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Einführung in die Geologie Thüringens. Ein Querschnitt

Exkursionsführer

Studienarbeit 2007 32 Seiten

Geowissenschaften / Geographie - Geologie, Mineralogie, Bodenkunde

Leseprobe

Gliederung

1. Einleitung

2. Erster Tag: Thüringer Schiefergebirge
2.1. Der Bohlen, Saalfeld/ Obernitz
2.2. Griffelschieferbruch am Brand, Spechtsbrunn
2.3. Straßenböschung bei Spechtsbrunn
2.4. Waldparkplatz Tannenglück, L1150 zwischen Spechtsbrunn u. Gräfenthal
2.5. Das Kieferle, B281 zwischen Neuhaus a.R. u. Steinheid
2.6. Steinbruch am Sandberg, B281 zwischen Neuhaus a.R. u. Steinheid
2.7. Pumpspeicherwerk Goldisthal

3. Zweiter Tag: Thüringer Wald
3.1. Kammerberger Stollen, Manebach
3.2. Steinbruch Schmalwassergrund, Tambach – Dietharz
3.3. Marderbachgrund, Tambach – Dietharz
3.4. Steinbruch Lucy, Tambach – Dietharz
3.5. „Teufelsstein“ am hinteren Feldstein bei Themar

4. Dritter Tag: Thüringer Senke und Kyffhäuser
4.1. „bad lands“ an der Wachsenburg
4.2. Oberkirche, Bad Frankenhausen
4.3. Streuobstweg, Bad Frankenhausen
4.4. Kleines Kalktal, Bad Frankenhausen
4.5. Kyffhäuser
4.5.1. Unterhalb der Burg Kyffhausen
4.5.2. Unterburg Kyffhausen
4.5.3. Steinbruch zwischen Unter- u. Oberburg

5. Vierter Tag: Harz
5.1. Gasthaus Königsruhe im Bodetal
5.2. Bodekessel im Bodetal
5.3. Kontaktzone Ramberg-Granit zu Wissensbacher Schiefer
5.4. Felsen an der Rosstrappe
5.5. Weganschnitt zwischen Rosstrappe und Parkplatz
5.6. Bodetal bei Treseburg
5.7. Steinbruch Garkenholz, B27 zwischen Hüttenrode u. Rübeland
5.8. Straßenaufschluss Neuwerk
5.9. Der Krockstein bei Neuwerk
5.10. Volkmarskeller bei Blankenburg (Harz)
5.11. Felsklippen unterhalb Volkmarskeller

6. Fünfter Tag: Harzvorland
6.1. Bahneinschnitt Thale
6.2. Ziegenberg bei Benzingerode
6.3.1. Der Hannig zwischen Heimburg u. Michaelstein
6.3.2. Straßenanschnitt Teufelsbachtal
6.4. Teufelsmauer bei Weddersleben

7. Literatur

1. Einleitung

Diese Anfängerexkursion gibt eine Einführung in die Gesteine und geologischen Strukturen Thüringens. Dabei wird auf die Gesteinsansprache Wert gelegt und versucht aus dieser auf die Entstehungsgeschichte zu schließen. Ebenso werden die beschriebenen Einheiten in einen zeitlichen und räumlichen Zusammenhang zu regionalen Ereignissen gestellt.

2. Thüringer Schiefergebirge

„Das zwischen dem Thüringer Wald im Westen und dem Erzgebirge im Osten liegende Thüringisch- Vogtländische Schiefergebirge ist gegen seine Umgebung nur an wenigen Stellen als eine eigenständige Erdkrustenscholle abgesetzt. Insgesamt ist es eine im Süden stärker angehobene Tafel, die flach nach Nordwest geneigt ist, nach Süden aber ohne geologische Grenze in den Frankenwald und das Fichtelgebirge übergeht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Schichtenfolge des Thüringisch- Vogtländischen Schiefergebirges (WAGENBRETH/ STEINER 1990)

Der Untergrund des Schiefergebirges besteht aus den sandig-tonigen Sedimenten des Präkambriums, Kambriums, Ordoviziums, Silurs, Devons und Unterkarbons, denen einige Kalksteinzonen und - besonders im Devon - Diabase als untermeerische Lavaergüsse eingeschaltet sind. Nach Gestein und Versteinerungen ist die Schichtfolge recht differenziert gegliedert. Diese insgesamt einige Kilometer mächtige Schichtfolge ist besonders im Zuge der Variszischen Gebirgsbildung zu mehreren Sätteln und Mulden gefaltet worden, die im Oberkarbon und Rotliegenden als Höhenrücken und Talniederungen hier das Landschaftsbild bestimmt haben. Von West nach Ost folgt aufeinander der Schwarzburger Sattel, die Ziegenrücker Mulde, der Bergaer Sattel und die Vogtländische Mulde.“ (WAGENBRETH/ STEINER 1990)

In den folgenden Aufschlüssen werden ausgewählte Einheiten näher beschrieben.

2.1. Der Bohlen, Saalfeld/ Obernitz

Diese Aufschlusswand ist ca. 800m breit und 100m hoch. Zu sehen ist hier die Zechstein-Diskordanz, deformierte oberdevonische Schichten werden diskordant von Schichten des Zechsteins und zum Teil vom Rotliegenden überlagert.

Die Gesteinsansprache wurde im südlichen Teil der Wand durchgeführt, im sog. Plattenbruch. Es ist eine Wechsellagerung von Tonschiefer und Knotenkalken zu sehen. Die Karbonatanteile der Knotenkalke variiert, sodass im unterschiedlichen Maße Schichten mit Kalkknollen bis hin zu Kalksteinlagen auftreten. Im Bereich des Plattenbruchs ist überwiegend der kleinknotige Kalk anzutreffen. Weiter südlich im Profil jünger werdend wird, mit abnehmendem Kalkgehalt, der großknotige Kalk vorherrschend. Diese Schichten sind fossilreich. Am häufigsten sind Ammoniten (Goniatiden), Ostracoden und Trilobiten.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Knotenkalkentstehung (schematisch)

Diese Knotenkalke wurden im Oberdevon als Mergelschlamm abgelagert (siehe Abb.1) und zwar im marinen Bereich in einer ungefähren Wassertiefe von größer 200m, d.h. unterhalb der Sturmwellen-basis, da keine Sturmsedimente (Tempestite) auftreten. Der Ton wurde klastisch eingetragen und unter Stillwasserbedingungen abgelagert. Durch absterbende marine Organismen bzw. Kalkfällung bildete sich am Meeresboden dieses Ton–Kalk–Gemisch, der Mergelschlamm. Durch Sammelkristallisation während der Diagenese entstanden zunächst Knollen, die je nach Kalkgehalt der Sedimentschicht bis zu Zentimetermächtigen Lagen anschwellen können (Abb.2). Die erkennbare Zyklizität in der Wechsellagerung könnte auf Milanković-Zyklen zurück zu führen sein.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Überlagerung mehrerer Schieferungen im Tonschiefer, Bildausschnitt ca. 6m

Der Steinbruch liegt ca. 2km westlich der Ortschaft Spechtsbrunn. Der anstehende Tonschiefer gehört in die stratigraphische Einheit des Griffelschiefers / Ordovizium (siehe Abb.1). Er ist samtschwarz und enthält kaum Quarz. Röhrenartige Strukturen gefüllt mit Pyrit und andere Lebensspuren weisen auf biologische Aktivität im noch unverfestigtem pelagischen Sediment hin. Ebenso wurden ca. 100 Trilobitenfunde gemacht. Es ist keine Schichtung erkennbar, jedoch treten deutlich mehrere Schieferungs-richtungen hervor (Abb.3). Aufgrund der Schieferung und des geringen Quarzgehaltes wurde dieser Tonschiefer zur Griffelherstellung abgebaut. Die Farbe des Gesteins lässt sich auf den relativ hohen Eisenanteil zurück führen. Durch eine niedrige Metamorphose (Grünschieferfazies) wurden Tonminerale zu Sericit und einem eisenreichen Chlorit umgewandelt. Daraus lassen sich eine Temperatur von ca. 290 – 300°C und eine Versenkungstiefe des Gesteins von ca. 15km ableiten.

2.3. Straßenböschung bei Spechtsbrunn

Dieser Aufschluss befindet sich am Ortsausgang Spechtsbrunn Richtung Oberland am Rennsteig. Durch den Straßenbau wurde hier ein Tonschiefer mit Geröllen (Diamiktit) aufgeschlossen. Er stellt eine stratigraphisch jüngere Einheit (Ordovizium/ Ashgill) als der Griffelschiefer dar und wird als Lederschiefer bezeichnet (siehe Abb.1). Den Namen erhielt dieses Gestein aufgrund seiner Verwitterungsfarben. Der Tonschiefer hat einen hohen Sandanteil und enthält viel klastisch eingetragenen Glimmer. Die Sandkörner weisen eine schlechte Sortierung auf und sind eckig. Auf den Oberflächen der Schieferplatten ist häufig eine Netzstruktur zu sehen. Dies ist auf Phosphorit zurück zu führen. Aufgrund des starken klastischen Eintrags und somit Nährstoffreichtums konnte eine hohe Bioaktivität stattfinden, die den hohen Phosphorgehalt im Sediment bedingt. Die Gerölle bestehen überwiegend aus Kalk- und Sandstein aber auch aus Granit, Rhyolith und Gneis. Durch die Kompression während der Diagenese und der Faltung des Gesteins wurden sie zu einer linsenförmigen Gestalt deformiert (Abb.4). Die Schieferung passt sich dieser Form an.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Kalksteingeröll im Lederschiefer

Der Tonschiefer wurde ursprünglich pelagisch abgelagert. Somit stellt sich die Frage wie Sand und Gerölle in diesen Ablagerungsraum transportiert werden können. Die Antwort liegt in der Paläogeographie. Zur Zeit des oberen Ordoviziums lag dieser Teil Thüringens auf der Südhalbkugel. Durch Belege aus entlegenen Wüstengegenden Nordafrikas weis man seit den siebziger Jahren, dass es zu einer ausgedehnten Vereisung Gondwanas zu dieser Zeit gekommen war (STANLEY 1994). Die sand- und geröllführenden Gletscher Westafrikas mündeten im Meer und kalbten. Die abdriftenden Eisberge verloren während des Abschmelzens ihren mitgeführten Schutt (dropstones), so dass pelagischer Ton und Geröll gleichzeitig zur Ablagerung kamen. Somit ist der Lederschiefer ein glaziomarines Sediment.

Dieser ehemalige Steinbruch diente der Dachschiefergewinnung. Daher der Name der stratigraphischen Einheit: Dachschiefer. Er wurde zur Zeit des unteren Karbons gebildet und folgt stratigraphisch den Knotenkalken der Bohlenwand.

Zu sehen sind schwarze Tonschiefer, die nach den Schieferungsflächen brechen. Prinzipiell ist ein Trend im Profil vom Liegenden ins Hangende zu sehen. Im Liegenden (nordöstlicher Teil des Bruches) steht ein homogener reiner Tonschiefer an mit nur einer deutlich ausgeprägten Schieferungsrichtung. Teilweise wird die Schichtung Pyritkonkretionen nachgezeichnet. Weiter ins Hangende (südwestlicher Teil) nimmt der Anteil an gröberen Korngrößen zu. Es treten zunehmend mehr litharenitische Sandsteinbänke auf. Ebenso ist eine zweite Schieferungsrichtung zu sehen, was zur sog. Runzelung führt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Isoklinale Falte, Bildausschnitt: ca. 1m

In dieser Abfolge ist gut der zunehmende Einfluss des entsteh-enden variszischen Orogens zu sehen. Die konstante Abfolge der pelagischen Tone wird immer häufiger durch distale Turbidite (Trübeströme des Schelfhanges) gestört. Durch die Hebung des variszischen Orogens wird mehr klastisches Material in das Meer eingetragen und führt häufiger zu Trübestromablagerungen. Später wurden diese Sedimentabfolgen durch regionale Tektonik in z.T. isoklinalen Falten gelegt (Abb.5).

Das Kieferle bei Steinheid (Landkreis Sonneberg) ist der zweithöchste Berg (867 m) im Thüringer Schiefergebirge.

Der Aufschluss ist ein alter Steinbruch direkt an der Straße zwischen Neuhaus a.R. und Steinheid. Zu sehen ist eine horizontal geschichtete Wechsellagerung aus Quarzit und Tonschiefer, die im unteren Ordovizium (Tremadoc) gebildet wurde. Dies ist der sog. Obere Frauenbach-Quarzit (siehe Abb.1).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Steinbruch am Kieferle

Die Quarzitbänke variieren in der Mächtigkeit zwischen 0,5 – 2m. Dieser ehemalige mittelkörnige Sandstein wurde durch Diagenese und Tektonik stark kompaktiert. Er weist keinen Porenraum mehr auf. Der Quarzit ist hell- bis mittelgrau und besteht hauptsächlich aus Quarz. Im oberen Teil der Bänke ist teilweise eine Laminierung erkennbar. Diese Quarzitbänke sind ehemalige Schelfsande, die durch Stürme umgewälzt wurden. Die Laminierung deutet auf Flachwasser hin. Der Schiefer ist durch Hämatit rotgefärbt und weist unterschiedliche Abstände der Schieferungsflächen auf. Im obersten Teil des Profils wurden Brachiopodenfunde gemacht. Es treten ebenso zwei Generationen von hydrothermalen Gängen auf, welche Nord-Süd streichen. Eine Generation enthält neben Quarz noch Arsenopyrit, Hämatit und Gold, was Seifengoldfunde im geringen Maße in dieser Gegend ermöglicht. Die Goldanreicherung spricht für Küstensande. Der Ursprung des Gold stammt liegt auf präkambrischen Schild Afrikas, es wurde gelöst und feinverteilt in den Schelfsanden als Schwermineral ausgefällt. Durch die niedrige Metamorphose des Quarzits wurde es durch Fluide nochmals gelöst und in den Quarzgängen angereichert.

Circa 400m nordwestlich des Aufschlusses 2.5. befindet sich dieser Aufschluss. Hier ist unterer Buntsandstein aufgeschlossen.

Dieser konglomeratische Sandstein ist grobkörnig, schlecht sortiert und die Körner sind angerundet. Er enthält Gerölle bis ca. 5cm Größe. Der Zement besteht aus Quarz und Kaolin, welches aus verwitterten Feldspäten stammt. Die Zusammensetzung und die Korngröße sprechen für eine relativ nahe Lage zum Liefergebiet.

Das an dieser Stelle Buntsandstein zu finden ist, weist darauf hin, dass die Hebung des Thüringer Waldes erst nach dem Buntsandstein stattgefunden hat. Die Erhaltung dieser Einheit ist dem Scheiber Graben geschuldet. Dieser Halbgraben, in dem sich dieser Sandstein befindet, hat diese Einheit vor der Erosion bewahrt. Vergleicht man das Höhenniveau des Buntsandsteins hier mit dem im Vorland des Thüringer Waldes so erhält man einen Mindestversatz von ca. 1000m. Ein absoluter Betrag kann nicht angegeben werden, da die Grabentiefe des Scheiber Grabens nicht mehr rekonstruierbar ist.

Abbildung 7: Luftbildmontage des Gesamtprojektes PSW Goldisthal (WALTER BAU-AG)

Das Pumpspeicherwerk Goldisthal ist mit einer Leistung von 1060 MW als das modernste und größte Kraftwerk seiner Art im Jahre 2003 nach 6-jähriger Bauzeit in Betrieb gegangen. Die Ursprünge des Projektes gehen bis in die 70er-Jahre zurück. Ein Großteil der über 10 km langen Erkundungsstollen wurde zwischen 1980 und 1990 also noch zu alten DDR-Zeiten aufgefahren. Das Grundkonzept für dieses Pumpspeicherwerk wurde auch nach der Wende nicht wesentlich verändert (WALTER BAU-AG). Das künstlich angelegte, umgehbare Oberbecken befindet sich in einer Höhe von etwa 880 m ü. NN auf der Moosbergebene am Großen Farmdenkopf und fasst ein Nutzvolumen von ca. 12 Mio. m³ Wasser bei einer Fläche von 55 ha. Diese Wassermenge reicht für acht Stunden Turbinen-Volllastbetrieb und könnte dabei den Freistaat Thüringen allein versorgen. Um dieses Becken zu schaffen, wurde der Berggipfel abgetragen. (Wikipedia)

„Der Thüringer Wald ist ein NW-SO-gestrecktes Horstgebirge, ein zwischen zwei Verwerfungen liegender, in der Kreidezeit und im Tertiär emporgehobener Span der Erdkruste. Sein innerer Aufbau offenbart eine komplizierte Erdgeschichte.

Im Oberkarbon waren alle zuvor entstandenen Gesteine zu dem Variszischen Gebirge aufgefaltet worden, dessen Falten in SW-NO-Richtung gestreckt waren. Im Bereich des heutigen Thüringer Waldes waren dies von Südost nach Nordwest der Schwarzburger Sattel, die Oberhöfer Mulde, der Ruhlaer Sattel und die Eisenacher Mulde. […] In die gefalteten Gesteine waren stellenweise auch Gesteinsschmelzen eingedrungen, die nun in erstarrter Form als Granit vorliegen. Im Oberkarbon/ Perm wurden die Sättel abgetragen und die Mulden mit dem Verwitterungsschutt aufgefüllt. Vulkane belebten das Landschaftsbild. Der in Jahrmillionen angehäufte Verwitterungsschutt und die vul­kanischen Lavagesteine und Tuffe bilden eine mehrere hundert Meter mächtige, regional vielfältig und unterschiedlich gegliederte Schichtfolge.

Nach der weitgehenden Abtragung des Variszischen Gebirges am Ende des Rotliegenden senkte sich ganz Mittel­europa und wurde vom Meer überflutet. Es begann eine neue Sedimentation, die den Untergrund mit den mehrere hundert Meter mächtigen, im Meer bzw. auf dem Festland gebildeten Schichten des Zechsteins, Buntsandsteins, Mu­schelkalks und Keupers bedeckte. Die aus dem nördlichen und südlichen Vorland bekannten Bodenschätze Kupfer schiefer und Steinsalz, vielleicht auch die Kalisalze sowie der Muschelkalk lagerten einst also auch im Gebiet des heutigen Thüringer Waldes.

In mehreren Hebungsphasen während der Kreidezeit und des Tertiärs wurde der heutige Thüringer Wald als Horstscholle zwischen den Verwerfungszonen an seinen Grenzen in Nordost und Südwest um einige hundert Meter herausgehoben, auf ihm die jüngeren Schichten abgetragen und damit das variszisch gefaltete Grundgebirge wieder freigelegt.“ (WAGENBRETH/ STEINER 1990)

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Details

Seiten
32
Jahr
2007
ISBN (eBook)
9783638014328
ISBN (Buch)
9783638917377
Dateigröße
1.9 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v84100
Institution / Hochschule
Friedrich-Schiller-Universität Jena
Note
1,3
Schlagworte
Exkursionsführer Einführung Geologie Thüringens Querschnitt Geologisch Mineralogische Gelände

Autor

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Titel: Einführung in die Geologie Thüringens. Ein Querschnitt