Mitteldeutsches Trockengebiet Raum Halle

Lage der Exkursionspunkte 3,4,5 und 6

Abb. 13: Lage der Exkursionpunkte 3 bis 6 im mitteldeutschen Trockengebiet Raum Halle (Ehrhardt et al., 2017). Koordinaten von 3: UTM 32U E: 706499.47 N: 5720300.26, 4: UTM 32U E: 703845.87 N: 5719855.67, 5: E: 705229.38 N: 5713293.6, 6: UTM 33U E: 293683.08 N: 5709978.78

3. Küttener Holz: Bodenbildung aus lösshaltigem Substrat mit Tonverlagerung unter Stauwassereinfluss im Forst

  • Standort: Forstfläche Küttener Holz
  • Beprobung: 25.07.12, östlich vom Petersberg
  • Koordinaten: UTM 32U E: 706499.47 N: 5720300.26

Tabelle 6: Analyseergebnisse der Beprobung aus dem Jahr 2012:

TiefepHpHLeitf. CgesCanorgCorgNgesC/NKAKCaMgKNa
cmCaCl2H2OµS/cm% mmolc/kg
0-53,744,2290,504,25 4,250,3014,267,4525,032,302,870,68
5-453,634,1763,500,97 0,970,0812,147,9012,321,511,320,71
45-803,704,2562,000,47 0,470,059,463,7122,062,531,970,73
II80-1103,924,27442,000,18 0,180,036,0131,66135,2721,333,661,24
110-1404,664,96536,000,18 0,180,036,0101,49166,1521,792,871,51
III>1406,637,70154,201,020,840,180,029,057,52464,4316,262,150,85
TiefeBSBodenartfUmUgUfSffSgfSmSgSTonSchluffSand
cm%KA 5%
0-545,79Ut310,7027,9237,881,961,603,564,100,6815,1476,508,34
5-4533,12Ut36,3728,6341,392,951,384,333,290,5315,4876,398,15
45-8042,85Ut45,1129,1538,651,691,272,962,830,2821,0172,916,07
II80-110122,66Ls46,738,178,4812,8111,4924,3022,094,6425,6223,3851,03
110-140189,51Ls42,828,6910,0113,1412,4125,5522,704,9325,2721,5253,18
III>140840,89Ls45,319,5011,3112,3211,8824,2023,335,3520,9826,1252,88
TiefeDL KDL POx. FeOx. MnDith. FeDith. MnGlühver.
cmmg/kg%
0-5120,5013,475641,72677,0814724,21248,418,25
5-4569,505,454627,98420,009702,05972,642,35
45-8096,004,153623,40262,3513576,71459,331,90
II80-110160,003,591285,60242,2010572,16416,831,75
110-140128,507,871039,36102,0011758,71109,921,55
III>140100,500,98645,62103,1917564,83147,731,60
  • Standort: Forstfläche Küttener Holz
  • Beprobung: 26.07.17, östlich vom Petersberg
  • Koordinaten: UTM 32U E: 706499.47 N: 5720300.26
TiefepHLeitf.CgesCanorgCorgNgesC/NGlühver
cmCaCl2µS/cm% %
0-83,51123,39n.b.3,390,2513,67,2
8-543,61440,61n.b.0,610,078,72,3
54-803,62940,33n.b.0,330,056,62,0
80-1103,93540,27n.b.0,270,046,82,3
110-1404,37960,24n.b.0,240,046,01,7
140+5,78970,27n.b.0,270,039,01,7

Abb. 14a: Profil im Küttener Holz (Foto Fiencke, 2017).

Abb. 14b:  Küttener Holz Landschaft

Zum Download des Exkursionsbogens

4. Porphyr – Steinbruch am Petersberg

Der Porphyrbruch am Petersberg (Firma: Mitteldeutsche Baustoffe GmBh Petersberger Quarzporphyr) ist ein Aufschluss in subvulkanischem Rhyolith des Unterrotliegenden des Perm. Der Petersberger Porphyr ist in zwei Varianten aufgeschlossen:

  1. Hellroter Porphyr mit vielen, relativ großen Einsprenglingen von Kalifeldspat (rötlich), Quarz und Plagioklas (grünlich alteriert), der zum Unteren Halleschen Porphyrkörper gehört.
  2. Der Obere Hallesche Porphyr: Er ist ein subaerischer Vulkanit ähnlicher Zusammensetzung, jedoch mit deutlich kleineren Einsprenglingen. Im Steinbruch Petersberg sind die Auswirkungen von Alteration und Verwitterung nebeneinander beobachtbar. Auf den steinbruchnahen Flächen finden sich Syroseme, Ranker und anthropogene Böden aus Porphyrschutt über Porphyr, Braunerden aus Löss unter Trockenrasen.

Kennzeichnung des Porphyrs am Petersberg

Die Vulkanite im halleschen Vulkangebiet gliedern sich in saure und basische Anteile. Die sauren Vulkanite, die Quarzporhyre oder Rhyolithe, überwiegen an Mächtigkeit, Ausdehnung und Menge. Die basischen Vulkanite, die Porphyrite oder Andesite, sind auf den Raum zwischen Löbejün – Plötz-Ostrau und den Petersberg beschränkt. Die vulkanischen Gesteine entstanden im Verlaufe von acht Ausbruchsperioden von denen drei im Stefan und fünf im Rotliegenden (Autun) erfolgten. Die Gliederung der Vulkanite nach Ausbruchsperioden entspricht am besten den vulkanologischen Gegebenheiten. Die durch die vulkanischen Prozesse geförderten Laven entstammen wahrscheinlich einem Schmelzherd. Es entwickelten sich nacheinander folgende Gesteine:

Tabelle 7: Ausbruchsperioden, Gesteinsarten und Vorkommen der Vulkanite des halleschen Vulkanit­komplexes (nach Schwab, 1974):

AlterAusbruchs-periodeNameGesteinsartVorkommen
Unterrot-liegendes8.Obere Hallesche Porphyre (Petersberger und Wettiner Porphyr)Qurzporphyre (Rhyolithe)Klausberge (11-15) Giebichenstein (5-10) Kröllwitz (40-50), Petersberg, Wettin
7.Steinmühlenporphyr, Obere PorphyriteQuarzporphyr Porphyrit (Latit)Steinmühle (57), Krosigk-Kaltenmark
6.Untere Hallesche Porphyre (Landsberger und Löbejüner Porphyr)Quarzporphyre (Rhyolithe)Galgenberg (36-41) Weineck-Ufer (1) Hohenthurm, Landsberg Brachwitz (63, 64),Löbejün
5.Mittlere PorphyritePorphyrite (Andesite)Bohrungen bei Plötz
4.Schwerzer PorphyreQurzporphyre (Rhyolithe)Steinbruch Schwerz
Stefan3.Schlettauer PorphyrQurzporphyr (Rhyolith)Steinbruch Schlettau
2.Untere PorphyritePorphyrite AndesiteBohrungen bei Plötz und Ostrau
1.Wieskauer PorphyrPorphyr (Quarzlatit)Steinbruch Wieskau

Die Laven erreichten auf mächtigen Spalten die Erdoberfläche (Obere Hallesche Porphyre) oder sie erstarrten noch kurz vor dem Durchbruch zur Oberfläche in der Tiefe (Untere Hallesche Porphyre). Man bezeichnet deshalb die Unteren Halleschen Porphyre auch als subvulkanische Gesteine. Der Unterschied in der Genese der beiden Porphyre drückt sich vor allem auch in der verschiedenen Ausbildung der Gesteine aus. So führte die allmähliche Erstarrung der subvulkanischen Landsberger und Löbejüner Porphyre zur Ausbildung großkristalliner Porphyre. Im Stadtgebiet sind sie am Galgenberg und am Heinrich-Heine-Felsen beobachtbar. Die raschere Erkaltung der an der Erdoberfläche kristallisierten Lava der Oberen Halleschen Porphyre, zu denen die Porphyre des Petersberges, von Niemberg und Quetz, Wettin sowie die Porphyrfelsen von Giebichenstein, Klausberge, Reilsberg, Kröllwitz und Lettin gehören, gestattete lediglich die Ausbildung kleinkristalliner Gesteine. Der petrographische Aufbau porphyrischer Gesteine wird durch das Auftreten von Einsprenglingen und einer Grundmasse gekennzeichnet. Unter Einsprenglingen versteht man Einzelkristalle, die in der oft mit bloßem Auge dicht erscheinenden Grundmasse liegen. Die oben geschilderten Unterschiede der beiden Halleschen Porphyre drücken sich am besten in dem Verhältnis von Einsprenglingen und Grundmasse aus. So ist in den subvulkanischen und großkristallinen Unteren Halleschen Porphyren die Grundmasse körnig ausgebildet, d.h. man erkennt bereits mit der Lupe, dass auch die Grundmasse aus kleinen Kristallen besteht. Es handelt sich bei den Einsprenglingen vor allem um Quarz und Feldspat. Da die Grundmasse sehr dem Aufbau granitischer Gesteine gleicht, spricht man von einer mikrogranitischen Grundmasse. Im Gegensatz hierzu erscheint die Grundmasse der kleinen kristallinen Oberen Halleschen Porphyre dicht, auch bei einer Betrachtung mit einer Lupe. Man muss schon das Mikroskop zu Hilfe nehmen, will man den Aufbau dieser sogenannten granophyrischen Grundmasse erkennen. Auch in diesen Porphyren sind die Grundmasse und die Einsprenglinge vorwiegend aus Feldspat und Quarz zusammen­gesetzt. Nachstehend wird die Zusammensetzung einiger wichtiger Porphyrtypen aus dem halle­schen Stadtgebiet mitgeteilt.

Unterer Hallescher Porphyr

Vorkommen und Aufschlüsse: Steinbrüche und Felsen am Galgenberg, Heinrich-Heine-Park, Kulturpark Peißnitz, Saaletal zwischen Lettin und Brachwitz.

Verbreitung: Die Unteren Halleschen Porphyre nehmen große Areale zwischen Brachwitz, Gimritz und Löbejün (= Löbejüner Porphyr) sowie Halle, Hohenthurm und Landsberg (= Landsberger Porphyr) ein.

Mächtigkeiten: Bei Sennewitz mit 870 m und bei Gimritz mit 600 m nicht durchbohrt.

Gesteinsbeschreibung: Nach der Färbung der feinkörnigen mikrogranitischen Grundmasse kann man rötlichbraune und grauviolette Gesteine unterscheiden. Die Einsprenglinge bestehen aus bis 3 cm langen fleischfarbenen Orthoklasen (Kalifeldspat) und bis 5 mm langen grünlichweißen Plagioklasen (Kalk-Natron-Feldspat) sowie rundlichen, grauglän­zenden Quarzen mit Durchmessern bis zu 4 mm. Glimmerschüppchen (Biotit) sind selten. Grundmasse (66 %) und Einsprenglinge (34 %) verhalten sich wie bei allen Halleschen Porphyren ungefähr wie 2:1. Der Einsprenglingsanteil verteilt sich zu etwa 27% Quarz, 40 % Orthoklas, 27 % Plagioklas und 6 % Biotit.

Entstehung: subvulkanischer Stock. An den steilen Flanken sind schwache Kontakter­scheinungen zu beobachten, z.B. in Reichhardts Garten.

Besondere Minerale: Fluorit, Kalzit, Chlorit, Eisenglanz, Albit u.a. Werksteine, polierte Platten für Innenverkleidung. Früher häufig zu Pflastersteinen verarbeitet. Gegenwärtig ist der Abbau auf die Umgebung von Löbejün konzentriert.

Oberer Hallescher Porphyr

Vorkommen und Aufschlüsse: Steinbrüche und Felsen im Saaletal zwischen Giebichenstein (5 – 7), Amtsgarten (8 – 10) und Amselgrund (48 – 50), sowie zwischen den Trothaer Felsen (12 – 15) und den Kröllwitzer Höhen (44 – 47), Lettin und Brachwitz (58 – 60).

Verbreitung: Die Oberen Halleschen Porphyre besitzen ihre Hauptverbreitung zwischen Halle, dem Petersberg, Oppinz, Niemberg und Brachstedt (Petersberger Porphyr); in der Umgebung von Wettin (Wettinger Porphyr) und bei Quetz (Quetzer Porphyr).

Mächtigkeiten: Bei Halle ist der Petersberger Porphyr nur sehr gering mächtig (10 – 50 m). Nach Norden nimmt die Mächtigkeit schnell zu: Sennewitz 65 m, Brachwitz 70 m, Teicha 570 m, Petersberg 300 m, Brachstedt 400 – 500 m.

Petrographische Charakterisierung des Petersberger Porphyrs

Die Farbe der dichten granophyrischen Grundmasse ist violett bis rötlich graubraun. Die Einsprenglinge bestehen aus blassrötlichem bis fleischrotem Kalifeldspat (3 – 5 mm lang), trübweißem Plagioklasen sowie dunkelbraun bis schwarz erscheinenden, fettglänzenden Quarzen (2 mm Durchmesser), Einschlüsse von Sandsteinen und Schiefertonlinsen sind nicht selten. Häufig kann man erbsen- bis eigroße Hohlräume beobachten, die mit Mineralien gefüllt waren, die heute herausgewittert sind. Diese ehemaligen Gasblasen stehen mit der vulkanischen Natur der Porphyre in Zusammenhang. Die Einsprenglinge Verteilen sich zu rund 40 % Quarz, 30 % Orthoklas, 24 % Plagioklas und 6 % Biotit. Das Verhältnis Einsprenglinge zu Grundmasse ist 1:2.

Abb. 14c: Petersberg-Landschaft

anker

5. Halle-Trotha: Bodenbildung aus anthropogenem Substrat in ehemaliger Tongrube

Abb. 15: Lage und Satellitenbild des Exkursionspunktes 5: Halle-Trotha sowie Angabe über die Mächtigkeit der Ascheaufspülungen aus Jahn et al. (2017).

Sachsen-Anhalt und speziell die Regionen Halle/Saale und Bitterfeld zählen zu den älteren industriellen Regionen Deutschlands. Über mehr als ein Jahrhundert war die Region sehr stark durch den Braunkohletagebau und die chemische Industrie beeinflusst. Etwa 52 Mio. Tonnen Kraftwerksasche wurden während der letzten 100 Jahre in der Region Bitterfeld produziert (Neumeister et al., 1991). Allein 1989 fielen in der Tagebauregion Halle-Leipzig 4,9 Mio. Tonnen Kessel- und Flugasche an. Hierdurch sind in Sachsen-Anhalt heute ca. 6.000 ha von Asche-Depositionen bedeckt. Wesentlich größere Areale sind durch Flugasche beeinflusst. Insbesondere während der letzten Jahre der DDR verschlechterte sich die Qualität der verbrannten Braunkohle (Aschegehalte bis zu 30 – 40 %) und der Anfall an Asche stieg an. Die Braunkohleasche wurde weitgehend in Restlöchern der Tagebaue deponiert, entweder trocken durch Verkippung oder durch Verspülung. Ab 1990 gingen die Braunkohlenverbrennungen und der Ascheanfall stark zurück, so dass die meisten Deponien nicht mehr in Betrieb sind. Sowie die Deponien nicht abgedeckt sind, unterliegen sie nun der Verwitterung und Bodenbildung.

Bei diesem Standort handelt es sich um eine ehemalige Tongrube (Kaolingrube), welche in den Jahren 1976 bis 1982 mit Kessel- und Flugasche aus dem benachbarten Heizwerk Trotha durch Aufspülung verfüllt wurde. Das Kraftwerk war bis 1993 in Betrieb. 1990 wurden neue Filtertechniken eingesetzt und Braunkohle höherer Qualität verwendet, was die Staubemissionen von 2.000 t ha-1 (1989) auf 1.000 t ha-1 (1990) und die SO2-Emission von 17.000 t auf 13.500 senkte (Jahn et al., 2017). Die Wasser/Asche-Suspension wurde über eine Pipeline vom Kraftwerk zur Deponie gepumpt. Nach der Deposition wurde das freiwerdende Wasser zur Wiederverwendung im Spülvorgang zurückgepumpt. Die ehemalige Kaolingrube wurde durch einen Damm erhöht, so dass eine Deposition bis auf 92 m ü. NN und bis zu 15 m Mächtigkeit möglich wurde. Das Volumen der verspülten Asche beträgt ca. 1,6 Mio. m3 und die Fläche 7 ha. Nach einer Periode der Drainage und Setzung wurde die Oberfläche mit einer Latex – Bitumen – Mixtur stabilisiert und eine Grasmischung (Rotschwingel, Rauer Schwingel) sollte eine Umweltbelastung durch mögliche Ascheverwehung verhindern.

Profilbeschreibung aus Jahn et al., 2017 (Profilaufnahme 20.10.1999)
yeAh0-20 cmsehr stark kohlehaltiger Us, schwarz (N 2/0), Koharentgefüge, stark carbonathaltig, extrem stark durchwurzelt, thixotrop, Sandbänder (wenige Millimeter mächtig, schwarz (10 YR 1.7/1), Einzelkorngefüge, carbonatfrei)
yelCv120-71 cmstark kohlehaltiger Uu, schwarz und dunkelgrau (N 2/0, N 3/0), Polyeder bis Rissgefüge, carbonatreich, stark durchwurzelt, in Rissen extrem stark durchwurzelt, viele feine Bänder (unterschiedlich carbonathaltig), thixotrop, weiße Schicht an Grenze zum liegenden (2 mm mächtig), Risse z.T. mit Material aus dem obersten Horizont verfüllt
yelCv271-120 cmsehr stark kohlehaltiger Us, dunkelgrau und grau (N 3/0, N 4/0), Koharent- bis Prismengefüge, schwach carbonathaltig, keine Wurzeln, Sandband mit höherem Carbonatgehalt
Bemerkung: Das Profil besteht aus zahlreichen Lagen bis 100 cm Tiefe. Zwölf Lagen wurden beprobt und analysiert. Zur Vereinfachung werden die Daten im Folgenden für vier Tiefenabschnitte unter Berücksichtigung der Mächtigkeit und Lagerungsdichte aggregiert.
  • Standort: Deponiefläche, Sukzession Halle Trotha
  • Beprobung: 20.10.99, nördlich Halle
  • Koordinaten: UTM 32U E: 705229.38 N: 5713293.6

Tabelle 8: Analysedaten Profil Halle-Trotha aus Jahn et al., 2017 von der Probenahme 20.10.1999:

TiefeHorizontBod. artKorngrößenverteilung, Gips-frei
gSmSfSgUmUfUTUSOMCaCO3Gips
cm%
0-10yeAh1Su293829127422376643,20,2
10-20yeAh2Uu0,421136301468013271319,2
20-71yelCv1Uu336243619880121714,721,3
71-100yelCv2Us371433271157025263,515,7
TiefeDichtePorungKohlestoff-Verbindungen
LdPdLKnWKTWCtCanorgCorgNtC/N
cmg cm-3Vol.-%g kg-1
0-100,421,9119,148,115,93286,13223,9282
10-200,42,5626,542,218,215315,61371,9670
20-710,382,3223,142,31910117,4841,0481
71-1000,392,21n.d.n.d.n.d.1493,41461,37107
TiefeOxide
FedFeoAloSioMnoFeo/dSio/AloAlo+½Fe0P-Sorb.
cmg kg-1%
0-1013,410,523,817,30,340,780,722991
10-2013,79,433,327,30,650,690,823898
20-7112,3834,828,90,490,650,833999
71-10011,36,930,525,70,270,610,843598
TiefepHCECpotBSECNminDoppellaktat
CaCl2    KP
cm mmolc kg-1%mS cm-1mg kg-1mg kg-1
0-106,86841000,821,28,4277
10-207,66571001,767,4112
20-71841710029,77,4180
71-10083601002,26,225,2235
TiefeSchwermetall-Gehalte (Königswasser)
PbCuZnCrNiCdV
cmmg kg-1
0-1013,172,456,466,433,45192
10-20n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.n.d.
20-714366,1104,969,1322,2227
71-10011,772,342,7707,75,1186
  • Standort: Deponiefläche, Sukzession Halle Trotha
  • Beprobung: 26.07.17, nördlich Halle
  • Koordinaten: UTM 32U E: 705229.38 N: 5713293.6
TiefepHLeitf.CgesCanorgCorgNgesC/NGlühver
cmCaCl2µS/cm% %
0-106,320621,67n.b.n.b.0,4647,135,5
10-306,7164714,44n.b.n.b.0,2655,524,2
30-617,3196414,90n.b.n.b.0,2657,326,0
61-987,3195712,84n.b.n.b.0,1967,621,2
98-1087,2154416,77n.b.n.b.0,2469,925,0
108-1257,2145018,13n.b.n.b.0,2475,526,0
125-1407,3138010,84n.b.n.b.0,1572,319,1
140+7,3138114,93n.b.n.b.0,1978,621,6

Abb. 16a: Profil am Exkursionspunkt 5 Halle-Trotha (Foto Fiencke, 2017)

Abb. 16b: Halle Trotha Landschaft 

anker

6. Zöberitz Bodenbildung aus Sandlöss über saalezeitlichen Schmelzwassersanden

Der Exkursionspunkt 6 liegt bei Zöberitz auf einem ehemaligen Acker. Der Standort wird seit 1976 von der Universität Halle-Wittenberg als Versuchsfläche u.a. zur Erforschung der Sukzession von Pflanzengesellschaften genutzt (Trefflich & Klotz, 1990) und wird aktuell vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschungszentrum Halle (UFZ) betreut.

  • Standort: Sukzessionsfläche Zöberitz
  • Beprobung: 15.07.15, nordwestlich von Halle
  • Koordinaten: UTM 33U E: 293683.08 N: 5709978.78

Tabelle 9: Analyseergebnisse der Beprobung am Profil Zöberitz aus dem Jahr 2015. Koordinaten: UTM 33U E: 293683.08 N: 5709978.78.:

TiefepHLeitf.CgesCanorgCorgNgesC/NKAKCaMgKNa
cmCaCl2µS/cm% mmolc/kg
0-105,171021,990,091,900,1910,097,58107,889,153,100,09
10-305,63601,220,091,130,129,495,63110,186,681,950,14
40-556,47560,660,040,620,16,2115,72140,649,152,050,35
55-757,241340,320,050,270,064,590,56148,568,631,570,26
II75-907,731001,311,120,190,044,7518,12382,366,350,520,16
III90-1207,8550,480,400,080,024,06,17288,084,810,510,19
120 +7,86480,470,490,020,021,05,28271,963,000,070,09
TiefeBSBodenartfUmUgUfSffSgfSmSgSTonSchluffSand
cm%KA 5%
0-10123Slu4,8817,5726,239,028,8417,8515,862,8914,7248,6836,60
10-30124Slu5,1717,9725,469,744,8914,6217,552,2816,9448,6134,45
40-55132Lu5,4519,4026,755,665,4911,1512,391,4823,3751,6125,03
55-75176Uls9,9419,1828,425,994,6910,6817,361,2613,1657,5429,30
II75-902149Su24,263,7914,063,498,8212,3156,194,564,8322,1173,06
III90-1204758Ss2,720,860,003,7910,8914,6784,022,620,000,31101,31
120 +5207Ss3,800,001,584,0314,1618,1975,126,090,003,4699,39
TiefeDL KDL P
cmmg/kg
0-107238,29
10-304036,29
40-55283,11
55-75306,37
II75-901,57,64
III90-120412,90
120 +<158,00
Exkursionspunkt 6 Zöberitz Braunerde Tschernosem, Foto: Dr. C. Fiencke

 Abb. 17:  Zöberitz Landschaft Sukzessionsfläche