Geologische Streifzüge im Harz – Einführung

elbingerodeIm Mittelharz: Blick auf das Granitmassiv des Brockens und des Wurmbergs auf der B 27 bei Elbingerode Richtung Braunlage.

Der Harz als geologisch vielfältiges Mittelgebirge ist ein Teilstück des Variszischen Gebirges, welches vor 300 Millionen Jahren (Oberkarbon) große Teile Mitteleuropas umfasste (Thüringer Wald, Frankenwald, Rheinisches Schiefergebirge, Flechtinger Höhenzug etc., bis Südirland bzw. Südportugal verfolgbar). Damals wurden Sedimentgesteine aus dem Devon und Unterkarbon in der rhenoherzynische Zone der Varisziden gefaltet und leicht metamorphisiert (asturische Phase, 295 mya).

Im Devon gab es bereits untermeerischen Diabasvulkanismus, der im Oberharzer Diabaszug entlang der variszischen Streichrichtungen zutage tritt. Zur Zeit der Enstehung des Superkontinents Pangäa vor 290 Millionen Jahren, die variszische Gebirgsbildung war zu dieser Zeit abgeschlossen, setzt die Bildung des Brocken- und des Ramberg-Plutons ein (synorogener Magmatismus). Bis ins obere Perm erfolgt Abtragung und Einebnung des Harzgebirges, es entstehen große Rotliegend-Becken, begleitet von Porphyr- und Melaphyrergüssen. Danach Meerestransgression im Zechstein vor 270-250 Millionen Jahren: der Harz als Insel in einem Flachmeer. Am SW-Harzrand Bildung von Kupferschiefer und mächtigen Anhydrit-, Stein- und Kalisalzlagern.

Der Harz wurde teilweise überdeckt von den Schichten des Mesozoikums, die durch die Hebung des Gebirges ab Unter-Kreide wieder abgetragen wurden. Im unmittelbaren, nördlichen Harzvorland treten Schichten vom Buntsandstein bis Kreide steilgestellt, z.T. überkippt zutage.

Die (erneute) Hebung erfolgte von Unter- bis Oberkreide in einem Zeitraum von 60-70 Millionen Jahren. Vor allem in der subherzynen Phase vor etwa 83 Millionen Jahren erfolgte die Steilstellung und Überkippung des Harznordrandes. Während der Hebung wurden die Harzgesteine um 4-5 km herausgehoben und fortwährend wieder abgetragen. Im Harzumland sind die kristallinen Harzgesteine in Tiefen von 4000 m bei Bohrungen angetroffen worden. Die Hebung ist an eine Überschiebung des Harzes im NE auf die jüngeren Deckschichten gekoppelt.

Im Tertiär erfolgte nochmals Heraushebung, es entstanden die Täler und die Verebnungsflächen (Peneplains) im Oberharz. Feuchtwarmes Klima führte zu tiefgründiger Zersetzung der Gesteine, speziell der Granite. Eigenständige tertiäre Ablagerungen sind im Oberharz kaum zu finden. Im Pleistozän waren Brockenmassiv und Acker-Bruchbergzug vergletschert. Die Verkarstung am südlichen Harzrand setzte in den Warmzeiten ein, im Holozän entstanden die Hochmoore.

Heute liegt der Harz (90 km lang, 30 km breit) als ein „Pultschollen“-Gebirge vor, als einseitig angehobener Gebirgsblock: der Nordrand steigt steil um etwa 400 m an, der Südrand fällt allmählich auslaufend unter das jüngere Deckgebirge ein. Die Aufwärtsbewegung im Nordosten ist noch nicht abgeschlossen.

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Grafik mit freundlicher Genehmigung von A.Schwarzer/ www.pinatubo.net

Neben der morphologischen Einteilung in Unter- Mittel- und Oberharz lassen sich 14 geologische Baueinheiten festlegen. Der Oberharz besteht hauptsächlich aus gefalteten Sedimenten des Devon und Karbon, dazu kommt das Kalkriff Iberg und der Oberharzer Diabaszug (Vulkanismus im Devon). Der Begriff Kulm (Clausthaler Kulmfaltenzone) bedeutet: synorogene Sedimentation (Flyschfazies, Tempestite) von Erosionsmaterial der Mitteldeutschen Kristallinschwelle, einem Inselbogen im Meer der Paläotethys.

Der Mittelharz enthält Zonen mit klastischen Sedimente vom Silur bis Karbon, den Tanner Grauwackenzug und devonische Massenkalke mit Vulkanismus (Keratophyre) im Elbingeröder Komplex. Im Unterharz gibt es ebenfalls paläozoische Faltenzonen und das Ilfelder Becken mit Rotliegendvulkaniten und -sedimenten. Die ältesten Gesteine (Ordovizium ?) finden sich in der metamorphen Zone von Wippra.

Auf der Abbildung ist zu erkennen, daß der Harz geographisch einer WNW-ESE-Richtung folgt, die man herzynische Streichrichtung nennt, die Struktur des Harzes ist jedoch variszisch, d.h. die paläozoischen Strukturelemente streichen in NE-SW-Richtung.

Der Harz ist bekannt durch seine reichen Erzlagerstätten, die in den vergangenen Jahrhunderten abgebaut wurden. Wichtig sind die Pb-Zn-Cu-Vererzungen am Rammelsberg, synsedimentär-submarin-exhalativ (sedex) im Devon entstanden (1. Zyklus), Roteisen-Vorkommen gibt es im Oberharzer Diabas-Zug und bei Elbingerode (2. Zyklus) sowie den 3. Zyklus von Pb-Zn-Vererzungen als Folge des Aufstiegs des Brockenplutons.

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Literatur

Es gibt umfangreiche Literatur zur Geologie des Harzes und Links zur Harzgeologie, zur Strukturgeologie und einen geologisch-lagerstättenkundlichen Überblick. Eine recht ausführliche Beschreibung von Distel gibt es auf karstwanderweg.de.

Mohr/ Kulke/ Möller: Die klassische Quadratmeile der Geologie, Hannover 1989

Mohr: Harz- Westlicher Teil – Sammlung Geologischer Führer Bd. 58, Berlin-Stuttgart, 1973

Knappe: Wanderungen in die Erdgeschichte (28): Wackersteine, Wald und Wüste – unterwegs im Harz, Pfeil, München 2011

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