Die Teplice-Caldera

Magmatite im Osterzgebirge

Die erste wichtige Phase des Vulkanismus in Sachsen fand im Karbon und Perm statt und begann im Osterzgebirge. Dort bildeten sich zwei gleichalte große vulkanische Einbruchskrater (Calderen) sowie deren mächtige vulkanische Auswurfprodukte an einer Nordwest-streichenden Zone: Die Teplice-Caldera und die Tharandt-Caldera.

Wissenschaftliche Erkenntnisse über die Entstehung der Teplice-Caldera wurden von Müller et al. (2005), Walther et al. (2016), Casas-García et al. (2019) sowie von Tichomirowa et al. (2022) veröffentlicht.

Die Vulkanite sind mit den plutonischen Gesteinen des Flaje-Granits assoziiert, der älter ist als die Caldera und sich vor ca. 322 Millionen Jahren gebildet hat (Tomek et al. 2022). Petrographische Untersuchungen sowie geochemische Daten von Müller et al. (2005) zeigen, dass der Granit sich in einer anderen Magmenkammer entwickelte als die Vulkanite. Zeitgleich mit der Intrusion des Granits entstand an der Erdoberfläche das Schönfeld- Becken, in welchem grobklastische, feinklastische und kohlige Sedimente abgelagert wurden, die als Putzmühle-Formation bezeichnet werden und Teil der Schönfeld-Altenberg-Beckenablagerungen sind.

Der Vulkanismus begann mit moderaten Eruptionen, bei denen der Schönfeld-Rhyolith als Lava und Ignimbrit gefördert wurde. Dieser ist ebenfalls im Schönfeld-Becken erhalten geblieben und Teil der Schönfeld-Altenberg-Beckenablagerungen. Der Rhyolith wurde von Tichomirowa et al. (2022) auf ca. 322 Millionen Jahre datiert. Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese frühvulkanische Phase wichtig für die Entwicklung des Vulkansystems war, weil dabei die Erdkruste bereits aufgeheizt wurde, sodass sie duktil verformbar wurde, und sich dadurch eine große langlebige Magmenkammer bilden konnte (de Silva und Gregg 2014).

Vor ca. 314-313 Millionen Jahren kam es in der Umgebung des heutigen Altenbergs zu gewaltigen vulkanischen Eruptionen, bei denen der Teplice-Rhyolith gefördert wurde. Dabei entstand eine bis zu 1000 Meter mächtige Abfolge vulkanischer Gesteine, welche überwiegend aus Ignimbrit (Glutwolkenbildungen) und untergeordnet aus Lava und Tuff besteht (Müller et al. (2005). Dabei handelt es sich um Gesteine mit rötlich-bräunlicher Farbe, bei welchen in eine feine Grundmasse grobe Quarz- und Feldspatkristalle eingeschaltet sind.

Nach dem Auswurf der großen Volumina an Magma, brach das Dach der Magmenkammer asymmetrisch ein, wie eine Falltür. Das Scharnier der Falltür-Caldera liegt im Westen, wo auch Einheiten des erzgebirgischen Deckenstapels aufgeschlossen sind. Von dort fällt der Caldera-Boden mit 20-40° nach Osten ein (Benek 1991), sodass die Mächtigkeit des Teplice-Rhyoliths bis auf 1000 Meter ansteigt.

Durch die Auflast der einbrechenden Caldera wurden kristallisatreiche Randbereiche der Magmenkammer in die Caldera-Ring-Störungen ausgequetscht, die Störungen wurden mit magmatischen Ganggesteinen ausgefüllt (Tomek et al. 2019). Da die Magmen bereits Kristallisate enthielten, sind diese Ganggesteine durch große Einsprenglinge in einer feinkörnigen Matrix gekennzeichnet. Während schnell an der Erdoberfläche abkühlende Vulkanite eine glasige oder feinkörnige Matrix um die Einsprenglinge bilden, kristallisierten in den Ring-Störungen granitähnliche Gesteine mit richtungslosem mittelkörnigem Gefüge aus. Aufgrund dieser Besonderheit werden die Gesteine als Granitporphyr bezeichnet, was eine Mischung aus einer plutonischen Gesteinsbezeichnung (Granit) und einer vulkanischen Gesteinsbezeichnung (Porphyr) ist. Das Alter der Ganggesteine in den Ring-Störungen wurde mit 314-313 Millionen Jahren datiert (Tichomirowa et al. 2022), entspricht also dem Alter des Teplice-Rhyoliths.

Im letzten Stadium der Entwicklung des Vulkanit-Komplexes nahmen subvulkanische Gesteine in den Vulkaniten Platz: die Granite von Schellerhau und Zinnwald, die zum osterzgebirgischen Teilpluton gehören. Für sie wurden noch keine hochpräzisen Alter publiziert. Die relativen Altersbeziehungen im Gelände zeigen jedoch, dass diese Gesteine jünger sind als der Granitporphyr.

Seit dem Oberkarbon war der Vulkanit-Komplex der Erosion ausgeliefert. So findet man die Ignimbrite heute nur noch innerhalb der Caldera-Ring-Störungen, obwohl aus rezenten Vulkanzentren bekannt ist, dass Glutwolken meist weit über die Calderaränder hinaus verfrachtet werden. Aufgrund ihrer Festigkeit und Widerstandskraft gegen die Erosion bildet die Calderafüllung heutzutage Berge, z.B. den Kahleberg sowie den Großen Lugstein. Durch die tiefgründige Erosion wurden auch die Granitporphyre und subvulkanischen Granite freigelegt, sodass sie nun direkt zugänglich sind.