Das Deckgebirge

Die geologische Entwicklung in Erdmittelalter und Erdneuzeit

Im Erdmittlalter und der Erdneuzeit bildeten sich überwiegend Sedimentgesteine, welche die Gesteine des Erdaltertums diskordant überlagern. Sie werden deshalb als Deckgebirge bezeichnet. Charakteristisch für diese Sedimentgesteine ist eine überwiegend horizontale bzw. flach einfallende Schichtung.

Die Gesteine des Deckgebirges bildeten sich im Inneren und an der Oberfläche einer tektonischen Platte, die ihre Größe im Laufe der Jahrmillionen mehrfach änderte. Zuerst gehörte Mitteleuropa zum Superkontinent Pangäa, der sukzessiv zerfiel. Heute gehört Mitteleuropa zur Eurasischen Platte. Tektonische Prozesse, die eine bruchhafte Deformation der Deckgebirgsschichten zur Folge hatten, fanden an den Plattenrändern statt und übten eine Fernwirkung auf die platteninneren Bereiche aus. Deshalb wurden die Gesteine des Deckgebirges nicht metamorph überprägt. Die tektonischen Prozesse führten jedoch zur Hebung und Senkung von Krustenblöcken. Dadurch konnten sich Verbindungen zum Ozean bilden, sodass Mitteleuropa mehrfach vom Meer geflutet wurde. Oder es entstanden Hebungsgebiete, in welchen die abgelagerten Sedimente erodiert wurden.

Eine ausführliche Beschreibung der Deckgebirgsentwicklung in Mitteleuropa kann man bei Doornenbal und Stevenson (2010) finden. Eine detailreiche Beschreibung dieser Zeit in Sachsen bieten Pälchen und Walter (2008).

Als Ergebnis der variszischen Gebirgsbildung waren in Europa der Rheische Ozean sowie die ausgedünnten Schelfbereiche Gondwanas subduziert worden. Die Krustenverdickung war abgeschlossen und es kam zu Ausgleichbewegungen zwischen einzelnen Krustenblöcken. Mitteleuropa lag im Inneren der Platte des Superkontinents Pangäa. Die Plattenränder wurden überwiegend durch Subduktionszonen gebildet. Wenn eine subduzierte Lithosphärenplatte in den Erdmantel eintaucht, stößt sie auf einen Widerstand, der dazu führt, dass die Subduktionszone sich kontinuierlich nach hinten verlagert. Man spricht dabei von subduction-roll-back. Durch dieses subduction-roll-back gerät die Oberplatte, in diesem Fall Pangäa, unter Dehnung. Diese verursachte eine großräumige Intraplatten-Dehnungstektonik, durch welche Grabenbrüche wie der Oslo-Graben oder Becken wie das Nordeuropäische und das Zentraleuropäische Becken (Northern and Southern Permian Basin) entstanden. Die Beckenbildung war mit intensivem Vulkanismus verbunden. Da dieser Prozess auch Regionen außerhalb des variszischen Gebirges betraf, schlussfolgern Kroner und Romer (2013), dass er nichts mehr mit der variszischen Gebirgsbildung zu tun hatte. Stattdessen leitete er die post-variszische Entwicklung in Europa ein. Die Beckenstrukturen, die im Perm angelegte wurden, kontrollierten bis ins Känozoikum die geologische Entwicklung von Mitteleuropa. Geologen gehen davon aus, dass es nach dem Abklingen des Vulkanismus durch langfristiges Abkühlen der Lithosphäre zu einer thermischen Subsidenz (Absenkung) der Becken kam, sodass sich diese als Sedimentationsräume stabilisierten. Durch die Auflast der eingetragenen Sedimente hielt die Subsidenz in den Becken auch nach Ende des thermischen Ausgleichs an. In Abhängigkeit von tektonischen Prozessen wie der Bildung von Grabenstrukturen, den globalen Meeresspiegelschwankungen und dem im Umland herrschenden Klima wurde das Becken mehrfach vom Meer geflutet und fiel zwischenzeitlich wieder trocken.

Das Zentraleuropäische Becken erstreckte sich in Nordwest-Südost-Richtung von Großbritannien bis Polen und Litauen, sein zentraler Teil wird als Norddeutsches Becken bezeichnet, sein östlicher Teil als Polnisches Becken. Sedimente aus diesen Sedimentationsräumen reichen bis nach Nordsachsen und in die Elbe-Zone hinein.

Am Nordrand der Böhmischen Masse bestehen das Granulit-Massiv, das Erzgebirge und die Oberlausitz stattdessen überwiegend aus Gesteinen des Grundgebirges. Bildeten diese regionalen Einheiten den Rand des Zentraleuropäischen Sedimentationsraumes oder wurde das Tafeldeckgebirge dort erst bei der Hebung der Mittelgebirge erodiert?

Um diese Frage zu klären, haben sich Geologen die Gesteine im Detail angesehen. Dabei fiel auf, dass es an mehreren Stellen lokal begrenzte Vorkommen von Sedimenten des Mesozoikums und des Tertiärs auf dem Grundgebirge gibt. So findet sich:

• ein Vorkommen von Gesteinen der Trias bei Greiz,
• mehrere Vorkommen von Gesteinen des Juras an der Lausitzer Überschiebung südlich von Dresden,
• mehrere Vorkommen von Oberkreide im Osterzgebirge, z.B. bei Dippoldiswalde, Großschirma und Dorfhain,
• mehrere Vorkommen von Tertiär in der Umgebung von Annaberg-Buchholz.

Handelt es sich dabei um lokale Ablagerungen, wie sie sich zum Beispiel in einem See oder einem Fluss bilden? Oder um Relikte von großräumigen Sedimentationsräumen, wie sie in einem Meer entstehen?

Dazu schaut sich der Geologe die Ausprägung der Gesteine, die sogenannte Fazies, genau an. Weisen die Gesteine Anzeichen von fluviatiler (Fluss) oder limnischer (See) Fazies auf, kann man davon ausgehen, dass sie regional begrenzt abgelagert wurden und nichts mit dem Zentraleuopäischen Becken zu tun hatten. Tiefmarine Sedimente dagegen müssen im Beckeninneren entstanden sein, und deuten darauf hin, dass der Beckenrand weit entfernt lag. Küstensedimente wie Deltabildungen und Strandsande zeigen an, dass die Gesteine tatsächlich am Rand des Sedimentbeckens abgelagert wurden. Interessant sind auch Verwitterungsbildungen. Diese weisen darauf hin, dass die Region in der sie gefunden werden, ein Abtragungsgebiet darstellte und nicht zum Sedimentationsraum gehörte.

Die Deckgebirgsschichten zeigen im Laufe der Zeit wechselnde Fazies all dieser Milieus an. Das belegt, dass sich Sachsen tatsächlich im Randbereich des Zentraleuropäischen Beckens befand. Stieg der Meeresspiegel bei einer Transgression an, griff das Meer auf die Böhmische Masse über, wie die marinen Sedimente aus dem Jura und der Oberkreide belegen. Bei moderaten Meeresspiegelständen wurden küstennahe Sedimente in Sachsen abgelagert, so z.B. im Zechstein und Tertiär. Sank der Meeresspiegel stark, fiel die Böhmische Masse trocken und es entstand ein Abtragungsgebiet, wie Verwitterungsbildungen z.B. aus Unterkreide und dem frühen Tertiär anzeigen.

Bei paläogeographischen Rekonstruktionen der Ausbreitung des Zentraleuropäischen Beckens in den jeweiligen Erdzeitaltern wurden Daten aus der gesamten Region einbezogen, sodass Gesteine, die außerhalb von Sachsen vorkommen, dabei helfen, Rückschlüsse auf die Paläogeographie in Sachsen zu ziehen (z.B. Ziegler, 1990).

Im Ergebnis dieser geologischen Entwicklung am Rand des Zentraleuropäischen Beckens ist Sachsens Untergrund von maximal 2000 Meter mächtigem Deckgebirge bedeckt. Das ist eine geringe Mächtigkeit verglichen mit dem Beckeninneren, wo die entsprechenden Sedimente mehr als 5000 Meter Mächtigkeit erreichen. Da sich die Sedimentationsräume im Laufe der Zeit wandelten, findet man normalerweise nicht die gesamte Schichtenabfolge an einem Ort vor, sondern nur Teile davon.