Geologie & Erdgeschichte

Karbon (vor 358 - 296 Mio. Jahren)

Das Karbon ist das Erdzeitalter der Steinkohleentstehung, die jedoch erst im Verlauf des Oberkarbons einsetzte. Aus der Zeit davor sind an einigen Standorten Meeresablagerungen zu finden. Die karbonischen Schichten wurden, ebenso wie die zuvor die devonischen, nach ihrer Ablagerung gefaltet und weisen teilweise beeindruckende Strukturen auf.

Einführung

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Einblicke in das Karbon

GeoPark Themen 6

Steinkohle im GeoPark Ruhrgebiet
GeoPark Ruhrgebiet e.V. (2011)
Autor: G. Drozdzewski

GeoPark Themen 11

Was vor der Kohle war – Das Flözleere Karbon im GeoPark Ruhrgebiet
GeoPark Ruhrgebiet e.V. (2019)
Autoren: M. Piecha, V. Wrede
ISBN 978-3-939234-43-2

Unterkarbon

Unterkarbon

Dieses Zeitalter wird nach den weltweit entstandenen KohlefIözen benannt (lat. carbo: Kohle). Zunächst führt aber im Unterkarbon ein weiterer Meeresspiegel-Anstieg in unserer Region zur Fortsetzung mariner Sedimentation in verschiedener Weise: Im Osten bildet sich das sogenannte Kulm-Becken, während der Westrand des Ruhrgebietes im Bereich der Kohlenkalk-Plattform liegt. Das ist ein flacher Schelfmeerbereich am Rand einer von Belgien bis Südengland reichenden Insel im Karbon-Meer (Brabanter Massiv). Hier kommt vorwiegend fossilreicher Kalkstein zur Ablagerung, der Kohlenkalk.

Innerhalb des GeoPark-Gebietes ist er nur im Süden von Duisburg aufgeschlossen. Das Kulmbecken im östlichen GeoPark zeichnet sich durch eine geringe Sedimentationsrate von nur wenigen Hundert Metern in rund 30 Mio. Jahren aus. Es herrschen tonige und kieselige (SiO2-reiche) Ablagerungen (Alaunschiefer, Kieselschiefer) vor, in die kalkige Schlammstromsedimente, sog. Turbidite, eingelagert sind (Kulm-Kieselkalke und Kulm-Plattenkalke), die von den benachbarten Schwellengebieten (wie der Kohlenkalk-Plattform) stammen.

Mit See gefüllter Steinbruch

Duisburger Stadtwald

Naherholungsgebiet im Duisburger Süden mit zahlreichen Geotopen.

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Vom Flözleeren bis zum Flözführenden Oberkarbon

Vom Flözleeren bis zum Flözführenden Oberkarbon

Mit dem Beginn des Oberkarbons ändert sich die Situation durch die allmählich von Süden vorrückende Gebirgsfaltungsfront. Der Sedimenteintrag erfolgt nun von Süden her in das Meeresbecken, wobei zunächst noch küstenfern rein toniges Material abgelagert wird, dann mit zunehmender Küstennähe auch Schluff und Sand. Dieser tiefere Abschnitt des Oberkarbons ist noch vollständig im Meer abgelagert worden und wird als „Flözleeres Oberkarbon“ bezeichnet. Mit der nach Norden wandernden Küstenlinie kommt es dann durch große Flussdeltas zu erheblichen Sandschüttungen, die schließlich bis zum Meeresspiegel hinauf reichen (Kaisberg-Formation). Auf diesen Deltaplattformen können sich erste Waldmoore entwickeln, deren Überreste heute die ältesten Steinkohleflöze des Ruhrbeckens bilden. Neben Torfmoosen und Farnen herrschen baumgroße Schachtelhalme und Bärlappgewächse vor. Große Insekten (Libellen) schwirren durch die Luft und an Land hinterlassen erste Amphibien ihre Fußspuren im Schlamm. In den Gewässern leben Fische und Muscheln.

Weg mit Radfahrern vor Tunnel

Schee-Tunnel

In dem Tunnel, durch den ein Radweg führt, sind die Schichten des Flözleeren Oberkarbon aufgeschlossen.

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Zwei Wanderer vor Felswand

Aufschluss Schiffswinkel

An der Straßenböschung entlang des Hengsteysees ist der Übergang von reinen Meeresablagrungen zum Steinkohlegebirge aufgeschlossen.

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Steinbruch im Grünen

Ziegeleisteinbruch Vorhalle

Beeindruckender Aufschluss mit steilen Falten, weltberühmte Fundstelle von Insektenfossilen, und Nationales Geotop.

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Eckiges Loch in Felswand

Kaisberg

Namensgebende Erhebung innerhalb der oberkarbonischen Kaisberg-Schichten mit mehreren geologischen Attraktionen und dem GeoPfad Kaisberg.

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Steinkohlengebirge

Steinkohlengebirge

Die immer höhere Auffaltung des Variscischen Gebirges im Süden führt durch die zunehmende Auflast zu ständiger Vertiefung des vorgelagerten Sedimentationsbeckens, in das der gleichzeitig entstehende Verwitterungs-Schutt des Gebirges transportiert wird. So bildet sich ein über 4000 m mächtiges Schichtenpaket. Zunächst kommt es durch schwankende Meeresspiegel immer wieder zu Überflutungen der Küsten- und Deltaebenen. Bei Tiefständen des Meeresspiegels schneiden sich die Flusstäler tief in die Landschaft ein, und ein Teil der abgelagerten Sedimente wird wieder abgetragen und umgelagert. Die kohleführenden Schichten des Oberkarbons bestehen daher aus einer Wechselfolge von marinen und festländischen, von Flüssen gebildeten Ablagerungen, zwischen denen die einzelnen Kohleflöze als Zeugen ehemaliger Moore eingebettet sind.

Im höheren Oberkarbon nehmen in unserer Region die terrestrischen Verhältnisse durch erhebliche Sandschüttungen zu, gleichzeitig geht der Flözanteil deutlich zurück, da die Zentren der Moorbildung nach Nordwesten wandern. Die Sedimentation im Ruhrbecken wird von drei Faktoren gesteuert: der Absenkung des Untergrundes im Gebirgs-Vorland, dem Sedimenteintrag über Flüsse aus dem Hinterland und Meeresspiegelschwankungen durch Eiszeiten auf dem damaligen Südkontinent. Das Moorwachstum reagiert sehr empfindlich auf Schwankungen des Grundwasserspiegels: Bei zu schnellem Anstieg ertrinkt das Moor; bei fallendem Grundwasserstand trocknet es aus und stirbt ab. Bei Hochwasser der Flüsse können die Moore mit Sediment überschüttet und zerstört werden. Im Wechselspiel dieser Faktoren entsteht eine zyklische Sedimentation mit regelmäßiger Abfolge von grob- und feinkörnigen Ablagerungen zwischen den Flözen, etwa 10 m in 30.000 Jahren. Über 200 Torfschichten werden nach der Sedimentation auf ein Zehntel verdichtet und bilden heute Steinkohlenflöze von wenigen Zentimetern bis (in Ausnahmen) über 5 m Mächtigkeit.

Ein Klimawandel von feucht-warm nach trocken-heiß beendet die Karbon-Zeit. Die Schichten des tieferen Karbons sind im südlichen GeoPark entlang des Ruhrtales und südlich davon aufgeschlossen. Nach Norden sind die Karbon-Schichten (bis England) zwar von jüngerem Deckgebirge überlagert, im Ruhrgebiet aufgrund des intensiven Abbaus der Steinkohle aber sehr gut bekannt.

Downloads

Muttental

Das als Nationales Geotop ausgezeichnete historische Bergbaugebiet Muttental umfasst einen Bergbauwanderweg, mehrere Aufschlüsse, ein Museum mit Besucherbergwerk und das GeoPark Infozentrum Witten.

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Förderwagen zum Kippen

Geologischer Wanderweg Baldeneysee

Geologischer Wanderweg am Nordufer des Baldeneysees mit einer Länge von 8 Kilometern und 4 Stationen. Der Weg wird vom Ruhr Museum betreut.

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Denkmal mit Reiterstatue von oben

Syberg

Der Syberg, auf dem die Ruine Hohensyburg und weitere Sehenswürdigkeiten thronen, exponiert an vielen Stellen Sandsteinklippen aus der frühen Steinkohlezeit und ist darüber hinaus ein historisches Bergbaugebiet.

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Versteinerter Fußabdruck

Bochumer Ursaurier (Steinbruch Stiepel)

In dem ehemaligen Steinbruch mit karbonzeitlichem Sandstein wurde die Fährte des Bochumer Ursauriers „Fährtinand“ gefunden.

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Panoramabild des gesamten Steinbruchs

Steinbruch Wartenberg

Der große ehemalige Steinbruch exponiert eine 200 mächtige Schichtenfolge des Steinkohlengebirges mit zahlreichen Flözen der Sprockhövel-Formation.

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Steinbruch

Profil Niederwenigern

Entlang der Ruhruferstraße findet sich die mit 2 Kilometern längste aufgeschlossenen Schichtenfolge im Ruhrgebiet (Kaisberg Formation – Bochum-Formation).

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Variscische Gebirgsbildung

Variscische Gebirgsbildung

Die von Süden vorrückende Gebirgsfront erreicht im Verlauf des höheren Oberkarbons auch das Ruhrbecken. Die Schichten werden wie bei einem zusammengeschobenen Tischtuch zu langgestreckten südwest-nordost-gerichteten Faltensträngen verformt, die von einengenden Störungen (Überschiebungen) begleitet werden. Der Faltenbau ist stark disharmonisch: In einem oberen tektonischen Stockwerk herrschen teilweise kilometerweit gespannte, trogförmige Mulden und eng gefaltete Sättel vor. Zur Tiefe hin nimmt die Anzahl der Falten deutlich zu, wobei aber ihre Amplituden und Spannweiten geringer sind. In den höheren und tieferen Stockwerken kann daher trotz des unterschiedlichen Faltungsstils ein gleicher Einengungsbetrag der Schichten gemessen werden. Der Ausgleich wird durch Überschiebungen geschaffen. Sie entstehen durch die Faltung, werden in den fortschreitenden Faltenbau mit einbezogen und lösen Faltenstrukturen ab. Die variscische Gebirgsbildung erreicht im Ruhrbecken ihren Endstand. Im Süden sind die Schichten daher stark gefaltet und auf nur noch ca. 50 % der ursprünglichen Länge verkürzt, während im nördlichen Ruhrgebiet die Faltung nach Nordwesten hin fast ganz ausklingt und der Einengungsgrad nur noch ca. 5 - 10 % beträgt.

Text: Ralf Hewig, Manfred R. Brix & Volker Wrede

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Felswand mit langgestreckter Gesteinsfalte.

Pastoratsberg

Aufschluss mit einer großen Vielfalt an Faltenstrukturen und anderen tektonischen Besonderheiten.

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Felswand mit Infotafel

Sutan-Aufschluss

Hier ist die einzige Stelle, an der die durch das Ruhrgebiet verlaufende, 120 km lange Sutan-Überschiebung aufgeschlossen ist.

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Felswand mit Falte und Flöz

Klosterbusch

Im größten Steinbruch in Bochum, auf dem Gelände der Ruhr-Universität, sind unter anderem Meeres- und Pflanzenfossilen und eine große Falte im Steinkohlengebirge zu sehen.

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Wand mit geologischem Profil von Essen

Geologische Wand im Grugapark

Geologisches Profil im Essener Grugapark, das im Jahr 1929 aus Originalgesteinen gefertigt wurde.

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Rundes Loch im Fels

Devon

Geologische Entwicklung im GeoPark Ruhrgebiet

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Vereinfachte Geologische Karte des GeoParks Ruhrgebiet mit Städten

Geologie & Erdgeschichte

Geologische Entwicklung im GeoPark Ruhrgebiet

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Helles Gestein mit rundlichen Gesteinsblöcken

Perm, Trias & Jura

Geologische Entwicklung im GeoPark Ruhrgebiet

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Muschelfossil

Kreide

Geologische Entwicklung im GeoPark Ruhrgebiet

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Haufen mit grauen  zerbrochenen oder verformten Ziegeln

Tertiär

Geologische Entwicklung im GeoPark Ruhrgebiet

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Kleiner Felsblock

Quartär

Geologische Entwicklung im GeoPark Ruhrgebiet

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