Die Entwicklung des Kyffhäusergebirges aus globaler Sicht

Dieser Text stellt die Entwicklung des Kyffhäusergebirges in Zusammenhang mit den Kontinentbewegungen dar und ist entsprechend der Reihenfolge der Ereignisse in der Erdgeschichte aufgebaut.

Hadaikum – Archaikum – Proterozoikum

(4700-545 Ma)

Im Kyffhäuser fehlen Gesteine aus dieser Zeit.

Kambrium

(545-495 Ma)

Lage der Kontinente

Während der Zeit des Kambriums existierte der europäische Kontinent in seiner heutigen Form noch nicht. Die oben stehende Grafik zeigt die Lage der Kontinente zu dieser Zeit. Der große rote Punkt markiert das Gebiet des Kyffhäusergebirges, der kleine den Südpol. Grob betrachtet gab es im Kambrium folgende Kontinente, wobei die ungefähren heutigen Entsprechungen in Klammern gesetzt sind: Laurentia (Nordamerika), Baltica (Nordosteuropa), Siberia (Sibirien) und Gondwana (Afrika, Südamerika, Antarktis, Indien und Australien). Laurentia, Baltica und Siberia lagen Gondwana gegenüber. Zwischen Laurentia und Baltica erstreckte sich der Iapetus-Ozean, der sich noch öffnete. Ferner öffnete sich zwischen Baltica und Gondwana der Rheic-Ozean.

Das Gebiet des Kyffhäusergebirges lag also nahe zu Gondwana im Rheic-Ozean. Dort lagerten sich verschiedene Sedimente ab.

Gesteine

Heute findet man im Kristallin u.a. Gneise, Amphibolite, Marmore und Kalksilikate. Es sind Metamorphite (Umwandlungsgesteine). Als Ausgangsgesteine werden die Sedimente des Rheic-Ozeans diskutiert, dies kann aber nicht einwandfrei nachgewiesen werden. Radiometrische Datierungen an Zirkonen mit der U-Pb-Methode weisen auf Alter von 560-660 Ma (Zeh et al. 2005). Neuman (1968) korrelierte Teile des Kyffhäuser-Kristallins mit kambrischen Gesteinen des so genannten Ruhlaer Kristallins.

Ordovizium

(495-443 Ma)

Lage der Kontinente

Gondwana driftete zum Südpol. Baltica hingegen driftete nach Norden und näherte sich Laurentia. Vom Nordrand Gondwanas spalteten sich Avalonia und kleinere Terrane (kleine Platten) ab und drifteten ebenso nach Norden. Der Iapetus-Ozean wurde schmaler (Stampfli 2002).

Das Gebiet des Kyffhäusergebirges lag auf einem der Terrane.

Fossilien

In Thüringen, also in der Region um das Kyffhäusergebirge, entstanden in einem Meeresbecken Tonsteine mit Graptolithen (Organismengruppe). Ihre Fossilien lassen eine zeitliche Zuordnung zu, hier also in die Zeit des Ordoviziums.

Silur

(443-417,5 Ma)

Lage der Kontinente

Der Iapetus-Ozean schloss sich, Laurentia und Baltica kollidierten. Avalonia stieß von Süden an Laurentia und Baltica, so entstand der Kontinent Laurussia (Old Red Continent). Mit diesen Vorgängen ging (bereits ab dem Ordovizium) die so genannte kaledonische Gebirgsbildung einher. Gondwana driftete nach Norden. Zwischen Laurussia und Gondwana lag der Rheic-Ozean.

Das Gebiet des Kyffhäusergebirges lag auf Laurussia (Old Red Continent).

Gesteine

Im Kyffhäuser fehlen Gesteine aus dieser Zeit.

Devon-Karbon

(417,5-296 Ma)

Lage der Kontinente

Gondwana driftete weiter nach Norden und drehte sich, so dass der Rheic-Ozean schmaler wurde, sich schloss und letztendlich Gondwana mit Laurussia zusammenstieß. Es entstand der neue Großkontinent Pangäa.

Das Gebiet des Kyffhäusergebirges lag weiterhin auf dem Kontinent Pangäa.

Variskische Gebirgsbildung

Die Kollision dieser Platten faltete das variskische Gebirge in Mitteleuropa auf. Die Hauptfaltung fand im Karbon statt. Das Gebiet des Kyffhäusergebirges lag inmitten des variskischen Gebirges.

Die Einzelheiten dieser Vorgänge sind sehr kompliziert und stehen noch zur Diskussion. So gab es im Rheic-Ozean noch zahlreiche weitere Terrane und vulkanische Inselbögen, die an der variskischen Gebirgsbildung beteiligt waren.

Allgemeine Gliederung des variskischen Gebirges

Gesteine des variskischen Gebirges lassen sich heute von Polen über Deutschland, Belgien und Frankreich bis nach Südengland, Spanien und sogar nach Nordamerika verfolgen.

Die Grafik links zeigt die großen Einheiten des variskischen Gebirges.

Suess schlug bereits im 19. Jahrhundert folgende Gliederung des variskischen Gebirges von Norden nach Süden vor:

• Rhenoherzynikum (benannt nach Rhein und Harz): umfasst den Harz, das Rheinische Schiefergebirge, die Ardennen, Südengland, Südportugal

• Saxothuringikum (benannt nach Sachsen und Thüringen): umfasst die Sudeten, das Erzgebirge, den Frankenwald, den Thüringer Wald, den Spessart, den Odenwald, den Nordschwarzwald, die Nordvogesen

• Moldanubikum (benannt nach Moldau und Donau): umfasst die Böhmische Masse, den Schwarzwald, die Vogesen, das Zentralmassiv, das Armorikanische Massiv und die Zentraliberische Zone

Das Saxothuringikum gehört zu den Terranen, die im Absatz zum Ordovizium bereits erwähnt wurden.

Mitteldeutsche Kristallinzone

Die so genannte Mitteldeutsche Kristallinzone umfasst u.a. Teile des Spessarts, des Odenwalds, des Kyffhäuser Kristallins und des Ruhlaer Kristallins. Sie wird als nördlichster Teil des Saxothuringikums als eine Nahtzone zum Rhenoherzynikum betrachtet. Das Rhenoherzynikum tauchte als Platte unter das Saxothuringikum. Der Kyffhäuser wird als Rest eines vulkanischen Inselbogens angesehen, der direkt über der abtauchenden Platte lag. In Mitteleuropa existierten zwei Meeresbecken, die von der Mitteldeutschen Kristallinzone getrennt wurden.

Vor ca. 333 Ma folgte eine rasche Abkühlung auf unter 400° C (Zeh et al. 2005), ergaben Gesteinsuntersuchungen. Diese Entwicklung wird als Ergebnis der fortschreitenden Subduktion (Abtauchen) des Rhenoherzynikums unter das Saxothuringikum und der damit verbundenen Einengung und Krustenstapelung angesehen.

Intrusionen

Vor ca. 345-340 Ma wurden die alten Sedimentgesteine des Kyffhäusers von basischen (kieselsäurearmen) Schmelzen mit 850-900°C durchsetzt. Daraus kristallisierten aus Magmenkammern Plutonite: Gabbros und Diorite. Die umliegenden Sedimentgesteine wurden in Tiefen von ca. 19-26 km bei Temperaturen von ca. 690-750°C durch eine so genannte Kontaktmetamorphose überprägt (Zeh et al. 2005).

Vor ca. 337 Ma durchsetzten saure (kieselsäurereiche) Schmelzen das damalige Kyffhäusergebirge in Tiefen von nur noch 7-11 km (Zeh et al. 2005). Heute sind sie unter anderem als verschachtelte helle Leukogranitgänge zu beobachten (griechisch leukos = hell). Auch die Gesteine nahe der Leukogranitgänge wandelten sich durch eine Kontaktmetamorphose um. Zusätzlich fand ein Stoffaustausch statt, eine so genannte Metasomatose.

Molasse

Noch im Oberkarbon wurde das variskische Gebirge herausgehoben und abgetragen. Tiefer liegende Gesteine wurden recht schnell freigelegt. Der Abtragungsschutt sammelte sich vor und zwischen den Höhenzügen in Schuttfächern und wurde durch Flüsse weiter in die Becken verteilt. In diesen Becken entstanden manchmal auch Süßwasserseen. Diesen Abtragungsschutt bezeichnet man als Molasse. Sie besteht aus Brekzien, Konglomeraten, Sandsteinen sowie Schluff- und Tonsteinen. Einige Schüttungen waren reich an Feldspat und bildeten feldspatreiche Sandsteine, die Arkosen.

Um Halle, zwischen Dessau, Leipzig und Erfurt, bildete sich die Saale-Senke. Sie gehört zum Thüringer-Becken. Das Kyffhäusergebiet liegt an ihrem nordwestlichen Rand und belieferte die Senke mit seinem Schutt. Später verlagerte sich der tiefste Bereich der Saale-Senke, infolgedessen kamen die Schüttungen dann überwiegend aus Südwesten (Meister 1969).

Als Beweise für die Hebungs- und Abtragungsprozesse kann man auch Diskordanzen (Winkel zwischen übereinander liegenden Schichten) heranziehen:

Die Sedimente des Karbons liegen diskordant (in einem Winkel) zum Kristallin des Kyffhäusers, d.h. das Kristallin wurde vor der Ablagerung des Karbons verstellt und gehoben, sonst würden die Schichten konkordant (parallel) zueinander liegen. Gleiches gilt für die Sedimente über dem Karbon, den Zechstein. Der Zechstein liegt diskordant (in einem Winkel) auf unterschiedlichen Schichten des Karbons, jedoch konkordant (parallel) auf dem Porphyrkonglomerat. Schriel (1926) führt ein Beispiel in einem Aufschluss an der Straße von Kelbra nach Badra an: das Karbon 247/15 (Fallrichtung/Fallen), Zechstein 203/55 (Fallrichtung/Fallen).

Fossilien

Das Klima in dieser Region war feuchtwarm bis trocken. An den Ufern der Flüsse und Seen wuchsen Nadelbäume, Farne und Schachtelhalme. Heute findet man den Gesteinen aus der Zeit des Karbons die Reste als Fossilien. Besonders beeindruckend sind Teile von verkieselten Baumstämmen, z.B. der Gattung Dadoxylon (Nadelbaum).

Perm

(296-251 Ma)

Lage der Kontinente

Die Kontinente Siberia und Kasachstania verschmolzen mit Pangäa. Pangäa erreichte dadurch seine maximale Ausdehnung. Das variskische Gebirge erstreckte sich nahe zum Äquator in W-E-Richtung. Nach Osten öffnete sich ein Meer, die Tethys.

Das Gebiet des Kyffhäusergebirges lag weiterhin auf dem Kontinent Pangäa.

Rotliegend

Das variskische Gebirge wurde in der so genannten saalischen Phase noch einmal gefaltet, anschließend erneut herausgehoben und abgetragen. Der Abtragungsschutt lagerte sich auf dem Festland als meist rot gefärbte Sedimente ab. Diese bezeichnet man als Rotliegend. Es sind klastische (mechanisch zerstörte) Sedimente wechselnder Korngrößen, die zu Sedimentgesteinen verfestigt wurden. Ferner gab es teilweise intensiven Vulkanismus, der porphyrische Vulkanite hinterließ, das sind Gesteine mit großen Kristallen in einer feinen Grundmasse. Die Porphyre lassen sich aufgearbeitet als Gerölle im Rotliegend finden, in den so genannten Porphyrkonglomeraten.

Das Rotliegend liegt diskordant (in einem Winkel) auf den gefalteten Gesteinen des Karbons. Schriel (1926) führt einige Werte für die Lagerung an, allerdings existieren die Aufschlüsse heute leider nicht mehr: In einem Aufschluss nordwestlich von Udersleben lagert Schluffstein des Karbons mit den Werten 158/12 (Fallrichtung/Fallen) diskordant zum Porphyrkonglomerat mit 203/5 (Fallrichtung/Fallen).

Zechstein

Im Perm überflutete das Zechsteinmeer große Teile Nord- und Mitteleuropas und damit auch das Gebiet des Kyffhäusergebirges. (Das Zechsteinmeer ist auf den Grafiken aus Platzgründen nicht dargestellt.) Die daraus entstehenden Sedimente werden als Zechstein bezeichnet. Das Zechsteinmeer gliederte sich in ein nördliches und ein südliches Becken. Das Gebiet des Kyffhäusergebirges lag am Südrand des südlichen Beckens. Das südliche Becken dampfte im ariden Klima mehrfach ein.

So entstanden insgesamt sieben bis acht Eindampfungsfolgen des Zechsteins: Werra, Stassfurt, Leine, Aller, Ohre, Friesland, Mölln und Fulda. Im Idealfall besteht jede von unten nach oben aus Karbonaten, Sulfaten und Salzen.

Im Bereich des Kyffhäusers sind nur Werra und Stassfurt ausgebildet.

Werra-Folge

Das Zechsteinkonglomerat (Das Zechsteinkonglomerat wird von der Subkommission Perm-Trias seit 2005 wegen seiner guten Korrelierbarkeit dem Rotliegend zugeordnet, gehört jedoch genetisch eher zur Werra-Folge.) gilt als Indiz für eine erste Überflutung. Es besteht aus aufgearbeitetem Material des direkten oder benachbarten Untergrundes, variiert also in seiner Zusammensetzung. Auch die Rundung der Bestandteile - als Ausdruck der Transportweite - fällt unterschiedlich aus. Allerdings wurde das Zechsteinkonglomerat teilweise gleich nach seiner Entstehung erneut abgetragen. Im Norden und Nordwesten des Kyffhäusers fehlt es heute.

Über dem Zechsteinkonglomerat liegt der Kupferschiefer, der die Basis der Werra-Folge bildet. Es sind dunkelgraue bis schwarze Tonsteine und Mergel, die in tiefem, stillem Meerwasser entstanden. Sauerstoff fehlte sowohl im Sedimentationsboden als auch – zumindest zeitweise – im Wasser direkt darüber. Ferner wurden Schwermetalle wie Kupfer und Silber ausgefällt und eingelagert.

Über dem Kupferschiefer folgen Karbonate und mächtige Sulfate (Gipse) und Salze, die auf wiederholte Eindampfung des Zechsteinmeeres deuten.

Stassfurt-Folge

Der Stinkschiefer bildet die Basis der Stassfurt-Folge. Auf ihn folgen wiederum Karbonate, Sulfate und Salze. Letztere deuten wiederum auf wiederholte Eindampfungen des Zechsteinmeeres hin.

Trias

(251-200 Ma)

Lage der Kontinente

Pangäa bestand weiterhin, es entstanden Riftzonen, an denen die Kontinente begannen auseinander zu brechen.

Das Gebiet des Kyffhäusergebirges lag nahe dem Zentrum des Thüringischen Beckens.

Gesteine

Schluff-, (Ton)- und Sandsteine wurden als Buntsandstein abgelagert. Im unteren Teil gibt es auch vereinzelt Karbonate, die auf Ablagerungen in Seen hinweisen.

Das Gebiet des heutigen Kyffhäusergebirges wurde vermutlich von einem flachen Meer eingenommen. Im Muschelkalk bildeten sich teils fossilreiche Karbonate und Mergel sowie zeitweise Evaporite. Gesteine des Muschelkalks und Keupers sind nur in umliegenden Gebieten des Kyffhäusergebirges vorhanden, so in den Höhenzügen der Hain- und Windleite (südlich des Kyffhäusers) und im Untergrund der Goldenen Aue.

Jura

(200-142 Ma)

Lage der Kontinente

Pangäa bestand weiterhin; die Riftzonen breiteten sich aus.

Gesteine

Im Kyffhäuser fehlen Gesteine aus dieser Zeit.

Wunderlich (2005) nimmt aber an, dass es auch hier zu Ablagerungen kam.

Kreide

(142-65 Ma)

Lage der Kontinente

Zum Ende der Kreide zerbrach Pangäa endgültig. Indien bewegte sich als eigene Platte nach Norden. Die Kontinente haben allmählich ihre heutige Lage eingenommen.

Gesteine

Im Kyffhäuser fehlen Gesteine aus dieser Zeit.

Hebung, Kippung und Abtragung

Im Rahmen der so genannten saxonischen Bruchschollentektonik hob sich das Kyffhäusergebiet und kippte. Eine genaue Datierung des Beginns ist nicht möglich, vermutlich setzte der Prozess in der Kreide ein.

Vergleichbar einem alten Schreibpult ragt der Kyffhäuser aus seiner Umgebung heraus und wird deshalb als Pultscholle bezeichnet. Zeitgleich erfolgte eine intensive Abtragung, so dass Gesteine tiefer liegender Gesteine freigelegt wurden: Im Norden der Sockel des variskischen Gebirges, das Kristallin, weiter südlich die Molasse des variskischen Gebirges, das Permokarbon, daran im Anschluss die Sedimente des Zechsteinmeeres, der Zechstein, und ganz im Süden die Sandsteine aus der Zeit der Trias, der Buntsandstein.

Am Nordrand des Kyffhäusergebirges entstand die Kyffhäuser-Nordrandstörung. Leider ist sie im Gelände nicht direkt zu beobachten, da sie von jungen Ablagerungen verdeckt wird. Der vertikale Versatz wurde anhand vergleichbarer Schichten an Bohrungen in der Goldenen Aue rekonstruiert und beträgt etwa 650 m (Schriel 1926).

Am Südrand gibt es hingegen mehrere Störungen, an denen die Gesteinsfolgen schrittweise nach unten versetzt werden. Auch diese Versätze identifizierte Schriel (1926) anhand von Bohrungen in Bad Frankenhausen.

Auflösung von Gesteinen

Seit der Oberkreide lösen sich die Gesteine aus dem Zechstein, vor allem die Salze, auf. Die Lösungsprozesse begannen vermutlich am Südrand des Harzes. Daraus entwickelte sich ober- und unterirdisch eine Karstlandschaft.

Tertiär

(65-1,8 Ma)

Lage der Kontinente

Die Kontinente befanden sich nahezu in ihrer heutigen Lage.

Gesteine

Das Tertiär besteht aus lockeren Sedimenten. Die Gesteine aus dem Karbon wurden teilweise abgetragen und umgelagert. Dies belegen verkieselte Baumstämme, z.B. bei Esperstedt (außerhalb des Geländemodells) in den Sedimenten des Tertiärs. Die verkieselten Baumstämme stammen ursprünglich aus den Gesteinen des Karbons.

Die Verkarstung der Gesteine des Zechsteins dehnte sich auf den Osten, Süden und Westen des Kyffhäusers aus. In der Folge entstanden vor allem im Süden zunächst vereinzelte flache Becken, in denen sich Moore und Sümpfe mit reichem Baumbestand entwickelten, deren Reste heute als Braunkohle zu beobachten sind.

Außerdem lagerten sich Kiese, Sande und Tone ab. Großsäugetiere besiedelten die Region (Schriel 1926). Ferner flutete ein Meer aus nordöstlicher Richtung die nun ausgedehnten flachen Becken und hinterließ marine Sande.

Die Sedimente des Tertiärs findet man entsprechend nur vereinzelt, so bei Bad Frankenhausen, Rottleben, Steinthaleben und auf der Huflar.

Während des gesamten Tertiärs hielt die so genannte saxonische Bruchschollentektonik an.

Quartär

(1,8 Ma-heute)

Lage der Kontinente

Die Kontinente befanden sich nahezu in ihrer heutigen Lage.

Sedimente in Senken

Die Verkarstung setzte sich auch im Quartär fort. Die Gebiete der Goldenen Aue und der Diamantenen Aue sanken um ca. 100 m ab und bildeten große, gleichmäßige Senken. Das Kyffhäusergebirge wurde weiterhin abgetragen. Flüsse transportierten den Abtragungsschutt in die umliegenden Gebiete. Am Gebirgsfuß entstanden Schuttkegel. Die Helme durchfloss zunächst die Diamantene Aue und wurde dann infolge der Bildung eines Schuttkegels in die Goldene Aue umgelenkt. In den Tälern belegen vielfältige Flussschotter die ganz verschiedenen Gesteine des Kyffhäusers.

Sedimente aus Eiszeiten

Während der Elster-Kaltzeit ragten nur die Gipfel des Kyffhäusers aus dem Inlandeis heraus. Die Gletscher hinterließen typische Sedimente, wie Geschiebe. Schriel (1926) beschrieb solche Gesteine aus der Kiesgrube Rose, die heute nicht mehr aufgeschlossen ist. In den folgenden Kaltzeiten war der Kyffhäuser nicht mehr von Eis bedeckt. Es lagerten sich Schuttdecken ab. In der Saale- und in der Weichsel-Eiszeit hinterließen Flüsse weitere Schotter und Kiese. Zusätzlich entstand Löss als Auswehungsprodukt umliegender Gebiete. Dieser lagerte sich bevorzugt an den Südosthängen des Kyffhäusergebirges ab.

Neuzeit

In den Tälern bildeten sich wiederum Moore, Sümpfe und Seen; die Höhenlagen des Kyffhäusers waren dicht bewaldet. Seit dem Jungpaläolithikum, also seit ca. 10.000 Jahren, siedelten Menschen in dieser Region. Sie nutzten Höhlen als Unterschlupf und errichteten Jagdlager. Aus der Bronzezeit sind weitere Ansiedlungen bekannt. Seit dem Mittelalter wurde in der Region ein intensiver Bergbau betrieben. Dem Kupferschiefer galt besonderes Interesse. Täler wurden trockengelegt, die Rodung des Waldes nahm größere Ausmaße an.

In den 1960er Jahren - um einen Sprung in die jüngste Geschichte zu machen - wurden die ehemals sumpfigen Gebiete als Stausee "Talsperre Kelbra" neu genutzt.

Gegenwart

Lage der Kontinente

Diese dürfte dem Leser gut bekannt sein.

Vorgänge

Heute werden Gesteine abgetragen und die Gesteine aus dem Zechstein lösen sich nach wie vor auf. Letzteres zeigen Solquellen und Senkungen an Gebäuden.

Zukunft

Über die Zukunft vermag ich nichts zu sagen, außer:

Auch die Geschichte der Geschichte entwickelt sich selbst. Alles ist in Bewegung!

Zusammenfassung als Liste

Erdgeschichte 3/4