Granulitgebirge, Münchberger Gneismasse und Fichtelgebirge – Übersicht

Lage der Exkursionsgebiete

Das Exkursionsgebiet Granulitgebirge liegt im Bundesland Sachsen im Norddeutschen Tiefland.

Karte des Exkursionsgebietes im Granulitgebirge

Abb 52. Lage des Exkursionsgebiets Granulitgebirge (EHRHARDT ET AL., 2017).

Naturräumliche Gliederung des Exkursionsgebietes

Das Exkursionsgebiet Granulitgebirge zählt zur Großregion „norddeutsches Tiefland“ und der naturräumlichen Haupteinheit Lössbörden (Meynen & Schmithüsen, 19531962) im mitteldeutschen Raum. Die Lössbörden ziehen sich nördlich der Mittelgebirgsschwelle bis zur Oberlausitz. Innerhalb der Lössbörden liegt das Granulitgebirge im sächsischen Hügelland im Mulde Lösshügelland. 

Klima im Exkursionsgebiet

Das sächsische Hügelland weist mittlere Jahrestemperaturwerte zwischen 7,9 und 8,7 °C auf (LfULG, 2014). Die jährlichen Niederschlagssummen in Sachsen nehmen vom Tiefland (weniger als 600 mm im NW) zu den Mittelgebirgen bis auf Werte von 1100 mm im Westerzgebirge zu und liegen im Granulitgebirge bei ca. 800 bis 900 mm. Aufgrund der vorherrschenden westlichen Windrichtungen verursacht das Erzgebirge Föhneffekte mit Erwärmungen und Regenschatten auf der Erzgebirgsnordseite. Aus der relativ großen Häufigkeit von Nordwestwinden im Sommer und Staueffekten auf der Nordseite des Erzgebirges resultieren die sommerlichen Niederschlagsmaxima. Durch die zentrale Lage innerhalb Mitteleuropas befindet sich Sachsen im Übergangsbereich zwischen maritimen und kontinentalen Klimaeinflüssen. Das Klima gilt als subkontinental (Leibnitz-Institut für Länderkunde, 2003).

Vegetation und Nutzung in Sachsen

Aufgrund seiner fruchtbaren Böden, einst umfangreichen Rohstoffvorkommen und langer Industrialisierungsgeschichte hat sich in Sachsen bereits vor Jahrhunderten ein stätisch-agrarisches Nutzungsmuster mit wenigen großen Waldflächen herausgebildet. Im Vergleich der ostdeutschen Flächenländer besitzt Sachsen mit etwa 12 % den höchsten Anteil von Siedlungs- und Verkehrsfläche (LfULG, 2014). Der Landkreis Döbeln (Sachsen) des Exkursionspunktes 12: Granulitbruch Etzdorf, Granulitgebirge hatte 2004 einen sehr niedrigen Waldanteil von 5,7 % sowie Verkehrs- und Siedlungsfläche von 10,5 % und einen hohen Anteil landwirtschaftlich genutzter Fläche von 82,0 %. Die potentiell natürliche Vegetation auf dem lössbedeckten Tief- und Hügelland wären Linden-Hainbuchen-Eichenwälder. Da der Löss im Unterschied zu den westlich angrenzenden Trockengebieten Thüringens und Sachsen-Anhalts verbreitet entkalkt ist und schlechter mit Nährstoffen versorgt ist, sowie zu Bodenverdichtung und Pseudovergleyung neigt, sind die Hainbuchen-Eichenwälder Sachsens vergleichsweise floristisch arm. Den größten Flächenanteil hat der auf verdichteten, pseudovergleyten Standorten siedelnde Zittergrasseggen-Hainbuchen-Stieleichenwald (LfULG, 2014).

Allgemeine Grundlagen der Geologie Sachsens

Paläogeographisch gehört Sachsen zur Saxothuringischen Zone des Variszischen Gebir­ges, grenzt im Süden an das Moldanubikum, im Norden über die Mitteldeutsche Kristallin­schwelle an das Rhenoherzynikum (Abb. 54). Das nördliche Drittel von Sachsen wird haupt­säch­lich von pleistozänen Sedimenten der Elster- und Saalekaltzeit bedeckt (Abb. 53). Der mittlere Teil wird durch den Lössgürtel gebildet, südlich schließen sich die zum Teil schwach mit Löss bedeckte Mittelgebirge an. Nach Linnemann et al. (2004) bildeten das Saxothuringikum (Sachsen und Thüringen) vor ca. 570 Mio. Jahren zusammen mit der iberischen Halbinsel, Armorica (Normandie und Bretagne in Frankreich), des Tepla-Barrandiums (Prager Becken), der Türkischen Platte, Avalonia (Teile der britischen Inseln, Nord­deutsch­land, Neufundland, Nova Scotia) den cadomischen Inselbogen, welcher dem Nordwesten Gondwanas (Teil von Rodinia) auf der Südhalbkugel vorgelagert war. Er ent­stand durch die Subduktion ozeanischer Kruste unter Gondwana (cadomische Gebirgs­bildung). Ein intensiver Inselbogenmagmatismus führte zur Entstehung von granitischen und granodioritschen Magmatiten, welche heute noch nahezu unverändert in der Lausitz anstehen und in metamorphisierter Form die Unteren Graugneise (Orthogneise) des Erz­ge­birges bilden.

Abb. 53 : Übersicht der mitteleuropäischen Varisziden (Meschede, 2015).

Abb.54 : Geologische Übersicht Sachsens.

Geologie des Granulitgebirges

Das Granulitgebirge ist ein von niedrigmetamorphen bzw. permischen und karbonischen Sedimentiten umrahmtes Massiv aus im Kern besonders hochmetamorphen Gesteinen. Eine Deutung als allochthone Decke (wie die Münchberger Gneismasse) wurde diskutiert. Inzwischen gilt das Sächsische Granulitgebirge als typischer metamorpher Kernkomplex, d.h. als Emporwölbung bzw. Domstruktur tieferen Grundgebirges. Die Gesteinseinheiten zeigen keine Beziehung zur Gesteinsabfolge des Erzgebirges.

Über den Eduktcharakter der typischen Granulite gibt es widersprüchliche Angaben. Zur Diskussion stehen rhyolithische bzw. granitische Protolithe, aber auch ehemalige Arkosen mit eingelagerten Quarziten. Untergeordnet auftretende mafische Granulite gehen auf basische Einlagerungen zurück. Die als Waldheimer Gruppe bezeichneten Kerngesteine des Granulitgebirges erhielten bei Drucken von bis zu 2,2 GPa, entsprechend ca. 60 km Versenkungstiefe, und Temperaturen von ca. 1000 ° C ihre durch die gegenwärtigen Mi­neral­bestände dokumentierte Prägung, die vor 330 bis 340 Ma erlangt wurde. Die Mäch­tigkeit der Waldheimer Gruppe wird auf etwa 3000 m geschätzt. In der frühesten Entwicklungsphase des Granulitgebirges seit der variszischen Orogenese wurden präkambrische Metamorphite in einem Sattel an die Oberfläche gedrückt, wobei granulitfazielle Metamorphite entstanden sind. Es treten leukokrate (helle) Granulite mit Feldspat, Quarz, Granat und etwas Glimmer als gesteinsbildende Minerale auf. Begleitet werden die Granulite von Cordieritgneisen und Serpentiniten, durchzogen werden sie von Granitgängen.

Zu den Rändern hin folgen in zwiebelschaliger Anordnung mit emporgeschleppte, geringe metamorphe Einheiten: Mit diskordanter Überlagerung zunächst der hochtemperiert-amphibolitfazielle Cordieritgneis-Komplex und darüber eine als Wolkenburger Gruppe (= Innerer Schiefermantel) bezeichnete Abfolge von Gneisen, Quarziten und Glimmer­schie­fern. Der Aufstieg und damit die Dekompression des Bereichs des heutigen Granulit­gebirges setzte isothermal bei 330 ha ein. Im Granulitgebirge, besonders an dessen Rändern, sind Hochdruck-Ultrabasite eingelagert. Wahrscheinlich handelt es sich um in der Tiefe, im Zuge der Subduktion von Krustengesteinen inkorporierte Erdmantelspäne. In den Rändern des Granulitgebirges werden niedriggradig metamorphe Glimmerschiefer und Phyllite angetroffen, welche als Knoten- und Fruchtschiefer ausgebildet sind. Dadurch muss bei diesen Gesteinen von einer kontaktmetamorphen Genese ausgegangen werden, welche, anders als ehedem postuliert, nicht durch eine intrusiv-magmatische Vergangenheit der granulitischen Gesteine zu erklären ist. Es wird angenommen, dass über die “eigentlichen” Granulite durch Deckenbewegungen bereits an anderer Stelle kontaktmetamorph geprägtes Material zur Ablagerung gekommen ist, demzufolge handelt es sich um alloch­thone Metamorphite.

Während des Oberkarbons kam es zur Absenkung des Gebietes zwischen Erzgebirge und Granulitgebirge, in welches die umliegenden Gebirge sedimentierten, so dass sich das erzgebirgische Becken bildete, gefüllt mit Sedimenten der umgebenden Gebirge. Auch kam es in der Region zur Ausbildung intramontaner Kohlelagerstätten.

Im Unterperm kam es zu einer allumfassenden erosionsbedingten Erniedrigung der Oberfläche, wobei das abgetragene Gesteinsmaterial in dem erzgebirgischen Becken zur Ablagerung kam. Im Rotliegenden (Perm) sorgte vulkanische Tätigkeit zur Ablagerung von Aschen und Laven, welche heute im Raum Chemnitz als Tuffe, Quarzporphyre und Melaphyre angetroffen werden.

Das ganze Gebiet war während des Mesozoikums flaches Festland und wurde erst durch die Schollen Tektonik im Tertiär schräggestellt, was eine größere Erosionstätigkeit der Flüsse nach sich zog und zu der heutigen geomorphologischen Oberflächenstruktur führte. Entlang der Flussläufe sind dann auch die verschiedensten Gesteine ange­schni­tten.

Abb. 55: Geologische Karte des Granulitgebirges (Franke, 2014).

Periglaziale Lagen

Die oberflächennahen Substrate der Mittelgebirge gingen bis weit in die Beckenlagen und Talböden hinein, nicht direkt als Verwitterungsprodukte aus den anstehenden Gesteinen hervor, sondern sind das Ergebnis verschiedener Abtragungs- und Umlagerungsprozesse. Diese können in rein äolische (allochthone), ausschließlich den am Ort und hangaufwärts davon anstehenden Gesteinen entstammende (parautochthone), vorwie­gend durch Gelifluktion und Kryoturbation entstandene und in Mischformen davon unterschieden werden. Die beiden letzteren werden gewöhnlich unter dem Begriff „Deckschichten” oder „Periglaziale Lagen” zusammengefasst; sie sind flächenhaft verbreitet, während rein äolische Sedimente im Erzgebirge bestenfalls lokal auftreten.

Die periglazialen Lagen treten in der Regel in diskreten Sedimentpaketen übereinander auf. Eine zuunterst liegende, parautochthone Schicht mit meist hoher Lagerungsdichte wird mehrere Dezimeter – am Unterhang und in Hangdellen oft auch mehrschichtig ausgebildet mehrere Meter – mächtig (Basislage). Sie wird von einer nahezu flächenhaft verbreiteten Schicht vom mit lockerer Lagerung überlagert, die eine auffällig konstante Mächtigkeit um 50 cm besitzt (Hauptlage). Zwischen beide schalten sich verschiedentlich ein oder mehrere weitere Mischsedimente (Mittellage) ein, deren Verbreitung meist auf Reliefpositionen beschränkt ist und in denen Löss überdurchschnittlich mächtig zur Ablagerung gelangen konnte: Lee-, also meist östlich exponierte Hänge, sowie Ver­flachungen und Dellen auch an anderen Hängen.

Für die Verbreitung der Deckschichten sind beträchtliche morphologieabhängige Mächtigkeitsschwankungen und Begrenzungen in der flächenhaften Verbreitung der einzelnen Schichtglieder charakteristisch. Besonders der Oberlage, vielfach auch der Mittellage, sind eher lokale Bedeutung beizumessen. In der Regel weist jeder Standort zwei, maximal drei Lagen auf.

Auch die materielle Zusammensetzung einzelner Lagen korreliert mit der Morphologie. In den tieferen Teilen und am Nordrand des Erzgebirges sowie im Oberlausitzer Bergland sind hohe Lössgehalt der Haupt- und Mittellagen charakteristisch. Dort schließt die Deckschichtenfolge nach oben meist mit der Hauptlage ab, lediglich in Hangpositionen unterhalb von Härtungen treten stellenweise Oberlagen auf.

Dagegen lassen die dem Festgestein entstammenden Substratkomponenten häufig keinen unmittelbaren Bezug zum Anstehenden erkennen, was auf hangabwärts gerichtete Verlagerungsprozesse der Deckschichten zurückzuführen ist. So erklärt sich auch die häufig beobachtete Diskrepanz zwischen der chemischen Zusammensetzung von Festgesteinen und überlagernden Böden eines Standortes.

Böden in Sachsen

Die Einflüsse des Klimas, der Substrateigenschaften und der Vegetationsformen bedingen in Sachsen eine klare Nord-Süd-Abfolge der Böden. Es werden sechs Bodenregionen in Sachsen unterschieden: (1) Böden der Altmoränenlandschaft, (2) der Flusslandschaften, (3) der Löss-/Sandlöss-Platten und der Berg- und Hügelländer aus Metamorphiten und Magmatiten (4), Sandstein (5) und Verwitterungsdecken aus Tonschiefer und Phyllit (6) (LfULG, 2014). Das Granulitgebirge gehört zur Lössregion. Für die Lössregion ist charakteristisch, dass die Böden trotz eines verschiedenartigen geologischen Untergrundes durch großflächige Lössüberdeckung eine weitgehend einheitliche bis ähnliche Ausbildung erfahren haben, die sich in einer Parabraunerde-Fahlerde-Leitgemeinschaft mit südwärts zunehmendem Pseudogley-Anteil ausdrückt. Im südlichen Teil des Lössgebietes werden die flachwelligen Plateaus von einer 24 m mächtigen Decke lössartiger Sedimente überzogen, die aufgrund von Umlagerungsvorgängen und sonstigen Überprägungen als Lössderivate bezeichnet werden (LfULG, 2014). Wegen der dominierenden Korngröße Schluff im Löss, sind etwa 75 – 85 % der Böden in Mittelsachsen sehr stark erosionsgefährdet.

Bei meist geringer Reliefenergie herrscht in den unteren und mittleren Gebirgslagen Sachsens Braunerde- und Pseudogleydynamik vor. Auf Grund erosiver Prozesse in Folge großflächiger landwirtschaftlicher Nutzung treten in Hangmulden und an Unterhängen regelmäßig Kolluvisole auf. In Abhängigkeit von der Flächennutzung kommen sie heute bis in höhere Gebirgslagen vor. Dort sind der Rückgang von Staunässe zugunsten hangnässebeeinflusster Flächen sowie die Zunahme von Podsolierungserscheinungen zu verzeichnen.

Charakteristisch für morphologische Rücken ist das Auftreten flachgründiger, skelettreicher Böden (Ranker, Braunerden, Podsole), die hangwärts häufig in gering entwickelte Lockergesteinsböden (Regosol) aus Hangschutt übergehen. Besonders in flachen Einmuldungen der Kammhochfläche des Erzgebirges setzte im Verlauf des Holozäns eine ausgeprägte Tendenz zur Hochmoorbildung ein. Zahlreiche Vorkommen wurden jedoch durch anthropogene Einflüsse zerstört bzw. ihrer Funktion beraubt.

In den Tälern, die im gesamten Mittelgebirgsraum markante Landschaftsgliederungs-Elemente bilden, treten vor allem Gleye unterschiedlicher Zusammensetzung, in Talweitungen auch vergesellschaftet mit Braunauenböden (Vega) auf. Eine lokale Besonderheit des östlichen Erzgebirgsnordrandes stellen die voroberkreidezeitlichen, unter tropischen bis subtropischen Bedingungen entstandenen fersiallitischen Paläoböden dar, die dem Gesteinsuntergrund mit wechselnden Mächtigkeiten auflagern und vielfach Farbe und Eigenschaft der rezenten Böden mitprägen. Die entsprechenden Standorte sind häufig staunässebeeinflusst.

Abb.56 : Bodenübersichtskarte des Granulitgebirge (Kartengrundlage: Franke, 2014 und Geoportal Sachsenatlas).