Permokarbon

Im Permokarbon sind Gesteine aus dem Ober-Karbon und Unter-Perm zusammengefasst.

Das Permokarbon nimmt die größte Fläche des Kyffhäusergebirges ein und ist auf dem Geländemodell in Rottönen dargestellt.

Die Gesteine sind allesamt rote, klastische (mechanisch zertrümmerte) Sedimentgesteine. Die Schichten neigen sich überwiegend flach nach Süden.

Rotliegend (Perm)

Das Rotliegend ist auf dem Geländemodell in Dunkelrot dargestellt, auf der linken Karte ist es ein sehr kleiner Streifen ganz im Südosten des Kartenausschnittes.

Im Osten des Kyffhäusergebirges, nördlich von Udersleben, finden sich vereinzelt Konglomerate u.a. mit "porphyrischen" Geröllen. Entsprechend wurden die Gesteine Porphyrkonglomerate genannt. "Porphyr" ist ein veralteter Begriff. Er verweist auf vulkanische Gesteine, für die große Kristalle in einer feinen Grundmasse typisch sind. Solche Porphyre wurden aufgearbeitet, die Brocken transportiert, gerundet, abgelagert und zu einem Konglomerat verfestigt.

Wunderlich (2005) stellt die Porphyrkonglomerate zeitlich ins Perm, genauer ins Oberrotliegend II.  Das Rotliegend erstreckt sich ca. 300-258 Ma. vor heute, darin das Porphyrkonglomerat nur wenige Millionen Jahre (persönliche Mitteilungen Menning 2007). Aktuelle Aufschlüsse sind mir nicht bekannt. Vereinzelt sind Lesesteine zu finden.

Mansfelder Schichten (Karbon)

Die Mansfelder Schichten sind auf dem Geländemodell in Rot dargestellt.

Die Mansfelder Schichten liegen in der Mitte des Kyffhäusergebirges. Sie bestehen aus Sandsteinen, Konglomeraten, Schluff- und Tonsteinen.

Innerhalb der Mansfelder Schichten unterschied Schriel (1926) 14 Einheiten. Meister (1969), Hopf (2002) und Wunderlich (2005) änderten mehrmals die Nomenklatur der Abfolgen bzw. ihre Unterteilung. Nach den heutigen Aufschlussverhältnissen lässt sich die räumliche Ausdehnung der von den einzelnen Autoren unterschiedenen Schichten nicht nachvollziehen, da weite Bereiche bewaldet und daher fast ohne Aufschlüsse sind. Die wenigen Aufschlüsse und die gelegentlichen Lesesteine ließen es nicht zu, die einzelnen Schichten zuzuordnen.

Schriel (1926) bezeichnete diese Gesteine als Mansfelder Schichten, u.a. Seidel (1995) als Kyffhäuser Schichten. Wunderlich (2005) sieht eine Entsprechung der Siebigerode-Formation einschließlich der Wettin-Subformation zum Karbon.

Die Mansfelder Schichten werden zeitlich auf ca. 305-300 Ma. vor Heute eingeordnet. Pflanzenfossilen ließen einige Gesteine eindeutig ins Stefan (Ober-Karbon) einordnen (nach Wunderlich 2005).

Aus meinen Beobachtungen im Gelände und anhand der im Labor untersuchten Proben habe ich hier drei idealisierte Gesteinsbeschreibungen zusammengestellt, ohne auf die genaue räumliche Verteilung innerhalb der Mansfelder Schichten einzugehen:

  Sandstein

Am häufigsten findet man im Permokarbon Sandsteine. Sie sind generell rot, vereinzelt jedoch auch hellgrau, violett, rosa, braun, gelb und grün. An einigen Stellen wurden weiße Flecken von 1 cm Durchmesser beobachtet. In bodennahen Bereichen sind sie teilweise gebleicht. Die rote Farbe kommt nicht durch die Eigenfarbe der Körner zustande, vielmehr sind die Körner von Hämatit (rotes Eisenoxid) überzogen. Die Sandsteine lassen sich in zentimeter- bis dezimeterdicken Schichten, so genannten Bänken, zusammenfassen.

Ferner sind im Sandstein vereinzelt Strukturen zu beobachten: zentimeterhohe Schrägschichtung und Tongallen. Letztere sind faustgroße, runde bis ovale verfestigte Tonsteine, die in den Sandstein eingelagert wurden. Die Tongallen werden als während der Ablagerung der Sandsteine eingelagerte Schlammbrocken gedeutet. Außerdem findet man Knollen von Karbonat als Reste fossiler Bodenbildung. Besonders beeindruckend sind zahlreiche Fossilienfunde von Dadoxylon schrollianum (Nadelbaum) in Form verkieselter Baumstämme (Mägdefrau 1958).

Betrachtet man das Gestein im Detail, so lassen sich überwiegend schlecht gerundete, eher würfelige als längliche Körner erkennen. Oft sind die Korngrößen gleich, man sagt, die Sandsteine sind gut sortiert. Die Sandsteine sind fein- bis mittelkörnig, meist zwischen 0,2-1 mm. Die Körner berühren einander überwiegend, man sagt, der Sandstein ist korngestützt.

Der Sandstein besteht aus Quarz (60-85%), Feldspat (bis 30%), wenig Chlorit, Biotit, Muskovit und sehr wenig Apatit, Karbonat, Ilmenit und Hämatit. Aufgrund des hohen Feldspatgehaltes kann man den Sandstein oft als Arkose bezeichnen.

Meister (1969) stellte überwiegend Schüttungsrichtungen aus Südwesten fest und im Norden des Kyffhäusers selten solche aus Westen.

Konglomerat

Die Konglomerate ähneln den Sandsteinen. Die Übergänge sind fließend. Man kann auch von "konglomeratischen Sandstein" sprechen. Die Konglomerate sind oft dickbankig ausgebildet.

Ihre Gerölle berühren sich selten, man sagt, die Konglomerate sind matrixgestützt. Die Gerölle lagern lagenweise im Sandstein, sind teilweise eingeregelt und werden generell nach oben hin als schlechter sortiert beschrieben. Als Gerölle wird überwiegend Quarz beobachtet. Er ist milchig trüb und wird deshalb als Milchquarz beschrieben. Ferner finden sich Kieselschiefer, Tonschiefer, Glimmerschiefer, Grauwacken und Phyllite, seltener Granite, Gneise und Porphyre. Die Gerölle sind meist gut gerundet, symmetrisch, kleinkristallin und haben oft einen Durchmesser von 1 cm, je nach Schicht bis maximal 3-15 cm.

Das Material zwischen den Geröllen, die Matrix, ist überwiegend ein mittel- bis grobkörniger Sandstein.

Schluffstein/Tonstein

Die Sandsteine und Konglomerate werden von einigen Schluffstein/Tonstein-Lagen unterbrochen. Ihre Lagen sind bis zu 7 m mächtig.

Das Material ist vorwiegend rot, dünnbankig und bricht teilweise plattig. Die Korngröße beträgt im Allgemeinen etwa 0,1 mm. In der Literatur wird dieses Gestein häufig als Schieferton angesprochen. Aufgrund der Schluffanteile und des nicht immer plattigen Bruchs möchte ich bei den allgemeineren Namen Schluffstein oder Tonstein bleiben.

Die Sandsteine und Konglomerate führen lagenweise eingeregelt Muskovit und gelegentlich Kalk.

Hopf (2002) zitiert folgende Pflanzenfossilien: Spenophyllum longifolium, Odopteris minor, Odontopseris sp., Lebachia sp. Anhand dieser Fossilien war eine Altersbestimmung der Sedimente möglich: Ober-Karbon - Stefan  Autun. Ferner wurden Lebensspuren von Arthropoden (Gliederfüßer) und Anneliden (Ringelwürmer) beobachtet.

Entstehung

Die Bildung von Sedimentgesteinen setzt eine Abtragung, einen Transport und eine Ablagerung voraus. Die möglichen Ausgangsgesteine bei der Abtragung, Transportmedien und Ablagerungsorte sollen für für den Sandstein, das Konglomerat und den Schluffstein zusammen diskutiert werden:

Ausgangsgesteine

Die Ausgangsgesteine müssen in der Zusammensetzung dem Endprodukten ähnlich sein, also genügend Quarz und Feldspat aufweisen, wie z.B. andere Sandsteine, Granite oder Gneise. Letztere beide Gesteine findet man heute im Kristallin. Das Kristallin stellt also den Rest variskischen Gebirges dar, der noch nicht abgetragen wurde.

Transport und Ablagerung

• Luft als Transportmittel: Ein Transport in der Luft zieht typische Korrosionen an den Körnern nach sich, was nicht beobachtet werden konnte.
• Gletscher (Eis) als Tranportmittel: Ein Transport von Gletschern würde abgeflachte Körner zeigen. Auch dies ist nicht zu beobachten.

Übrig bleibt das Wasser als Transportmedium. Flüsse sind als Transportmedium und auch als Ablagerungsort denkbar, weitere mögliche Ablagerungsorte sind Seen und Meere.

• Fluss als Transportmittel und Ablagerungsort: Beim Sandstein deutet die schwache Rundung der Sandkörner  auf einen kurzen Transport hin, ebenso der hohe Feldspatgehalt, denn nach einem langen Transportweg wäre der Feldspat zersetzt. Sedimente mit kurzem Transport bezeichnet man als unreif. Beim Konglomerat setzen die hohen Korngrößen beim Transport stark bewegtes Wasser (hohe Energie) voraus, z.B einen Fluss. Der Gegensatz der gut gerundeten Gerölle und der nur schlecht gerundeten Sandkörner bei den Konglomeraten lässt sich vielleicht dadurch erklären, dass eine Mischung verschieden weit transportierten Materials unterschiedlicher Ausgangsgesteine statt fand.  Ferner deute ich den Hämatit (Eisenoxid, färbt das Gestein rot) für eine Ablagerung des Gesteins in sauerstoffreichen Wasser, in dem Eisen oxidieren (Sauerstoff aufnehmen) konnte und sich zu Eisenoxid umwandelte. Dies spricht für Flüsse oder flache Seen.
• See als Ablagerungsort: Die kleine und gleichmäßige Korngröße des Schluffsteins deutet auf nur schwach bewegtes Wasser oder stehendes Gewässer als Ablagerungsort.
• Meer als Ablagerungsort: Karbonate wurden nicht in größeren Mengen beobachtet. Somit kann man Meere als Ablagerungsort ausschließen.

Deutung

Folgender Ablauf ist also vorstellbar: Das variskische Gebirge (ehemaliges Gebirge) wurde abgetragen, das Material von Flüssen in Senken vor das Gebirge transportiert und dort als Molasse (Abtragungsschutt), z.B. in Seen abgelagert.

Man erkennt in den Sedimenten Schuttmassen, Schwemmfächer, Flussdeltas und Küstensedimente. Über Sedimentationsgeschwindigkeiten wage ich nichts zu sagen.

In der Zusammenfassung der Stratigraphie finden Sie eine Synthese der Beschreibungen aus der Literatur. Sie gibt das Permokarbon wesentlich stärker gegliedert wieder. Vergleichbare Einheiten der verschiedenen Literaturquellen wurden abgeglichen. Ebenso wurden die unterschiedlichen Namen (Synonyme) zusammengestellt.

Zusammenfassung der Stratigraphie

Gesteine 32/54