Читать книгу Die Geologie Deutschlands - Peter Rothe - Страница 30

Die ältesten Gesteine sind im nordwestlichen Zipfel anzutreffen; sie gehören aber eher noch zum sattelförmigen Massiv von Stavelot und damit zu den Ardennen, an die sich nördlich davon Inde-Mulde, Wurm-Mulde und der Aachener Sattel anschließen. Hier sind noch Schichten des Altpaläozoikums vertreten (Kambrium–Ordovizium), die in die Ardennen hinein sogar in Präkambrium übergehen.

Ein entscheidendes Strukturelement in diesem Bereich ist die Aachener Überschiebung (auch Eifelnordrand-Überschiebung), an der das Altpaläozoikum auf einer weit reichenden, flachen Bahn deckenartig auf jüngeres Paläozoikum geschoben ist. Sie hat ihre streichende Fortsetzung in der Faille du Midi im belgischen Kohlenrevier, wo Überschiebungsweiten von über 35 km diskutiert werden.

Wissenschaftsgeschichtlich ist interessant, dass hier im späten 19. Jahrhundert erstmals überhaupt eine Deckenüberschiebung erkannt worden war, was dann später auf die Alpen übertragen wurde (Bertrand 1892/93).

Wie im Rheinischen Schiefergebirge allgemein, herrscht auch hier das variskische Streichen vor, d.h. die Gesteinszüge verlaufen mehr oder weniger in Südwest-Nordost-Richtung. Großräumig betrachtet, ergeben sich mehrere, geologisch unterschiedliche Gebiete: das sogenannte Eifel-Synklinorium im Südwesten, die Eifeler Nord-Süd-Zone und im Osten die bis an den Rhein reichenden Gebiete des Ahrtal-Sattels und des Osteifeler Hauptsattels. Die im Südosten anschließende Moselmulde ist durch eine weit reichende Überschiebung von der Eifel abgegrenzt, die rechtsrheinisch als Siegener Hauptaufschiebung eines der wesentlichen tektonischen Elemente im Rheinischen Schiefergebirge bildet (vgl. Abb. 5, 38).

Die Eifeler Nord-Süd-Zone ist eine offensichtlich alt angelegte Depression, die schräg zum variskischen Streichen verläuft. Sie bestimmt wesentlich auch noch die Absenkung im Mesozoikum und Alttertiär und scheint durch einen Bruch im tieferen Untergrund angelegt zu sein. Ohne auf die durch die variskische Gebirgsbildung geprägten Gesteine zunächst näher einzugehen, soll hier nur erwähnt werden, dass die Faltenachsen der Sättel vergleichsweise steil zur Eifeler Nord-Süd-Zone hin abtauchen.

Die Eifeler Nord-Süd-Zone ist insofern der großen Depression vergleichbar, welche durch den Bruch des Oberrheingrabens und seine nördliche Fortsetzung über die Hessische Senke bis zum Leinetalgraben und darüber hinaus die geologischen Verhältnisse seit dem Paläozoikum beeinflusst hat.

Das Grundgebirge in der Eifel ist wesentlich durch sandiges und toniges Unterdevon geprägt. Ältestes Unterdevon ist durch oft rot gefärbte Sandsteine des Gedinniums vertreten, die von Flüssen aus dem nördlich gelegenen Old-Red-Kontinent antransportiert und in einem südlichen, von Deltas dominierten flachen Schelfbereich abgelagert wurden (die Typuslokalität des Gedinniums liegt in den unmittelbar anschließenden Ardennen, wo auch wesentlich ältere Gesteine aufgeschlossen sind). Anhand von Muscheln lässt sich sagen, dass eher Süßwasserbildungen vorherrschten.

Die gesamte paläozoische Schichtenfolge umfasst noch Mittel- und im Ausnahmefall sogar Oberdevon. Zusammen mit der Moselmulde und dem Hunsrück bildet die Eifel das sogenannte Linksrheinische Schiefergebirge. Das Mitteldevon ist auf ein Gebiet der Eifeler Nord-Süd-Zone beschränkt, das von den Eifeler Kalkmulden eingenommen wird; deren Umrahmung ergibt etwa die Form eines Sigmoids (Eifeler Sigmoid) (vgl. Abb. 38). Daraus und aus den fossilführenden Karbonaten leitet sich auch die Bezeichnung vom Eifeler Korallenmeer ab, das lokal noch bis in das Oberdevon hinein existierte, wie entsprechende Schichten in der großen Prümer Mulde belegen.

Das höhere Unterdevon und vor allem auch das Mitteldevon der Eifel sind außerordentlich fossilreich. Dies hat schon früh zu einer sehr detaillierten biostratigraphischen Gliederung der Schichtfolgen, vor allem im Bereich der Kalkmulden, geführt, die seinerzeit besonders durch die „Frankfurter Schule“ (gemeint sind hier nicht die Soziologen!) von Rudolf Richter vorangetrieben wurde: Die Gliederung der Schichten erfolgte zunächst biostratigrafisch, wobei Trilobiten und Brachiopoden die wesentlichen Leitfossilien waren. Diese Fauna hatte schon früh das Interesse von Sammlern auf sich gezogen. Berühmt waren besonders die „Geeser Trilobitenfelder“, wo schon Anfang des 19. Jahrhunderts selbst Alexander von Humboldt maßlos gesammelt haben muss: Rudolf Richter berichtet nämlich 1930 von einer Anekdote, nach der der berühmte Forscher dort so viele Fossilien gesammelt haben soll, dass nicht mehr alle in die Taschen seines Fracks gepasst hätten. Er soll deshalb den auf dem Feld arbeitenden Bauersfrauen ihre langen Wollstrümpfe abgekauft und mit Fossilien gefüllt nach Gerolstein getragen haben. Zwei der von dort stammenden Trilobiten sind inzwischen nach Gees benannt (Geesops schlotheimi und Scutellum geesense). Paläontologisch interessierte Besucher der Eifel werden vielleicht auch auf den Namen Batti Dohm treffen, der 1933 einen Roman mit dem Titel ›Stielauge der Urkrebs‹ veröffentlicht hatte, in dem die Schöpfungsgeschichte aus der Perspektive der Facettenaugen eines Geeser Trilobiten dargestellt wird.

Abb. 38: Geologische Übersichtskarte des Linksrheinischen Schiefergebirges (Ausschnitt nach einer Skizze von J. Stets in v. Koenigswald & Meyer 1994, veränd.). Das wesentlich aus Gesteinen des Unterdevons aufgebaute Gebiet wird im Bereich der sogenannten Eifeler Nord-Süd-Zone von den Eifeler Kalkmulden geprägt, deren Füllung aus Mittel- bis Oberdevon besteht (a: Sötenicher Mulde, b: Blankenheimer Mulde, c: Rohrer Mulde, d: Dollendorfer Mulde, e: Ahrdorfer Mulde, f: Hillesheimer Mulde, g: Prümer Mulde, h: Gerolsteiner Mulde, i: Salmerwald-Mulde).

Wie im Rechtsrheinischen Schiefergebirge sind auch hier zahlreiche Auf- bzw. Überschiebungen entwickelt, die dort Entsprechungen haben. Die geologische Grenze zwischen Hunsrück und Eifel liegt in der Wittlicher Senke (nordöstlich von Trier) unter mächtigem Rotliegend verborgen. Von Norden bzw. Süden greift der Buntsandstein auf das Devon über (Mechernicher Trias-Dreieck bzw. Trierer Bucht).

Wichtiger sind aber die Versuche, die Schichten des Eifeler Devons so zu gliedern, dass nicht nur eine interne Parallelisierung zwischen den einzelnen Kalkmulden möglich wird, sondern darüber hinaus auch eine Anbindung an das Devon der Nachbarregionen. In einem wesentlichen alten „Grenzstreit“ hat die Eifel inzwischen sogar weltweite Bedeutung erlangt. Zunächst einmal ist zu sagen, dass sie Namenspate für das Untere Mitteldevon ist, das als Eifel-Stufe (heute: Eifelium) bezeichnet wurde. Sodann geht es um die Grenzziehung zwischen Unter- und Mitteldevon, die jetzt nach den Untersuchungen in der Eifel den international gültigen Stand eines „Global Stratotype Section and Point (GSSP)“ bekommen hat, wobei die Grenze mit Conodonten festgelegt wurde. Die Vorarbeiten dazu gehen im Prinzip schon auf die Gliederungsversuche von Rudolf Richter und seine Schüler zurück, die noch vor dem Zweiten Weltkrieg damit begonnen hatten, bei Wetteldorf einen „Richtschnitt“ zu eröffnen, einen Schurfgraben, in dem die Gesteine Bank für Bank aufgenommen und später auf ihre Fossilien hin durchgeklopft wurden; deren paläontologische Bearbeitung war aber nur ansatzweise erfolgt, und das meiste, im Senckenberg-Museum aufbewahrte Material wurde bei Bombenangriffen vernichtet. Von einer jüngeren Generation wurde seit den 1970er Jahren die Methode der Richtschnitte wieder aufgenommen und erweitert; einer der engagiertesten Geologen war dabei mein Studienkollege Rolf Werner, die Arbeiten wurden unter seiner Leitung von Mitarbeitern der Senckenbergischen Naturforschenden Gesellschaft durchgeführt und sie mündeten schließlich darin, dass im Wetteldorfer Richtschnitt die jetzt international verbindliche Grenze zwischen Unter- und Mitteldevon ihren Platz in der Eifel hat.

Für die Gliederung der Schichten des Eifeler Devons bestehen aber noch Probleme, die in der Faziesabhängigkeit der fossilen Lebenswelt begründet sind; in einem sandigen Milieu leben andere Tiere als in einem mergeligen oder tonigen – und alle drei können gleich alt sein. Hier setzen die wesentlichen Arbeiten von Josef Winter an, auch er einer meiner Frankfurter Mitstudenten, der schon früh in den Schichten vorkommende Lagen, die als „Letten“ bezeichnet wurden, als in Bentonite umgewandelte vulkanische Aschenlagen erkannt hatte. Vulkanausbrüche, die solche Produkte fördern, sind immer kurzfristige Ereignisse und damit sind diese Aschenlagen ausgezeichnete Zeitmarken, die faziell unterschiedliche Schichten überlagern. Winter konnte an Zirkon-Populationen darin belegen, dass sich die einzelnen Lagen spezifisch voneinander unterscheiden. Im Gesteinsverband sind sie eher unscheinbar und manchmal nur wenige Zentimeter dick; nach den anfänglichen Arbeiten war danach zu erwarten, dass man später weitere entdecken würde, und das hat ihn bewogen, eine offene Nomenklatur zu schaffen: Die einzelnen Lagen hat er nach Sternbildern benannt, deren Anfangsbuchstaben mit denen der schon benannten Schichten übereinstimmen: Bentonite innerhalb der Heisdorf-Schichten heißen deshalb Horologium oder Hydra, solche der Lauch-Schichten Libra – und zusätzlich sind im Falle mehrerer Bentonitlagen noch Ziffern angehängt. Damit ist es nun möglich, Zeit-Horizonte von den Ardennen über die Eifel bis ins Bergische Land zu verfolgen. Anders als ursprünglich vermutet, lagen die Ausbruchszentren der Vulkane aber nicht im rechtsrheinischen Schiefergebirge, sondern im Westen der Eifel, wahrscheinlich unter der jüngeren Bedeckung im Pariser Becken: Das ergibt sich daraus, dass die Korngrößen der vom Wind vertragenen Zirkonkristalle nach Osten hin immer feiner werden.

Winter 1965, 1997, 2001, 2006

Die unterdevonischen Schichten sind gefaltet, im Gegensatz zu jenen in Hunsrück und Moselmulde aber nur in geringem Maße geschiefert. Besonders schöne Faltenbilder sind im Ahrtal zu beobachten, von wo Schichten des Siegeniums am Rupenberg westlich von Schuld und in Altenberg schon früh Eingang in die tektonische Literatur (Cloos 1950) gefunden haben (Abb. 39). Dazu kommen Aufschiebungen und kleinräumige Überschiebungen und darüber hinaus sind meist etwa 2 km lange Querstörungen entwickelt, die zeitgleich mit der Faltung entstanden sind; sie trennen unterschiedlich gefaltete Bereiche voneinander. An den südöstlichen Rändern der meisten Kalkmulden ist sandiges Unterdevon auf die karbonatische Muldenfüllung des Mitteldevons aufgeschoben.

Bei den vielfach dolomitisierten Karbonaten in den Mulden hat der Gebirgsbildungsdruck nur zu schwachen Verbiegungen geführt, in einigen Fällen sind darin aber Schuppen entwickelt. Das überwiegend karbonatische Mitteldevon der Eifelkalkmulden unterscheidet diese schon durch die Gesteine von ihrem durch Sandsteine bzw. Quarzite beherrschten unterdevonischen Rahmen. Das prägt auch das Landschaftsbild, was besonders bei der am tiefsten eingefalteten Prümer Mulde zum Ausdruck kommt: Der bewaldete Rand aus Emsquarzit umrahmt die weicheren mergeligen Gesteine des Muldeninneren. Da diese leichter durch die Verwitterung ausgeräumt werden konnten, ergibt sich insgesamt das Bild einer großen Wanne. In die Mergel eingeschaltete sandige Partien und Riffkalke bilden auch Rippen im Gelände, der Dolomitklotz von Schönecken (Abb. 40) sogar ein eigenständiges, durch Wacholderbüsche und Wald geprägtes Bergmassiv; hier sind Trockentäler entwickelt. Die Dolomite gehören in das oberste Mitteldevon. Darüber sind in zwei eigenen Muldenstrukturen, der Büdesheimer und der Wallersheimer Mulde, noch oberdevonische Plattenkalke und Schiefer erhalten geblieben, was mit der besonders tiefen Versenkung der Prümer Mulde erklärt wird. Oberdevon ist in allen anderen Eifelkalkmulden nicht mehr erhalten, könnte aber in manchen Fällen auch durch die vorherrschende Dolomitisierung, die die Fossilien zerstört hat, kaschiert sein.

Die wesentlichen Mulden sind, im Norden beginnend, Sötenicher, Blankenheimer, Rohrer, Dollendorfer, Ahrdorfer, Hillesheimer, Prümer, Gerolsteiner und Salmerwald-Mulde, zu denen noch kleinräumige Spezialmulden hinzukommen (vgl. Abb. 38).

Im NW schließt sich ein Gebiet an, das als Aachener Revier vor allem durch seine Steinkohlen bekannt ist; seine Südgrenze bildet die Eifel. Das Oberkarbon der Subvariszischen Saumsenke lässt sich hier mit dem des Ruhrreviers oft bis in den Bereich einzelner Kohleflöze parallelisieren. Strukturell unterscheidet man Inde- und Wurm-Mulde, die durch die Aachener Überschiebung voneinander getrennt sind (Abb. 38). Nach N gehen die meist nordvergent gefalteten Schichten allmählich in flachere Lagerung über. Der frühe Bergbau hatte auch hier im S begonnen, wo die Kohlen an der Oberfläche zutage traten. Querstörungen, die die Falten meist in NW-Richtung durchschneiden, führen auch im Aachen-Stolberger Raum oft Blei-Zink-Erze, die bereits in der Antike gewonnen wurden, und reiche Vorkommen von Galmei / Schalenblende (ZnCO₃) waren die Grundlage für eine vor allem im Mittelalter blühende Messing-Industrie. An die Aachener Überschiebungszone sind die mindestens seit der Römerzeit genutzten Thermalquellen gebunden (mehr bei Walter 2010 a, b).

Die devonischen Gesteine und Strukturen sind in vielen Fällen unter Triassedimenten, hauptsächlich Buntsandsteinschichten und/oder jungen vulkanischen Bildungen verborgen. Von Süden her greift der Buntsandstein der Trierer Bucht auf das Eifeldevon über, im Norden das sogenannte „Mechernicher Trias-Dreieck“ und zwischen Prümer und Hillesheimer Mulde das Gebiet um Oberbettingen, dessen Buntsandstein auch noch die Gerolsteiner Mulde tangiert (vgl. Abb. 38).

Abb. 39: Falte in Form eines kleinen, nach Nordwesten überkippten Sattels aus unterdevonischen Grauwacken und Schiefern im Ahrtal bei Altenberg. Daran hat Hans Cloos (1950) ›Gang und Gehwerk einer Falte‹ beschrieben. Die Striemen auf den Gesteinsflächen sind durch die Gleitbewegungen im festen Gestein entstanden, und auf den aufreißenden Spalten ist später Quarz abgeschieden worden.

Buntsandstein erreicht in der Eifeler Nord-Süd-Zone allgemein große Mächtigkeiten, was deren Senkungstendenz auch in der Trias anzeigt. Lokal ist hier sogar noch Muschelkalk erhalten geblieben. In diesem zentralen Bereich der Eifeler Nord-Süd-Zone häufen sich auch tertiäre und quartäre Vulkanite. Zu den gut erschlossenen Vulkanbauten des Tertiärs gehört der Arensberg (Arnulphusberg) bei Zilsdorf in der Hillesheimer Mulde, dessen Basaltschlot Buntsandstein und möglicherweise noch untersten Muschelkalk durchschlagen hat.

Abb. 40: Dolomitische Riffkarbonate des oberen Mitteldevons in einem aufgelassenen Steinbruch bei Schönecken (Eifel).

Als quartärer Vulkanbau soll aus der Gerolsteiner Mulde nur die Papenkaule erwähnt sein, quartäre Vulkane sind in diesem Gebiet besonders dicht gesät. Der Reichtum an Fossilien ist nicht auf Korallen beschränkt, sondern umfasst eine Vielzahl von Muscheln, Cephalopoden, Brachiopoden, Trilobiten, Ostrakoden und Conodonten, um nur die wichtigsten Tiergruppen zu nennen, mit denen Stratigraphie und Fazies des Eifeldevons seit etwa zwei Jahrhunderten entschlüsselt werden. Die meisten Indizien weisen darauf hin, dass die Eifelsedimente von vielen transgressiven Meeresvorstößen aus Südosten stammen und dass fast durchweg Flachmeerbedingungen vorherrschten. Darauf weisen neben den Riffkarbonaten auch eisenreiche oolithische Kalke hin, die innerhalb der Heisdorf-Schichten des Oberemsiums vorkommen; sie sind früher sogar als Erze abgebaut worden.