelisiert.

Definition
Keller Beat (1987) : Lithostratigraphische Gliederung der Oberen Meeresmolasse. Abstract Jahresvers. / Mitt. SGG, Luzern

Darunter liegt die Hauptmasse der Zone: Der grosse Komplex, den man hin und wieder als plattenförmige Molasse bezeichnet hat, wofür ich indess lieber den bestimmter lautenden Namen Luzernerschichten anwenden möchte. Diese Schichtmasse, in welcher viele muschelsandsteinartige Lager vorkommen, wird von K. Mayer als zweite Stufe seines Helvétien aufgeführt, und mit der marinen Molasse des Mittellandes, auf welche der Namen Muschelsandstein von jeher speziell angewendet worden ist, parallelisiert.

Material and varia

Images
Luzern_tour
  • Safenwil-Muschelsandstein

    Name Origin

    Safenwil-Blatten (AG)

    Rank
    lithostratigraphic Member (Subformation)
    Status
    valid formal name
    In short
    Regional verfolgbarer Leithorizont im Dach der Luzern-Formation (OMM-I) bestehend aus meist hartem bis sehr hartem, plattigem, gelblich-grauem Sandstein mit alpinen Geröllen und Schlammsteingeröllen. Der Safenwil-Muschelsandstein ist meist deutlich schräggeschichtet, zeigt häufig Wellenrippeln und seine Basis ist meist rinnenförmig eingeschnitten. Auffallend sind neben den Mollusken die meist massenhaft vorkommenden Trümmer von irregulären Seeigeln (Scutella sp.).
    Age
    Burdigalian
  • Gemischtenergetische Einheit

    Rank
    lithostratigraphic unit
    Status
    incorrect term (disused)
    In short
    Wellendominiert-gemischtenergetischer oberer Teil der Luzern-Formation, welcher durch regressive Prielsequenzen und terrestrische Ablagerungen charakterisiert ist.
    Age
    Burdigalian
    • Limnischer Horizont (OMM-I)

      Rank
      lithostratigraphic Member (Subformation)
      Status
      incorrect name (though informally used)
      In short

      Oberer, limnischer Teil der Luzern-Formation bestehend aus bunten und braunen Mergeln mit Gerölleinstreuungen, Kohle und verkieseltem Holz.

      Age
      Burdigalian
  • Biserhof-Nagelfluh

    Name Origin

    Biserhof (SG), St. Georgen

    Rank
    lithostratigraphic Bed
    Status
    local name (informal)
    In short
    Bunte (Kalk-)Nagelfluh.
  • Kamelenberg-Nagelfluh

    Name Origin

    Kamelenberg / Kammelenberg (SG), östlich St. Georgen

    Rank
    lithostratigraphic Bed
    Status
    local name (informal)
    In short
    Bunte (Kalk-)Nagelfluh.
  • Gezeitendominierte Einheit

    Rank
    lithostratigraphic unit
    Status
    incorrect name (though informally used)
    In short

    Gezeitendominierter mittlerer Teil der Luzern-Formation, der durch eine unregelmässige Wechsellagerung aus Sandsteinen und heterolithischen Lagen charakterisiert ist.

    • «Mittlere Plattensandsteine»

      Rank
      lithostratigraphic unit
      Status
      informal term
    • Sturzenegg-Kohlehorizont («Obere Flözgruppe»)

      Name Origin

      Sturzenegg (AR)

      Rank
      lithostratigraphic unit
      Status
      local name (informal)
      Nomenclatorial Remarks
      <p>Flöz = bergmännische Bezeischnung für eine Erzschicht.</p>
      In short

      Kohlig-kieseliger Horizont unmittelbar über der «Obere Seelaffe» der Umgebung von St.Gallen. Geht in planorbreicher bituminöser Süsswasserkalk über.

    • Ringelsberg-Nagelfluh

      Name Origin

      Hügel Ringelsberg = Ringelberg (SG), 1 km südwestlich St. Georgen

      Rank
      lithostratigraphic Bed
      Status
      local name (informal)
      In short
      Bunte (Kalk-)Nagelfluh der Hörnli-Schüttung im mittleren Teil der Luzern-Fm. in der Umgebung von St-Gallen.
      Age
      Burdigalian
    • Blatten-Muschelsandstein («Obere Seelaffe»)

      Name Origin

      Steinbruch bei Seelaffen östlich Blatten (SG)

      Rank
      lithostratigraphic Bed
      Status
      local name (informal)
      In short

      Kreuzgeschichteter Sandstein voll Muscheltrümmer im oberen Teil der ostschweizerische OMM-I.

      Age
      Burdigalian
    • «Untere Plattensandsteine»

      Rank
      lithostratigraphic unit
      Status
      informal term
      In short

      Plattensandsteine der OMM-I, die zwischen der Unteren und Oberen Seelaffe liegen.

    • Hauteten-Nagelfluh

      Name Origin

      Hauteten (AR), am Zusammenfluss der Sitter und des Wattbaches

      Rank
      lithostratigraphic Bed
      Status
      local name (informal)
      In short

      Bunte Nagelfluh (Hörnli-Schüttung) im unteren Teil der ostschweizerische OMM-I, mit einem vielfältigen Geröllspektrum.

    • Schaugentobel-Muschelsandstein («Untere Seelaffe»)

      Name Origin

      Schaugentobel (SG), am Goldach

      Rank
      lithostratigraphic Bed
      Status
      local name (informal)
      In short

      Harter Muschelsandstein im unteren Teil der ostschweizerische OMM-I.

      Age
      Burdigalian
    • «Unterste Plattensandsteine»

      Rank
      lithostratigraphic unit
      Status
      informal term
      In short

      Plattensandsteine der OMM-I, die zwischen dem Basiskonglomerat und der Unteren Seelaffe liegen.

  • Wellendominierte regressive Einheit

    Rank
    lithostratigraphic unit
    Status
    incorrect name (though informally used)
    In short

    Wellendominierter unterer Teil der Luzern-Formation, welcher durch die Assoziation von Küstenebene- und Schlickwattsedimenten charakterisiert ist.

    • Schaugenbad-Kohlehorizont («Untere Flözgruppe»)

      Name Origin

      Schaugenbad (SG), am Goldach

      Rank
      lithostratigraphic unit
      Status
      local name (informal)
      Nomenclatorial Remarks
      <p>Flöz = bergmännische Bezeischnung für eine Erzschicht.</p>
      In short

      Kohlig-kieseliger Horizont unmittelbar über dem Basiskonglomerat der OMM-I der Umgebung von St.Gallen.

    • Basisbänke der OMM-I

      Rank
      lithostratigraphic unit
      Status
      informal term
      In short

      Die ersten Ablagerungen der OMM liegen mit scharfer Grenze auf den fluvioterrestrischen Sedimenten der USM. Die Basissandsteine bzw. -konglomerate sind meist stark glaukonitisch und können auch als Muschelsandstein entwickelt sein. Darüber folgt eine monotone Abfolge von fossilarmen, plattigen Sandsteinen.

      • Aufarbeitungslagen, lokale Muschelsandsteinhorizonte

        Rank
        lithostratigraphic Bed
        Status
        unknown status
        In short
        Lokal verbreitete Aufarbeitungslagen im basalen Bereich der Luzern-Formation bestehend aus grauem oder gelblich-braunem, z.T. gebanktem Sandstein mit dünnen, siltig-feinsandigen Bändern. Darin eingelagert finden sich bis faustgrosse alpine Gerölle, Gerölle bunter USM-Mergel, Tongallen sowie Kalkkonkretionen (Caliche). Vereinzelt treten zudem Lagen von lokalem Muschelsandstein auf, die häufig eine rinnenförmige Basis besitzen, oft Wellenrippeln und Schrägschichtung zeigen sowie alpine Gerölle und Schlammsteingerölle führen.
        Age
        Burdigalian
      • Wenigersee-Nagelfluh

        Name Origin

        Wenigerweier = Wenigersee (SG)

        Rank
        lithostratigraphic Bed
        Status
        local name (informal)
        In short

        Basale bunte Nagelfluh der OMM in der Gegend von St. Gallen.

        Age
        Burdigalian
    • Buechberg-Sandstein

      Name Origin

      Buechberg (SG), Thal [non: Buechberg (SG) - Untereggen ; non: Buechberg (SZ)]

      Rank
      lithostratigraphic unit
      Status
      local name (informal)
      Nomenclatorial Remarks
      <p>non: <strong>Buchberg-Kongomerat </strong>(Hauer 1858, Abel 1904, Piller et al. 2022) der allochthone Molasse im Niederösterreich</p>
      In short

      Transgressiver Sandstein an der Basis der OMM der Ostschweiz, der Glaukonit, Bryozoenreste und Foraminiferen enthält und durch einen hohen Kalkgehalt, Wellenrippeln, Schrägschichtung und Rinnenfüllungen charakterisiert ist.

      Age
      Burdigalian
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