Читать книгу Die Geologie Deutschlands - Peter Rothe - Страница 22

Das regenreiche, grüne Sauerland ist durch devonische und unterkarbonische klastische und vulkanische Gesteinsserien geprägt, die in mehrere Sattel- und Muldenstrukturen deformiert sind; allen gemeinsam ist die vorherrschende Südwest-Nordost-Richtung, die durch die variskische Gebirgsbildung zustande kam. Die tief eingeschnittenen Täler erschließen Schichtfolgen und tektonische Strukturen. Hohe Niederschläge und die lokale, geologisch bedingte Geomorphologie boten hier gute Voraussetzungen für die Anlage großer Talsperren, die neben der Gewinnung von Trinkwasser und elektrischer Energie heute auch als Erholungsgebiete Bedeutung haben (Hennetalsperre, Biggesee, Diemelsee und viele andere).

Nördlich der Wittgensteiner Mulde, die sich in der nordöstlichen Fortsetzung des Siegerlandes mit gut faltbaren Tonschiefern des Unterkarbons als eigene Einheit heraushebt, leiten kleinere Sattelstrukturen und die Waldecker Hauptmulde zum Ostsauerländer Hauptsattel über, der die beherrschende Struktur im nordöstlichen Rheinischen Schiefergebirge bildet (vgl. Abb. 5).

Die Waldecker Hauptmulde wird wesentlich durch unterkarbonische Schichten aufgebaut, zwischen denen es kleinere Oberdevonsättel gibt. Die unterschiedliche Härte der Gesteine im Verein mit einer engen Spezialfaltung wirkt sich auch im Landschaftsbild aus. Kulmkieselschiefer und Grauwacken bilden dabei lang gestreckte bewaldete Höhenzüge, die Kulmtonschiefer und Alaunschiefer dagegen die Senken mit Äckern und Weideland.

Am Nordrand der Waldecker Hauptmulde ist am alten Bahnhof Lelbach-Rhena entlang der Bahngleise fast die gesamte Schichtenfolge des Unterkarbons in einem Profil mit sehenswerten Spezialfalten aufgeschlossen (Abb. 26), die von schwarzen Kieselschiefern bis zu Kalken reicht. Die Faltenbilder sind Ausdruck eines hohen tektonischen Stockwerks, d.h. die ursprüngliche Überdeckung durch jüngere Schichten (Grauwacken) kann nicht sehr groß gewesen sein.

Abb. 26: Falten in Gesteinen des Unterkarbons. Alter Bahnhof Lelbach-Rhena, nordwestlich von Korbach.

Der Ostsauerländer Hauptsattel wird wesentlich aus Gesteinen des Mittel- und Oberdevons aufgebaut, dem südlich anschließend Unterkarbon folgt, das zur Waldecker Hauptmulde überleitet. Neben sandigen und tonigen Abfolgen spielen auch Karbonate und vor allem mächtige Diabase des oberen Mitteldevons eine Rolle, die zu der Bezeichnung „Hauptgrünsteinzug“ geführt haben.

Daran sind, wie in der Lahn- und Dillmulde bzw. im Harz, auch hier Roteisenstein-Lagerstätten gebunden. Außerdem schufen die vulkanischen Schwellen lokale Bedingungen für das Riffwachstum südlich des großen Schelfrandriffes von Brilon (siehe unten) und haben auch die Sedimentation in diesem Raum erheblich mit beeinflusst. In der Landschaft tritt der Hauptgrünsteinzug auch morphologisch in Erscheinung und bildet das lebhaft gestaltete Waldecker Bergland mit seinen lang gezogenen von Westsüdwesten nach Ostnordosten verlaufenden, bewaldeten Bergzügen, deren Täler in den weicheren Schiefern zwischen den Diabasrücken angelegt sind. Man hat herausgefunden, dass diese Grünsteine uralte Berge sind, die auch das Zechsteinmeer nicht überfluten konnte.

Das Gebiet des Ostsauerländer Hauptsattels und seiner Umgebung ist in vieler Hinsicht auch für die Geologie des Devons von allgemeiner Bedeutung. Das Dörfchen Adorf markiert die Typuslokalität für das Adorfium, die unterste Stufe des Oberdevons. Die „Rote Klippe“ (Abb. 27), eine aufgelassene Eisenerzpinge am Martenberg bei Adorf, ist seit über 100 Jahren eine Art Wallfahrtsort für die Geologen, wo über Diabas und Schalstein des Hauptgrünsteinzuges zunächst rote Cephalopodenkalke des oberen Givetiums und tieferen Adorfiums lagern; man kann hier also die Grenze Mittel-/Oberdevon besonders gut studieren. Im Hangenden folgen graue Kalke, die noch teilweise in die Adorf-, aber auch schon in die Nehdenstufe gehören, zu der auch die darüber lagernden Tonschiefer zählen.

Der Martenberg ist auch für die Rekonstruktion der devonischen Paläogeographie in diesem Raum von allgemeiner Bedeutung, weil er als Tiefschwelle aus submarinen Vulkaniten ein Hindernis für den von Norden (Brilon) eingetragenen Riffschutt bildete. Aus solchem Riffschutt bestehen viele der bankigen und plattigen Kalksteine, die aufgrund ihrer gradierten Schichtung als Kalkturbidite gedeutet werden. Dazu gehört auch der Padberger Kalk der älteren Literatur. Padberg liegt näher am Briloner Riff (s.u.), weshalb die Komponenten entsprechend gröber sind; in einem Profil über den Ostsauerländer Hauptsattel hat man festgestellt, wie die Korngrößen mit zunehmender Entfernung vom Liefergebiet kleiner werden. Die submarine Topographie von Vulkanschwellen hat diese Materialströme im Einzelnen gesteuert.

Abb. 27: Die „Rote Klippe“ oder das „Rosenschlösschen“ am Martenberg im Sauerland erschließt das über einer Vulkanschwelle gebildete Roteisenstein-Grenzlager an der Grenze zwischen Mittel- und Oberdevon, das von Schichten des unteren Oberdevons überlagert wird (Foto: Dr. Günther Seybold, Exkursion 2004).

Zu den ehemals bedeutenden Erzlagerstätten dieses Gebietes zählen Gruben bei Messinghausen, die Grube Christiane am Martenberg (Roteisenstein, Besucherbergwerk) und die Blei-Zinkerz-Vorkommen von Ramsbeck (Besucherbergwerk), wo die Erzgänge mit der Tektonik von Aufschiebungen an der überkippten Nordflanke des Ostsauerländer Hauptsattels in Zusammenhang stehen. Wie in vielen anderen Fällen diskutiert man heute auch hier die Herkunft der Metalle durch eine Umverteilung aus den unterdevonischen Nebengesteinen Das nordöstlichste Sauerland wird geologisch von großen mittel- bis oberdevonischen Riffbauten bestimmt, die tektonisch jeweils Sattelstrukturen bilden (Warsteiner und Briloner Sattel). Diese Riffe sind, im Gegensatz zu denen der Lahnmulde, nicht auf vulkanisch vorgeprägten submarinen Schwellen, sondern am Schelfrand des nördlich gelegenen devonischen Old-Red-Festlands entstanden (vgl. Abb. 5, 28).

Die bei Brilon im Abbau stehenden großen Steinbrüche vermitteln trotz der riesigen Dimensionen nur ein sehr eingeschränktes Bild, weil insgesamt viele Hundert Meter mächtige Massenkalke erbohrt sind. Die Rekonstruktion hat gezeigt, dass hier ein Atollriff mit einer internen Lagune bestanden hat, in deren innerem Bereich während des Oberdevons weitere Riffkuppen gewachsen waren. In der Landschaft sind über den Karbonaten vielfach Einsturzdolinen entstanden; die Gegend um Brilon ist als Karstlandschaft bekannt.

Im Zuge der variskischen Gebirgsbildung sind die vielfach massigen Karbonate dann im Gegensatz zu den gut faltbaren tonigen Partien in einzelne Schollen zerbrochen, wobei die Störungen meist von Südwesten nach Nordosten verlaufen.

Eine Störung ganz großen Ausmaßes, die als Querstörung im Gegensatz zur Hauptstörungsrichtung von Nordwesten nach Südosten verläuft (Altenbürener Störung, vgl. Abb. 5), zerlegt den Ostsauerländer Hauptsattel in eine östliche Briloner Scholle, die gegenüber der im Westen anschließenden Ramsbecker Scholle um etwa 1000 m abgesenkt ist. Diese bedeutende Störung war im Süden bei Dreislar mit Schwerspat gefüllt, dessen Abbau nach über 200 Jahren heute auch eingestellt ist. Es gibt dort aber ein sehenswertes Museum mit einem Schaustollen.

Abb. 28: Verbreitung devonischer Riffe im Rheinischen Schiefergebirge (n. Krebs 1971, veränd.). Die nördlich der gestrichelten Linie gelegenen Strukturen sind Schelfrandriffe (ähnlich dem Großen Barriere-Riff Australiens), die südöstlich davon im Beckenbereich liegenden sind auf vulkanischen Schwellen, ähnlich denen in der Südsee, oder am Rand einer vermuteten devonischen „Taunus-Insel“ gewachsen.

Solche Riffe aus den Wohnbauten Wärme liebender Organismen (u.a. Stromatoporen und Korallen) konnten dort nur entstehen, weil das Gebiet zur Devonzeit in der Nähe des Äquators lag.

Zwischen Briloner und Warsteiner Sattel liegt ein von eng verfalteten Tonschiefern dominierter Bereich, der als Nuttlarer Mulde bezeichnet wird. Tonschiefer sind im Sauerland gelegentlich in Dachschieferqualität entwickelt. Dachschiefer des unteren Mitteldevons werden heute noch bei Fredeburg im Untertagebau gewonnen.

Im weiteren Verfolgen der tektonischen Großstrukturen nach Südwesten gelangt man von Brilon bzw. vom Ostsauerländer Hauptsattel in einen Bereich, der als Attendorn-Elsper Doppelmulde bekannt ist (vgl. Abb. 5, 6); die beiden Mulden sind durch einen schmalen Sattel voneinander getrennt. Ohne auf Details einzugehen: Auch hier sind, wie im Raum Brilon, mittel- bis oberdevonische Riffkalke entwickelt, die in großen Steinbrüchen abgebaut werden und in denen sehenswerte Tropfsteinhöhlen, besonders die Atta-Höhle (Attendorner Tropfsteinhöhle) auch wegen ihrer besonders schönen Tropfsteine zu den großen Besuchermagneten zählt.

Auch diese Riffe gehören zum devonischen Schelfrand. Bei Meggen ist darin eine einstmals bedeutende Erzlagerstätte entwickelt, aus der Pyrit mit Zinkblende und Bleiglanz sowie Schwerspat gewonnen wurden (1992 eingestellt). Die Erze wurden durch hydrothermale Wässer transportiert, die an Störungen gebunden waren, und in einer Lagune zwischen Riffkarbonaten abgesetzt.

Im Muldenkern folgen noch unterkarbonische, in der Elsper Mulde sogar tief oberkarbonische Schiefer.

Die Attendorn-Elsper Doppelmulde setzt sich im Streichen in die Großeinheit der Gummersbacher Mulde fort (vgl. Abb. 5). Bei Gummersbach selbst sind in Schichten des unteren Mitteldevons prächtig erhaltene subaquatische Rutschkörper zu beobachten.

In diesem Gebiet gibt es innerhalb der Schichten des Unterdevons auffallend viele vulkanische Gesteine; in Anlehnung an das Flüsschen Lenne, das auch für den Ortssammelnamen Lennestadt steht, werden diese als Lenne-Vulkanite bezeichnet. Für diese kennt man die Ausbruchszentren und sie sind auch gut für die Gliederung der Schichten verwendbar: Es gibt eine detailliert untersuchte Abfolge von Keratophyren bzw. Keratophyrtuffen, die auch hier durch ihre spezifischen Zirkonpopulationen charakterisiert sind, was in einige Fällen zu einer stratigraphischen Neuorientierung geführt hat (Winter 2006).

Die überwiegend sauren Gesteine (Keratophyre) sind aber wesentlich weiter verbreitet, vor allem im nordwestlich anschließenden Ebbe-Sattel, wo der Vulkanismus möglicherweise schon im ältesten Unterdevon einsetzte und seine Hauptaktivität während des Ober-Emsiums entfaltete.

Die oft bunten, hellen Gesteine (vielfach sind es Tuffe) kann man z.B. an der Hohen Bracht, dem fast 600 m hohen Aussichtsberg südlich von Lennestadt, und an der Burg Bilstein am Fuße dieses Berges beobachten. Vor allem sind diese regional weitreichenden Vulkanite auch geeignete Zeitmarker für die stratigraphische Einstufung.

Von dort ist es nicht mehr weit bis ins Siegerland, wo es keine Spuren dieses Vulkanismus mehr gibt. Erst viel weiter im Süden, im Taunus, sind im Unterdevon mit den Porphyroiden wieder ähnliche vulkanische Gesteine anzutreffen. Im Sauerland markieren sie jedenfalls ein Zentrum mit mehreren Ausbruchspunkten, die man aufgrund der Mächtigkeiten der vulkanischen Gesteine, die von den Zentren aus abnehmen, rekonstruiert hat (Heyckendorf 1985).

Der erwähnte, nach dem Ebbegebirge benannte Ebbe-Sattel (vgl. Abb. 5) ist eine weitere wichtige Großstruktur im Rechtsrheinischen Schiefergebirge, weil in seinem Kern vordevonische Gesteine aufgeschlossen sind; sie geben Auskunft über den tieferen Untergrund aus altpaläozoischen bis präkambrischen Gesteinen, der überall im Schiefergebirge unter den devonischen Schichten vermutet und durch geophysikalische Untersuchungen im Rahmen der Europäischen Geotraverse wahrscheinlich gemacht wurde. An Fossilien ist belegt, dass in Teilbereichen des Sattels ordovizische und silurische Schichten an die Oberfläche kommen. Die sowohl nach Nordosten als auch nach Südwesten abtauchenden Faltenachsen bewirken, dass der wesentlich aus unterdevonischen Gesteinen bestehende Sattel auch auf allen Seiten von Unterdevon umgeben ist, das allmählich in Mitteldevon übergeht.

Eine markante Überschiebung grenzt seinen Nordrand gegen die anschließende Lüdenscheider Mulde ab. Diese Ebbe-Überschiebung könnte wieder eine Art Deckenüberschiebung sein (vgl. Abb. 5).

Weiter im Norden wird die Lüdenscheider Mulde, deren Schichten wesentlich aus sandigem Mitteldevon aufgebaut werden, vom Remscheid-Altenaer Sattel abgelöst, einer weiteren Sattelstruktur, in der noch vordevonische Schichten zutage treten. Wenn man Ebbe- und Remscheid-Altenaer Sattel großräumig nach Südwesten verfolgt, wird deutlich, dass das Strukturen sind, die in den Ardennen ihre Fortsetzung haben, wo das ältere Gebirge großräumig aufgeschlossen ist.

Im geographisch westlich anschließenden Bergischen Land unterscheidet sich die Ausbildung des Devons nur unwesentlich von der Entwicklung im Sauerland. Innerhalb der sonst durchgängig marinen Schichtfolgen sind aber gelegentlich nicht marine Einflüsse zu beobachten, die auf Landnähe bzw. Schwellensituationen zurückzuführen sind. Sonst sind auch hier die in großen Steinbrüchen erschlossenen mittel- bis oberdevonischen Massenkalke des Remscheid-Altenaer Sattels, der Paffrather Mulde und des Velberter Sattels erwähnenswert.

In der Nähe vom Ostrand des Rheinischen Schiefergebirges macht sich allmählich auch der Einfluss der Hessischen Senke bemerkbar: Störungen verlaufen etwa Nord-Süd und die Ablagerungen des Zechsteinmeeres greifen diskordant auf das gefaltete Paläozoikum über.

Zechstein und Buntsandstein bilden hier mit der nach Frankenberg an der Eder benannten Frankenberger Bucht eine der Buchten, die von der Hessischen Senke aus in das Schiefergebirge eingreifen (vgl. Abb. 5); die zweite ist die weiter nördlich gelegene Korbacher Bucht, die in den letzten Jahren durch spektakuläre Wirbeltierfunde Aufmerksamkeit erregt hat (Korbacher Spalte, mit dem oberpermischen Landwirbeltier Procynosuchus).

Beide Buchten sind durch ihren alten Kupferbergbau bekannt, der hier die zechsteinzeitlichen Kupfermergel, eine mehr randnahe Bildung des Kupferschiefermeeres, zum Gegenstand hatte. Anzeichen für besondere Ufernähe sind auch Konglomerate, die z.B. am Stedefelsen oberhalb der Eder etwa 5 km südwestlich Frankenberg aufgeschlossen sind. Unter den Kupferlagerstätten im Randbereich zwischen Sauerland und Hessischer Senke war Marsberg in den 1960er Jahren in die Schlagzeilen geraten: Von dort wurden Aufbereitungsschlacken zu „Kieselrot“ bzw. „Hüttensplitt“ vermahlen, mit dem Sportplätze in ganz Deutschland bestreut wurden. Das Material hatte sich dann als hochgiftig erwiesen, es enthielt nämlich Dioxin und Furanverbindungen. Die Ursache war zunächst geologisch, denn das Perm überlagert dort, wie vielfach in der Region (vgl. Abb. 29), unterkarbonische Tonschiefer, die reich an organischem Kohlenstoff sind. Bei einem 1930 entwickelten Röstverfahren hatte man den Erzen NaCl beigemischt, dessen Cl in Verbindung mit dem natürlichen Kohlenstoff diese Produkte entstehen ließ.

Die Korbacher Spalte ist, wie die Grube Messel, inzwischen auch eines der wichtigsten hessischen Bodendenkmäler. Entdeckt wurde sie von dem hessischen Landesgeologen Jens Kulick schon 1964, der sie bei weiteren Kartierarbeiten auf etwa 1 km Länge verfolgen konnte: ein SSW – NNE-verlaufender Riss in Zechsteinkarbonaten, der keilförmig ausgebildet ist, unten nur 50 cm, oben aber 3 m breit. Die Spaltenfüllung ist ein dolomitischer Siltstein mit wirr darin vorkommenden Knochenresten, der von Ton überlagert wird. Da in anderen Spaltenfüllungen in der Umgebung von Korbach schon Knochenfunde von pleistozänen Wirbeltieren bekannt waren, glaubte man zunächst auch hier an solche jungen Reste, bis die genaueren Untersuchungen neben anderen Knochen auch die von hundezahnähnlichen Reptilien erbrachten, die zu säugetierähnlichen Tetrapoden gehören, die sich als Festlandsbewohner herausstellten: Das war eine Sensation, denn diese Tiere bilden im Sinne der Evolution ein Bindeglied zwischen den Reptilien des Perms und den ersten, noch kleinen Säugetieren der Trias, also unseren entfernten ersten Vorfahren. Vergleichbare Fossilien aus dieser Zeit des oberen Perms waren bisher nur aus Russland, Schottland und Afrika bekannt gewesen. Das „Wappentier“ der Korbacher Spalte ist Procynosuchus. Vorteilhaft war hier auch, dass die Knochen sich in marinen Karbonaten fanden, die anhand anderer Fossilien altersmäßig gut einzuordnen sind: Der Ablauf stellt sich heute so dar, dass zunächst die marinen Zechsteinkarbonate abgelagert und zu Gesteinen verfestigt wurden, danach riss die Spalte darin auf, wurde mit den knochenführenden Ablagerungen verfüllt und diese wurden danach mit zechsteinzeitlichen Tonen überlagert und dadurch konserviert. Nach der stratigraphischen Zeitskala sind sie 256 bis 258 Ma alt. Da es sich zumindest teilweise um Landwirbeltiere handelt wie den Procynosuchus, ist das auch ein Hinweis auf eine alte Landverbindung während der Zeit, als alle Kontinente noch zu einer Pangaea vereinigt waren. Mittlerweile hat eine systematische Suche weitere knochenführende Spalten in der Umgebung nachweisen können.

Abb. 29: Am Rand von Nieder-Werbe am Edersee überlagern Karbonate des Zechsteins mit einer klassischen Diskordanz die steilgestellten Tonschiefer des Unterkarbons (Foto: Dr. Günther Seybold, Exkursion 2004).

Zwischen Frankenberger und Korbacher Bucht sind über dem unterkarbonischen Untergrund, der dort eine Schwelle bildet, mächtige Zechstein-Karbonate entwickelt, die südlich von Korbach noch in großen Steinbrüchen abgebaut werden. Korbach ist auch für seine Goldfunde bekannt, die allerdings an dunkle Gesteinsfolgen des Karbons und tektonische Strukturen gebunden sind. Das seit dem Mittelalter bekannte Vorkommen am Eisenberg bei Goldhausen gilt als größte Goldlagerstätte Deutschlands, ist aber dennoch unwirtschaftlich. Von hier stammt auch das meiste Gold in der Eder (Kulick et al. 1997). Heute ist Goldwaschen in Korbach eine Touristen-Attraktion.

Den Nordrand des bis hierher diskutierten Schiefergebirges bildet das Karbon des Ruhrgebiets, das als Subvariszische Saumsenke als eigene Einheit innerhalb der Strukturen des Variskischen Gebirges behandelt wird (siehe Ruhrgebiet).

Grabert 1980, Hesemann 1975, Richter 1971, Thews 1996, Kulick et al. 1997